Costruzione e validazione di un modello di previsione per la mortalità per tutte le cause entro 30 giorni dall'intervento chirurgico in pazienti critici sottoposti a chirurgia gastrointestinale d'urgenza (EGS-30MP)

1. Background della ricerca Gli interventi chirurgici gastrointestinali svolgono un ruolo fondamentale nel trattamento dei disturbi del tratto digestivo. Tuttavia, a causa della loro durata prolungata, della presenza di diversi batteri nell’intestino, che possono portare alla traslocazione batterica durante l’intervento chirurgico, insieme alla ridotta funzione immunitaria e alla ridotta funzione intestinale post-operatoria, l’incidenza delle infezioni postoperatorie è relativamente elevata. Ciò non solo compromette l’efficacia dell’intervento chirurgico e il recupero del paziente, ma allunga anche i ricoveri ospedalieri e aumenta gli oneri economici. Nei casi più gravi può verificarsi sepsi, che può portare alla morte. Studi precedenti hanno indicato che il rischio di mortalità associato agli interventi chirurgici gastrointestinali di emergenza può variare dal 15% al ​​25%.

   Sebbene sistemi di punteggio ampiamente utilizzati come APACHE - Ⅱ e SOFA siano impiegati per valutare il rischio e prevedere la prognosi dei pazienti critici, sono progettati prevalentemente per i pazienti nell'unità di terapia intensiva (ICU). Di conseguenza, non tengono adeguatamente conto delle caratteristiche uniche dei pazienti critici dopo interventi chirurgici gastrointestinali di emergenza, come l’assenza di fattori correlati all’intervento chirurgico, e quindi mancano di potere predittivo specifico della malattia per il rischio di morte. Inoltre, sebbene alcuni modelli di apprendimento automatico siano stati sviluppati per prevedere il rischio di morte dei pazienti con comuni tumori gastrici e del colon-retto, questi modelli mancano di una validazione prospettica indipendente, limitando la loro applicabilità clinica.

2. Obiettivi della ricerca 2.1 Obiettivo primario Lo scopo principale di questo studio è costruire un modello di previsione della mortalità per tutte le cause entro 30 giorni dall'intervento chirurgico gastrointestinale d'urgenza in pazienti critici. Sfruttando algoritmi avanzati di apprendimento automatico, cerchiamo di identificare i fattori chiave associati alla mortalità e sviluppare un modello affidabile in grado di prevedere con precisione la probabilità di morte entro questo intervallo di tempo critico.

   2.2 Obiettivo secondario Sulla base delle previsioni di mortalità generate dal modello, miriamo a quantificare la gravità delle malattie dei pazienti. Ciò consentirà ai medici di identificare i pazienti ad alto rischio in una fase iniziale e di implementare interventi tempestivi e mirati. In questo modo, speriamo di migliorare i risultati dei pazienti, ridurre i tassi di mortalità e migliorare la qualità complessiva delle cure fornite a questi pazienti.

3. Disegno della ricerca 3.1 Contesto della ricerca e partecipanti Lo studio sarà condotto presso il Primo Ospedale dell'Università di Jilin ed è diviso in due fasi distinte.

Nella fase di sviluppo verrà condotto uno studio retrospettivo su pazienti critici sottoposti a intervento chirurgico gastrointestinale d’urgenza tra luglio 2019 e luglio 2024. I dati clinici rilevanti per i decessi dei pazienti saranno raccolti sistematicamente dal sistema di cartelle cliniche elettroniche dell'ospedale. I pazienti che soddisfano i criteri di inclusione ma non soddisfano i criteri di esclusione verranno arruolati nella coorte di sviluppo. I dati di questi pazienti verranno utilizzati per stabilire il modello di previsione iniziale.

I criteri di inclusione per i pazienti sono i seguenti: devono avere più di 18 anni, essere stati sottoposti a un intervento chirurgico gastrointestinale di emergenza come definito dalla decima revisione della classificazione internazionale delle malattie (ICD - 10) e soddisfare uno dei seguenti criteri diagnostici critici per i pazienti criteri dopo l'intervento chirurgico: necessità di assistenza ventilatoria al termine dell'intervento, necessità di una dose di infusione di norepinefrina superiore a 1,0 μg/kg/min o anche in combinazione con altri farmaci vasopressori per mantenere la pressione sanguigna, esperienza grave aritmia o insufficienza di altre funzioni d'organo.

I criteri di esclusione includono pazienti con siti chirurgici superficiali che non coinvolgono la cavità addominale, quelli con più del 30% di dati mancanti, pazienti deceduti durante l'intervento o a cui è stato sospeso il trattamento, quelli con lesioni multiple e pazienti che partecipano ad altri studi clinici .

Nella fase di validazione sarà condotto uno studio osservazionale prospettico in un unico centro. Si prevede che il periodo di arruolamento dei pazienti durerà 5 mesi e il periodo di follow-up postoperatorio per ciascun paziente sarà di 30 giorni. Si prevede che l'intero studio, dall'inizio al completamento dell'analisi dei dati, durerà sei mesi.

3.2 Determinazione della dimensione del campione La dimensione del campione per questo studio sarà calcolata utilizzando i metodi proposti da Harrell et al. e Peduzzi et al. Considerando circa 8 fattori clinici chiave, si stima che siano necessari almeno 80 pazienti con eventi (ovvero mortalità a 30 giorni per tutte le cause). Sulla base di un tasso di incidenza degli eventi previsto del 15%, il set di formazione richiederà circa 534 casi e il set di convalida richiederà 229 casi. Con un rapporto 7:3 tra il gruppo di modellazione e il gruppo di validazione, la dimensione totale del campione ammonta a 763 casi. Inoltre, è prevista una coorte di validazione esterna di circa 100 casi per valutare ulteriormente la generalizzabilità del modello.

3.3 Raccolta dati 3.3.1 Fattori di esposizione Caratteristiche demografiche: verranno raccolte informazioni sul sesso e sull'età dei pazienti. Questi fattori possono influenzare le risposte fisiologiche e le capacità di recupero del corpo, influenzando potenzialmente il rischio di mortalità.

Anamnesi medica: dettagli sulle condizioni mediche pregresse dei pazienti, tra cui ipertensione, diabete, malattie cardiovascolari, malattie cerebrovascolari, precedenti interventi chirurgici alla colonna vertebrale o alla colonna vertebrale, malattie renali, disturbi del sistema immunitario, fibrillazione atriale, malattia polmonare ostruttiva cronica (BPCO) e altri rilevanti condizioni, verranno registrate. Inoltre, verranno documentati i fattori di rischio legati allo stile di vita come il fumo e il consumo di alcol.

Indicatori preoperatori: includono una serie completa di risultati di test di laboratorio, come ematocrito, emoglobina, conta piastrinica, conta dei globuli bianchi, rapporto internazionale normalizzato, tempo di protrombina, tempo di tromboplastina parziale attivata, pH del sangue arterioso, pressione parziale di ossigeno, pressione parziale di anidride carbonica, livelli di lattato, aspartato aminotransferasi, bilirubina totale, albumina, sodio sierico, potassio sierico, proteina C reattiva ad alta sensibilità, procalcitonina, cervello peptide natriuretico (BNP), troponina, D-dimero, creatinina e azoto ureico nel sangue. Verranno raccolti anche altri dati preoperatori, come la classificazione dello stato fisico dell'American Society of Anesthesiologists (ASA), la temperatura corporea, la frequenza cardiaca, la frequenza respiratoria, la pressione arteriosa media e l'indice di ossigenazione.

Indicatori intraoperatori: dati quali la durata dell'intervento, il volume dell'infusione intraoperatoria di liquidi, il volume della trasfusione intraoperatoria di globuli rossi, la produzione di urina intraoperatoria, la perdita di sangue intraoperatoria, la pressione arteriosa media intraoperatoria e la presenza o assenza di infezione addominale verranno visualizzati essere registrato. Questi fattori possono avere un impatto diretto sullo stato fisiologico del paziente durante e dopo l'intervento.

Indicatori postoperatori: analogamente ai test di laboratorio preoperatori, verranno raccolti una serie di risultati di laboratorio postoperatori. Inoltre, verranno documentate le informazioni sull'eventuale trasfusione di prodotti sanguigni, la classificazione ASA e i segni vitali come la temperatura corporea, la frequenza cardiaca, la frequenza respiratoria, la pressione arteriosa media e l'indice di ossigenazione.

Patologia postoperatoria: verranno ottenuti i dettagli della patologia postoperatoria, tra cui la lunghezza del tumore, la differenziazione del tumore, la stadiazione pT, pN, pM e pTNM, nonché il numero di noduli tumorali. Queste caratteristiche patologiche possono fornire informazioni cruciali sulla gravità della malattia e sulla prognosi del paziente.

3.3.2 Misure di esito Endpoint primario: L'endpoint primario di questo studio è la morte per tutte le cause entro 30 giorni dall'intervento chirurgico. La morte per tutte le cause si riferisce alla morte derivante da qualsiasi causa, fornendo una misura completa dell'esito del paziente.

Endpoint secondario: l'endpoint secondario è lo stato delle complicanze entro 30 giorni dall'intervento chirurgico. Le complicanze verranno valutate utilizzando il sistema di classificazione Clavien - Dindo e le complicanze di grado Ⅱ e superiore verranno registrate e analizzate. Questi possono includere, ma non sono limitati a, emorragia intra-addominale, sanguinamento gastrointestinale, perdita anastomotica, fistola chilosa, infezione del sito chirurgico (comprese infezioni intra-addominali e da incisione), ostruzione intestinale, diarrea postoperatoria, infezione polmonare, infezione del tratto urinario, incidenti cardiovascolari, accidenti cerebrovascolari e malattie trombotiche.

3.4 Gestione dei dati e analisi statistica 3.4.1 Gestione dei dati I coordinatori della ricerca clinica (CRC) saranno responsabili dello screening dei pazienti sottoposti a intervento chirurgico gastrointestinale d'urgenza tra luglio 2019 e maggio 2024. I dati verranno raccolti dal sistema di cartella clinica elettronica e verranno registrati i pazienti che soddisfano i criteri di inclusione ma non i criteri di esclusione. Per i pazienti che muoiono durante il ricovero i dati verranno registrati direttamente. I dati sulle complicanze entro 30 giorni dall'intervento e sui decessi dopo la dimissione verranno ottenuti tramite follow-up.

Durante ogni intervento chirurgico il nome del chirurgo operante verrà registrato nella cartella clinica. Verranno documentati tutti i pazienti che soddisfano i criteri di inclusione, compresi quelli che hanno rifiutato di partecipare, sono stati esclusi a causa di criteri di esclusione o sono stati successivamente rimossi a causa di criteri di esclusione, insieme ai motivi della loro esclusione.

La raccolta dei dati sarà effettuata quotidianamente dal CRC, che verificherà e registrerà l'arruolamento, il ritiro dei pazienti, il raggiungimento dell'endpoint primario e la misurazione dell'endpoint secondario. Due studenti post-laurea fungeranno da operatori di immissione dati e, insieme a CRC, raccoglieranno i dati di base. Verrà utilizzato un sistema di immissione dati a doppia immissione, in cui una persona inserisce i dati e l'altra ne verifica l'esattezza. Verranno utilizzati sia moduli cartacei sia moduli elettronici per la segnalazione dei casi (CRF). I dati di base verranno inseriti il ​​giorno dell'intervento. Per i pazienti che muoiono durante il ricovero, i dati dell'endpoint primario verranno inseriti prima della loro morte. Le informazioni patologiche e altre informazioni ospedaliere verranno inserite entro una settimana dalla dimissione del paziente. I dati sulle complicanze entro 30 giorni dall'intervento e sui decessi dopo la dimissione verranno inseriti entro 30 giorni dall'intervento.

3.4.2 Analisi statistica Verrà creato un database e l'analisi statistica sarà eseguita utilizzando SPSS 25.0 e R 4.0.2 software. Per dati continui che seguono una distribuzione normale, per la descrizione verrà utilizzata la media ± deviazione standard (x ± s) e per i confronti di gruppo verrà utilizzato il test t. Per i dati che non seguono una distribuzione normale, verranno utilizzati la mediana e l'intervallo interquartile [M(P25 - P75)] e il test U di Mann - Whitney verrà utilizzato per i confronti di gruppo. I dati categorici verranno presentati come percentuali e il test chi quadrato verrà utilizzato per i confronti di gruppo. I dati mancanti verranno imputati utilizzando il metodo di imputazione multipla Monte Carlo.

Innanzitutto, verrà condotta un'analisi univariata per identificare i fattori che sono significativamente associati al risultato. Quindi, le variabili che mostrano significatività statistica nell'analisi univariata verranno incluse nella regressione LASSO (Least Absolute Shrinkage and Selection Operator) per selezionare le variabili finali per la costruzione del modello. Le prestazioni del modello verranno valutate utilizzando diversi parametri, tra cui l'area sotto la curva caratteristica operativa del ricevitore (AUC), sensibilità, specificità, valore predittivo positivo, valore predittivo negativo, indice di Youden e punteggio F1. Tutti i test statistici saranno bilaterali e la significatività statistica sarà fissata a P <0,05.

3.5 Controllo dei pregiudizi e gestione della qualità Per ridurre al minimo i pregiudizi, verranno stabiliti criteri rigorosi per la selezione dei chirurghi. I medici d'urgenza che partecipano allo studio devono essere esperti nelle tecniche di chirurgia gastrointestinale d'emergenza, avendo completato almeno 50 interventi di questo tipo. Verrà istituito un comitato direttivo per la sperimentazione, composto da chirurghi con oltre 10 anni di esperienza nella chirurgia gastrointestinale. Prima che un chirurgo possa arruolare i pazienti, gli sarà richiesto di fornire i video dei suoi ultimi tre interventi chirurgici gastrointestinali di emergenza consecutivi. Il comitato utilizzerà il metodo Delphi per valutare la qualità chirurgica e determinare se il chirurgo soddisfa i criteri di arruolamento.

Durante la sperimentazione clinica la qualità chirurgica verrà valutata attraverso video e foto. Ai chirurghi verrà richiesto di ottenere immagini dell'esplorazione pelvica durante l'intervento. Se non è possibile ottenere tali dati immagine, è necessario documentare i motivi dell'impossibilità di farlo.

Ai chirurghi sarà richiesto di registrare il processo chirurgico in un quaderno chirurgico fornito dal centro di ricerca e di spiegare eventuali deviazioni dalle procedure chirurgiche standardizzate. Il comitato direttivo dello studio esaminerà mensilmente lo stato di arruolamento e la qualità dei casi arruolati per garantire la quantità e la qualità dei casi arruolati da ciascun chirurgo.

Per garantire la raccolta accurata dell'endpoint primario e dei fattori predittivi, un caposala sarà nominato coordinatore della ricerca clinica (CRC). Il CRC verificherà quotidianamente l'arruolamento, il ritiro e il raggiungimento dell'endpoint primario dei pazienti. Due studenti post-laurea, insieme al CRC, inseriranno tempestivamente i dati nel modulo elettronico di segnalazione dei casi (ECRF).

3.6 Valutazione della sicurezza Prima dell'inizio dello studio, verranno misurati i segni ei sintomi fisici di base dei partecipanti, tra cui la temperatura corporea, la frequenza cardiaca, la frequenza respiratoria e la pressione sanguigna. Verranno completati esami ematologici e di imaging preoperatori per garantire che i partecipanti soddisfino i criteri di inclusione ed esclusione.

Dopo l'intervento, verranno utilizzate variabili continue per descrivere le misurazioni postoperatorie di ciascun partecipante e i relativi cambiamenti rispetto alla linea di base preoperatoria. Gli indicatori di laboratorio saranno classificati come bassi, normali o alti in base al range di riferimento normale. Verranno registrate le variazioni da valori basali normali o alti a valori bassi dopo l'intervento chirurgico e da valori basali normali o bassi a valori alti dopo l'intervento. I valori più bassi o più alti osservati dopo l'intervento verranno utilizzati per calcolare i valori bassi o alti post-basale. I medici valuteranno questi indicatori anormali per determinare se hanno un significato clinico e verrà segnalata la percentuale di partecipanti con cambiamenti "anomali e clinicamente significativi".

Verranno effettuati esami fisici, compresi esami generali, esami della testa, del collo, del torace, dei polmoni, del cuore, dei vasi sanguigni, dell'addome, della colonna vertebrale, degli arti e del sistema nervoso, nonché parametri vitali quali pressione sanguigna, frequenza cardiaca e temperatura corporea. eseguito. Verranno descritte statisticamente le misurazioni degli esami fisici, dei segni vitali e del peso corporeo prima e dopo il trattamento, nonché i loro cambiamenti rispetto al basale. Eventuali segni vitali che superano il range normale o mostrano cambiamenti anormali saranno documentati.

3.7 Considerazioni etiche Prima dell'inizio dello studio, l'approvazione etica sarà ottenuta dal Comitato Etico del Primo Ospedale dell'Università di Jilin. I pazienti idonei saranno informati faccia a faccia dai loro chirurghi curanti e gli verrà richiesto di firmare un modulo di consenso informato. Il processo di consenso informato sarà condotto dai medici curanti o superiori.

Le informazioni fornite ai pazienti nel consenso informato includono: una dichiarazione sulla natura di ricerca dello studio; una spiegazione esaustiva e corretta delle procedure da seguire; una descrizione dettagliata della natura, della durata prevista e dello scopo dello studio; la descrizione di eventuali rischi o disagi prevedibili; una descrizione di eventuali benefici potenziali; una dichiarazione riguardante l'attento trattamento e la riservatezza dei dati dei pazienti, nonché il periodo di conservazione dei dati di 15 anni; una dichiarazione secondo cui i materiali biologici dei pazienti saranno conservati per 15 anni; e una dichiarazione sulla partecipazione volontaria e sul ritiro, in cui si chiarisce che il rifiuto di partecipare non comporterà alcuna punizione o perdita dei benefici a cui il paziente ha diritto e che il paziente può ritirarsi dallo studio in qualsiasi momento senza penalità o perdita di benefici. In caso di recesso, il paziente riceverà un trattamento standard dello stesso livello di cura.