Utilizzo dell’apprendimento automatico per modellare il rischio di sepsi neonatale a esordio precoce in Uganda e Zimbabwe (NeoRisk)

Ci saranno tre fasi principali in questo studio, che è uno studio di coorte osservazionale.

La fase 1 si svolgerà presso l’ospedale Kawempe di Kampala, in Uganda. I partecipanti verranno reclutati nei reparti travaglio dal personale dello studio e l'analisi provvisoria sarà completata dopo il reclutamento del 10% del campione totale. Vedere la sezione 7.3 per ulteriori dettagli.

I dati verranno raccolti tramite una CRF online, inclusi i fattori elencati nella tabella della Sezione 3.

Inoltre:

• A tutti i neonati all'interno dello studio verrà prelevato un campione di sangue venoso neonatale per la coltura dal personale designato dello studio

  o Deve essere assunto prima della somministrazione di antibiotici o entro 48 ore dalla nascita, a seconda di quale evento si verifica prima, e indipendentemente dal fatto che il neonato sia sottoposto a indagini e trattato per sepsi.

• Le informazioni postnatali verranno raccolte telefonicamente a 1 mese, inclusi gli esiti materni e infantili, la riammissione in ospedale o la malattia clinica e i vaccini somministrati. Tutti i dati verranno controllati per il controllo di qualità da un membro del team di studio. Verrà prelevata un'emocoltura da tutti i partecipanti neonatali alla nascita, prima di iniziare il trattamento antibiotico laddove sia sicuro farlo. Il volume di sangue prelevato per la coltura deve essere di 1-2 ml e verrà verificato pesando i flaconi di emocoltura. Verrà fornita formazione ai team pediatrici e di studio sui metodi di campionamento delle emocolture, inclusa un'adeguata pulizia della pelle prima del campionamento. Il feedback sui volumi dei campioni e sui tassi di contaminazione (vedere la sezione 7.3 per la definizione) verrà inviato ai consulenti pediatrici e verrà offerta ulteriore formazione al personale. Laddove il campione rimanga dopo l'aggiunta di 3 ml al flacone di coltura, l'eccesso verrà conservato come campione di sangue da utilizzare in future ricerche eticamente approvate, laddove il partecipante abbia acconsentito a ciò.

I risultati dei test microbiologici saranno comunicati in tempo reale al team clinico del partecipante - vedere sezione 7.3.4 per ulteriori dettagli. La diagnosi di sepsi da parte del medico verrà registrata laddove un medico di livello registrar o superiore abbia registrato una diagnosi di sepsi entro 48 ore dalla nascita. Per ridurre la soggettività di questa misura, verrà valutato anche il livello GAIA di certezza per una diagnosi di sepsi (35) e registrato il livello di certezza diagnostica (1-5, secondo i criteri GAIA). Le cartelle cliniche vengono registrate su carta presso l'ospedale Kawempe, prima di essere codificate in una cartella clinica elettronica dagli addetti ai dati. Le scansioni PDF delle cartelle cliniche saranno disponibili laddove sia richiesta una revisione dettagliata.

Tutti i dati dei partecipanti verranno raccolti da personale di studio addestrato e registrati in un CRF online ospitato su REDCap, un'applicazione web sicura. Nessun dato identificabile del paziente verrà archiviato nel database principale di REDCap. Vedere la sezione 8.6 per ulteriori dettagli sui piani di gestione dei dati.

Le informazioni postnatali verranno completate tramite una telefonata effettuata dal personale dello studio 28 giorni dopo il parto. Il numero di contatto dei partecipanti, un numero di contatto per il loro partner e un numero di contatto per un secondo amico o familiare verranno presi al momento del reclutamento per ridurre al minimo le perdite al follow-up dovute a modifiche al numero di cellulare. L'identità del partecipante sarà confermata utilizzando tre fattori (data di nascita, nome completo, indirizzo/villaggio). Verranno raccolte le seguenti informazioni:

• Stato di salute della mamma e del bambino

• Eventuali visite mediche per il neonato

  • Se frequentati o ricoverati negli ospedali Kawempe, queste cartelle cliniche elettroniche saranno esaminate dal personale dello studio
  • Se assistito altrove, alla madre verrà chiesto il motivo della presentazione, se il neonato è stato ricoverato in ospedale, la diagnosi principale e gli eventuali trattamenti somministrati.

Il reclutamento dei primi 160 partecipanti dal reparto travaglio (10% del campione complessivo) sarà trattato come un progetto pilota e sia il reclutamento che i dati saranno esaminati a questo punto con particolare attenzione ai seguenti aspetti:

• Confronto demografico tra le donne reclutate e la popolazione frequentante Kawempe
• Completamento dei dati
• Volume dei campioni di emocoltura prelevati
• Perdita di tassi di follow-up
• Associazione tra potenziali fattori di rischio e sepsi clinica o sepsi con coltura positiva Dopo questa analisi pilota, lo strumento di raccolta dei dati può essere modificato per essere più conciso se alcuni fattori di rischio sembrano non avere alcuna relazione con gli esiti neonatali. Inoltre, la strategia di reclutamento può essere modificata per includere donne che frequentano le cliniche prenatali per migliorare la rappresentatività del campione se il campione pilota è significativamente diverso dal punto di vista demografico rispetto alla popolazione generale di donne incinte che frequentano lo stesso centro di studio in fase prenatale. Infine, verranno forniti feedback e formazione al personale secondo necessità per garantire volumi di campioni ottimali e completezza dei dati.

Durante la Fase 1, si terranno due discussioni separate di focus group con 10 partecipanti ciascuna con il personale dell'ospedale Kawempe. Una discussione sarà con medici esperti e una con medici junior e ostetriche. I focus group si terranno presso la sede di Kawempe in inglese. Si stanno organizzando focus group per integrare i risultati quantitativi di questo progetto evidenziando i fattori di rischio attualmente percepiti come significativi (che dovrebbero poi costituire una parte fondamentale dell'analisi e della diffusione dei risultati per confermare la loro utilità), informare sulle attuali difficoltà diagnostiche per guidare il futuro lavorare con il modello di stratificazione del rischio e fornire il contesto per lo sviluppo e la comunicazione del modello per massimizzarne l'utilità. I focus group affronteranno le seguenti tematiche:

• Accertare la conoscenza e la consapevolezza della sepsi neonatale
• Gestione della sepsi neonatale
• riguardo ai rischi e alle conseguenze della sepsi neonatale, e
• Attuali strategie diagnostiche e loro punti di forza e difficoltà percepiti
• Percezione della sepsi neonatale e come questa potrebbe influenzare la diagnosi e il trattamento
• Raccomandazioni per migliorare la diagnosi e il trattamento della sepsi neonatale I focus group saranno condotti dai membri del team di scienze sociali del MUJHU e dalla dottoressa Sarah Sturrock. Per queste discussioni è stato sviluppato uno strumento dal team di scienze sociali e dal dottor Sturrock (vedi allegato). Le discussioni verranno registrate e le registrazioni distrutte una volta trascritte. Il team delle scienze sociali completerà poi l'analisi tematica delle discussioni.

Gli investigatori prevedono che la Fase 1 avrà luogo tra gennaio e luglio 2024.

La fase 2 utilizzerà i dati raccolti nella fase 1 per costruire un modello di stratificazione del rischio, in collaborazione con l’Advanced Research Computing Center dell’University College di Londra.

Gli investigatori prevedono che la Fase 2 avrà luogo tra marzo e settembre 2024.

La fase 3 comporterà la convalida esterna dello strumento di stratificazione del rischio. Questa fase si svolgerà presso il Sally Mugabe Central Hospital di Harare, Zimbabwe. I partecipanti verranno reclutati dalle cliniche prenatali e dai reparti travaglio dal personale dello studio.

Dati simili saranno raccolti dai partecipanti alla Fase 3 come nella Fase 1; dopo la Fase 2, verranno determinati i campi dati richiesti per il modello e questi campi verranno raccolti per i partecipanti alla Fase 3.

La raccolta dei dati avverrà tramite la piattaforma Neotree, utilizzata da Sally Mugabe(41). La Fase 1 raccoglierà dati su elementi che non fanno parte di un'anamnesi medica standard (come la disponibilità di servizi igienico-sanitari e la sicurezza alimentare). Qualora uno qualsiasi di questi elementi costituisse una parte fondamentale del modello statistico, la possibilità di aggiungere questi elementi alla piattaforma Neotree sarà discussa con il team Neotree. Solo i dati pseudonimizzati verranno estratti dal set di dati Neotree e il modello della Fase 2 verrà applicato per determinare il rischio di sepsi neonatale.

L'outcome primario per la Fase 3 sarà la diagnosi di sepsi da parte di un medico esperto registrata entro 48 ore dal parto e le emocolture (se disponibili) saranno effettuate solo nei neonati giudicati a rischio o con segni clinici di sepsi secondo gli standard clinici. linee guida. L'utilizzo della diagnosi di sepsi da parte di un medico esperto come risultato è dovuto al fatto che la fornitura di flaconi di emocolture e le analisi di laboratorio delle colture sono inaffidabili ed è improbabile che siano disponibili per tutti i partecipanti allo studio come nell'impostazione della Fase 1.

Le prestazioni del modello statistico saranno determinate calcolando la sua sensibilità, specificità, valori predittivi positivi e negativi confrontando il rischio calcolato con la diagnosi clinica di sepsi avvenuta entro 72 ore dalla nascita.

Gli investigatori prevedono che la Fase 3 avrà luogo tra la fine del 2024 e marzo 2025.

L'affermazione TRIPOD (reporting trasparente di un modello di previsione multivariabile per la prognosi o la diagnosi individuale) è stata seguita nella progettazione di questo studio e sarà seguita nella sua rendicontazione(42). Gli adeguamenti saranno apportati, se necessario, con il rilascio delle prossime linee guida specifiche per l’intelligenza artificiale.