Un sistema di monitoraggio basato sull'indice di perfusione dinamico multifattoriale per prevedere e prevenire l'insorgenza di danno renale acuto postoperatorio dopo intervento di cardiochirurgia, basato su una raccolta dinamica di parametri emodinamici e clinici durante il bypass cardiopolmonare (PEQUOD 2)

Questo progetto si basa su un algoritmo predittivo (Multifactorial Dynamic Perfusion Index-MDPI) già pubblicato e coperto da brevetto. L'MDPI si basa su una raccolta dinamica di 7 diverse variabili durante il bypass cardiopolmonare (CPB) e fornisce un indice di probabilità per il danno renale acuto postoperatorio. Studio prospettico osservazionale multicentrico sviluppato attraverso 3 pacchetti di lavoro, affrontando (1) la validazione esterna dell'MDPI in una serie di 800 pazienti cardiochirurgici adulti raccolti in 2 istituzioni (2) lo sviluppo di un nuovo MDPI da applicare nei neonati < 20 kg sottoposti a cardiochirurgia intervento chirurgico (200 pazienti) e (3) verifica di altri possibili esiti che potrebbero essere previsti dall'MDPI. Poiché molte delle variabili predittive sono modificabili dal perfusionista/anestesista durante il CPB, si tratta di uno strumento che consente manovre terapeutiche. Infine, l'MDPI sarà incorporato in un monitor dedicato per fornire un "controllo di volo" on-line durante il CPB. Il danno renale acuto associato alla chirurgia cardiaca (CSA-AKI) è una delle complicanze postoperatorie più comuni, associata ad un aumentato rischio di mortalità. Esistono diversi punteggi di rischio per CSA-AKI. Si basano sui fattori di rischio preoperatori e sulla gravità della procedura. Definiscono un rischio statico (SR) basato su fattori di rischio non modificabili. Pertanto, non considerano le variabili intraoperatorie, che includono fattori di rischio potenzialmente modificabili (rischio dinamico, DR). In uno studio precedente abbiamo sviluppato un nuovo modello per la previsione del CSA-AKI che include SR e DR, producendo l'indice di perfusione dinamica multifattoriale (MDPI). L'MDPI si basa su 7 fattori raccolti durante il bypass cardiopolmonare (CPB): tempo di erogazione di ossigeno trascorso con un basso apporto di ossigeno, ematocrito, tempo trascorso con CPB, pressione arteriosa media, trasfusioni e valori di lattato. L'MDPI ha mostrato una migliore discriminazione (AUC 0,769) rispetto agli altri modelli esistenti, e una buona calibrazione fino ad un rischio del 60%. Da notare che 5 dei 7 predittori che compongono l'MDPI sono fattori di rischio modificabili e pertanto possono essere considerati come un ¿controllo di volo¿, una misura on-line della qualità della perfusione, per sollecitare gli interventi del perfusionista e dell'anestesista. L'MDPI è coperto da brevetto italiano (n. 102022000012893) di proprietà dell'IRCCS Policlinico San Donato con Marco Ranucci come inventore. Il brevetto copre l'inclusione dell'MDPI in un monitor dedicato che raccoglie le variabili sul CPB e produce l'MDPI. Le attività sono suddivise in 3 pacchetti di lavoro (WP).

WP 1: L'MDPI è stato sviluppato in un'unica istituzione. Inoltre, la sua validazione è stata eseguita sulla stessa serie di sviluppo utilizzando una tecnica di bootstrap. Per rendere questo algoritmo esportabile in diverse Istituzioni, è necessaria una nuova serie diversa di pazienti (validazione interna) e una nuova serie raccolta in un Istituzione esterna (validazione esterna). Inoltre, non si può escludere che ulteriori fattori di rischio possano essere identificati e inclusi nell’algoritmo MDPI; inoltre, esiste l'ipotesi che l'MDPI possa prevedere altre misure di esito della morbilità e persino della mortalità. Il WP 1 comprende le Unità operative 1 e 2 e si basa sulla raccolta di una nuova serie di pazienti adulti consecutivi che necessitano di intervento di cardiochirurgia con CPB. Il protocollo dello studio è già stato sottoposto al Comitato Etico (166/int/2022) e alla Sperimentazione Clinica. Gov per la validazione interna presso l'unità operativa 1 e comprende 400 pazienti. Un ulteriore numero di 400 pazienti verrà raccolto presso l'unità operativa 2. In questa serie, i parametri MDPI verranno raccolti e valutati per le proprietà di discriminazione e calibrazione nel predire CSA-AKI (definito come AKI di qualsiasi tipo, stadio AKI e stadio AKI 2 o superiore). Verranno applicati strumenti appropriati per definire le proprietà di discriminazione (analisi ROC) e calibrazione (grafico di calibrazione utilizzando LOWESS) dell'MDPI. Questo WP è essenzialmente una validazione dell'MDPI esistente brevettato dall'IRCCS Policlinico San Donato WP2: L'MDPI è stato sviluppato nella popolazione di pazienti adulti. Sono disponibili poche informazioni in letteratura sui fattori di rischio CSA-AKI nei lattanti e nei neonati di peso < 20 kg. Tuttavia, il CSA-AKI in questo segmento di popolazione è presente con un tasso uguale o addirittura superiore a quello degli adulti. Si può ipotizzare che al di sopra dei 20 kg il paziente sia probabilmente paragonabile al paziente adulto, mentre esiste una lacuna di conoscenza nei neonati e nei neonati. Il WP2 intende colmare questa lacuna nella conoscenza rivolgendosi a una serie di 200 pazienti di peso < 20 kg sottoposti a chirurgia cardiaca con CPB per palliazione o correzione di difetti cardiaci congeniti, producendo un MDPI per i neonati (I MDPI). Questo WP sarà svolto totalmente presso l'Unità Operativa 2, che è il più grande centro cardiologico congenito in Italia. È previsto un nuovo brevetto sull'I-MDPI.

WP3: Questo WP si basa sulla stessa popolazione di pazienti del WP 1, ma ha uno scopo complementare. È infatti possibile che (a) altri fattori oltre ai sette inclusi nell’MDPI possano essere associati al CSA-AKI, meritando quindi di essere inclusi nel modello (MDPI 2.0) e (b) altri esiti, e precisamente 30- giorni di mortalità possono essere previsti dall'MDPI. Una volta definiti questi obiettivi, questo WP (che comprende le 2 unità operative) include i passi preliminari per l'implementazione dell'MDPI nei sistemi di monitoraggio esistenti o di nuova concezione per CPB. Sono previsti brevetti dedicati per MDPI 2.0.