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AI支援疼痛緩和コパイロットシステム (SEASCAPE)

2026年3月6日 更新者:Victor Contreras, MSN、Pontificia Universidad Catolica de Chile

侵害受容の適切な管理のためのAI支援鎮痛コパイロットシステム

SEASCAPEプロジェクトの主目的は、全身麻酔中の侵害受容のリアルタイムモニタリングと制御のための機械学習(ML)および人工知能(AI)ベースのコパイロットシステムの臨床導入ツールを設計、開発、適用することです。

最終的な臨床目的は、静脈内オピオイド(特にレミフェンタニル)の正確な投与量調節を達成することにより、過剰投与および過少投与の発生を最小限に抑え、個別化された疼痛管理を最適化することです。この最適化により、患者の転帰の向上、オピオイド関連合併症の減少、麻酔手技全体の費用対効果の改善が見込まれます。

この研究を導く主たる科学的疑問は、不十分な神経筋遮断や麻酔深度の変化などの交絡生理学的変数から真の侵害受容反応を確実に区別することにより、鎮痛管理における優れた分析的精度を提供する新しいアルゴリズムを生成し検証できるかどうか、それにより術中侵害受容制御の臨床意思決定フレームワークを大幅に改善できるかどうかです。このプロジェクトは、全身麻酔中の侵害受容と抗侵害受容を定量化する客観的指標を定義するという麻酔学における認識された課題に取り組みます。

研究対象集団:全身麻酔を必要とする予定手術を受ける患者。

既存の介入:標準的な麻酔レジメンには、術中鎮痛のためのレミフェンタニルの持続静脈内投与が含まれ、通常は薬物動態/薬力学(PK/PD)モデル(Eleveld TCIモデル)を利用した標的制御注入(TCI)システムによって管理されます。

プロジェクトの焦点:この研究は、多変量患者データストリームを新しく開発されたSEASCAPEコパイロットAIと統合することにより、この既存の鎮痛戦略の精度と有効性を改善することを目指しています。これは、現在のTCIモデルの能力を超えてレミフェンタニル投与量予測を洗練させ、個別化されたシステムを実現することを目的としています。

調査の概要

状態

募集

条件

介入・治療

詳細な説明

全身麻酔(GA)中の疼痛評価は、意識的反応の消失により疼痛の直接評価が不可能であるため、大きな臨床的課題となっています。 その結果、臨床医は侵害受容(神経系による有害刺激の検出プロセス)のレベルを判断するために、複数の独立したモニターから取得した間接的な生理学的データ(心拍数、血圧、EEG、皮膚コンダクタンス)を大量に解釈する必要があります。

この手動の方法は本質的に非効率であり、判断ミスが生じやすいです。 この欠陥の結果、疼痛管理が最適化されず、オピオイドの過剰投与または過少投与により、疼痛の慢性化などの重篤な有害事象のリスクが増加します。 これは障害を引き起こし、生活の質を著しく低下させる公衆衛生上の問題です。 この管理を改善する機会は、先進技術によるデータの統合にあります。 個別化されたオピオイド投与量を推定するための薬物動態/薬力学的(PK/PD)モデルは存在しますが、それだけでは不十分です。 これらの検証は主にEEGパラメータに依存しており、侵害受容に関与する生理学的変数の全体的な複雑性を考慮していません。 情報のギャップと現在の手動プロセスの内在的な非効率性は、破壊的ソリューションへの道を開きます:世界的な課題に対処するためのバイオテクノロジーの一環として、機械学習(ML)/AIに基づくコパイロットシステムの開発です。

このプロジェクトは、MLの機会を活用して、レミフェンタニルのPK/PDモデルを複数のモニター(血行動態、EEG、神経筋弛緩、侵害受容)からのリアルタイムデータとインテリジェントに統合できるコパイロットシステムを開発することを提案します。 このソリューションは、不適切な投与量のリスクを最小限に抑え、疼痛管理の個別最適化を目指します。 この技術の実装は極めて重要であり、これを怠ると、不良な臨床転帰に関連する非効率性と莫大な費用が永続化されます。 逆に、このシステムは術後転帰の改善、例えば持続性疼痛の発生率の減少を約束し、医療費とケアの質に直接的なプラスの影響をもたらします。

SEASCAPE臨床コパイロットは、Mindray m-Connectプラットフォームを介して、多パラメータモニター、EEG、TOF(Train-of-Four)、ANI(Analgesia Nociception Index)、人工呼吸器、注入ポンプからのリアルタイムデータを統合することを目指します。

侵害受容を分類し、優先順位付けされたアラート(レミフェンタニル投与量の「増加」、「維持」、「減少」)を生成することにより、意思決定を支援します。

PK/PD TCIモデルを個別の変数に調整し、特に侵害受容、催眠、筋弛緩を区別して、鎮痛を個別化します。

その競争優位性には、リアルな相互運用性、実用的な臨床サポート、高度な個別化、およびプラスの運用および臨床的影響が含まれます。 この影響により、術後合併症の減少、手術時間の短縮、ベッド管理の最適化が可能になります。

このプロジェクトは、アルゴリズム、ソフトウェア、インターフェースの保護を特許および著作権により、およびm-Connectの使用に関するMindrayとのライセンス契約を、UC移転開発局の支援を受けて検討しています。 要約すると、SEASCAPEは、AI、個別化、リアルタイム臨床サポートを組み合わせた革新的なソリューションを提供し、市場に向けた検証とスケーリングの明確な計画を持っています。

侵害受容パターンの識別:血行動態パラメータ、脳波(EEG)データ、ANI変動性、人工呼吸器パラメータ、およびEleveld Target Controlled Infusion(TCI)PK/PDモデルから導出された推定レミフェンタニル投与量を含む、複数の生理学的および薬理学的変数にわたる変化を分析することにより、侵害受容の明確なパターンを識別すること。

麻酔状態の識別:血行動態パラメータ、EEG、人工呼吸器データの変化を利用して、不十分な麻酔深度と不十分な筋弛緩の状態を確実に区別するパターンを識別すること。 これらのパターンは、連続的な神経筋モニタリング(例:TOF)および投与された神経筋遮断薬の投与量を使用して検証されます。

臨床的ユーザビリティ評価:エンドユーザー(麻酔科医)の視点から、SEASCAPEコパイロットシステムインターフェースのユーザビリティ(UX)の程度、強み、弱み、改善の機会を決定すること。

コパイロットシステムの開発は、3つのフェーズにわたる前向き観察研究デザインとして構成されています:

フェーズ1:初期前向き観察コホート研究(N=30)デザイン:STROBEガイドラインに準拠した前向き観察コホート研究。 対象集団:全身麻酔下で手術予定の30人の患者を年齢で層別化:10人の患者(0-18歳)、10人の患者(19-60歳)、10人の患者(60歳以上)。

データ収集:人口統計データ、バイタルサイン、換気パラメータ、薬理学的データ(EleveldレミフェンタニルPK/PDモデル)、筋弛緩モニタリング、ANIデータ、EEGデータの収集。

目的:ラベル付けされた変化と、その後の分析のために予定された手術時間点で検証された刺激を伴うコパイロットシステムの初期データパイプラインを生成すること。

フェーズ2:拡大前向き観察コホート研究(N=100)デザイン:STROBEガイドラインに準拠した前向き観察コホート研究。 対象集団:2つの麻酔技術で層別化された追加の100人の患者:全静脈麻酔(TIVA)と吸入麻酔(ガスによる麻酔)。

目的:コパイロットシステムを訓練するためのより大きなデータセットを生成すること。 目標は、システムがレミフェンタニル投与のガイダンス傾向を成功裏に予測することです:

レミフェンタニル投与の増加を推奨。 現在のレミフェンタニル投与を維持を推奨。 レミフェンタニル投与の減少を推奨。 フェーズ3:記述的前向き観察研究(N=20)デザイン:ヒューマンファクターとユーザビリティに焦点を当てた、STROBEガイドラインに従った記述的前向き観察研究。

対象集団:20人の麻酔科医(開発センターの合計35人から)の参加が見込まれます。

目的:麻酔科医の視点から麻酔臨床環境に関連する変数を収集し、提案されたインターフェースの強み、弱み、改善の機会を特定すること。

インターフェース開発:グラフィカルインターフェースは、ユーザー中心設計(UCD)プロセスを使用して構築され、ワイヤーフレーム、ワイヤーフロー、およびロー​​ファイデリティプロトタイプ(例:Figma)の作成を含み、直感的なインタラクションを促進するアクセス可能で機能的かつ視覚的に一貫したプラットフォームを確保します。

データ登録 選択的手術患者(またはその法定代理人)で、包含基準を満たす者は参加を招待され、インフォームドコンセント文書に署名します。 人口統計データが記録されます。 既知の侵害刺激が導入され、監督麻酔科医の標準的な臨床行為を変更することなく、システム検証のための制御された参照を提供します。

サンプルサイズ計算 第1フェーズには30症例が設定されています。 第2フェーズには100人の患者が必要です。 この計算は、不完全または存在しない記録、2時間を超える手術時間、および16変数の分析による潜在的な損失を考慮しています。 第3フェーズにはn=20人の麻酔科医。

データ登録 研究データを取得するために、包含基準を満たし除外基準を提示しない選択的手術患者(またはその法定代理人)が参加を招待されます。 募集は、術前ユニットへの入院日または予定手術の前日のいずれかで行われます。 入院時には、一般データが収集され、インフォームドコンセントプロセスに従って文書が署名されます。

人口統計データ(年齢、体重、身長、性別)が登録され、既知の侵害刺激が確立されます。 これは、臨床医の一般的な行動を対比させ、担当麻酔科医の通常の行為を変更することなく標準を確立することを意図しています。

研究の種類

観察的

入学 (推定)

150

連絡先と場所

このセクションには、調査を実施する担当者の連絡先の詳細と、この調査が実施されている場所に関する情報が記載されています。

研究連絡先

  • 名前:Victor Contreras, RN, MSN
  • 電話番号:+56955049217
  • メール:vecontre@uc.cl

研究連絡先のバックアップ

研究場所

      • Santiago、チリ
        • 募集
        • Hospital Clínico UC Christus
      • Santiago、チリ
        • まだ募集していません
        • Division de Anestesiologia
        • コンタクト:
          • Victor Contreras, MSN, RN
          • 電話番号:+56955049217
          • メール:vecontre@uc.cl

参加基準

研究者は、適格基準と呼ばれる特定の説明に適合する人を探します。これらの基準のいくつかの例は、人の一般的な健康状態または以前の治療です。

適格基準

就学可能な年齢

  • 子
  • 大人
  • 高齢者

健康ボランティアの受け入れ

いいえ

サンプリング方法

非確率サンプル

調査対象母集団

全身麻酔と麻酔科医による予定手術の予定患者

説明

適格基準:

  • 全身麻酔下での予定手術を予定している患者。
  • 少なくとも2時間以上続く予定の手術。

除外基準:

  • 緊急手術を受ける患者。
  • 妊娠中の女性。
  • 入院前に精神障害または知的障害がある場合。
  • 薬物依存。
  • 4時間以上続く予定の手術。
  • 通常の行動の変更を必要とする術中合併症。

研究計画

このセクションでは、研究がどのように設計され、研究が何を測定しているかなど、研究計画の詳細を提供します。

研究はどのように設計されていますか?

デザインの詳細

コホートと介入

グループ/コホート
介入・治療
患者
0歳から99歳までの患者から、受けたGAの記録が抽出されます。
Mindrayのe-getawayシステムを用いた、血行動態モニタリング、BIS、ANI、麻酔器、および輸液ポンプから得られたデータの抽出。
他の名前:
  • SEASCAPE 初代
麻酔科医
パイロットモードでシースケープを使用する麻酔科医
人工知能支援コパイロットシステムによる侵害受容管理。 SEASCAPE 第1世代。

この研究は何を測定していますか?

主要な結果の測定

結果測定
メジャーの説明
時間枠
SEASCAPEを開発し実装する
時間枠:麻酔プロセスの開始から麻酔の終了まで
エレベルドモデルを用いたレミフェンタニル標的制御注入(TCI)鎮痛下の全身麻酔患者の侵害受容を監視するための機械学習ベースのコパイロットシステムを開発・実装し、術中の臨床判断を支援し、侵害受容管理を最適化する。
麻酔プロセスの開始から麻酔の終了まで

二次結果の測定

結果測定
メジャーの説明
時間枠
侵害受容性パターン
時間枠:麻酔プロセスの開始から麻酔の終了まで
血行動態変数の変化、脳波、ANI指数の変動性、人工呼吸器パラメータ、およびEleveld TCI予測モデルに基づくレミフェンタニルの推定投与量から侵害受容パターンを特定するために。
麻酔プロセスの開始から麻酔の終了まで
麻酔深度と筋弛緩不十分のパターン
時間枠:麻酔プロセスの開始から麻酔の終了まで
血行動態変数、脳波、人工呼吸器の変化を考慮し、連続的な神経筋モニタリングと投与された筋弛緩薬の用量で定量化された麻酔深度と不十分な筋弛緩のパターンを特定する。
麻酔プロセスの開始から麻酔の終了まで
SEASCAPEの使用可能性の程度
時間枠:麻酔プロセスの開始から麻酔終了まで
ユーザー(麻酔科医)によるSEASCAPEシステムの使いやすさの程度を特定する。
麻酔プロセスの開始から麻酔終了まで

協力者と研究者

ここでは、この調査に関係する人々や組織を見つけることができます。

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捜査官

  • 主任研究者:Victor Contreras, RN, MSN、Pontificia Universidad Católica de Chile

出版物と役立つリンク

研究に関する情報を入力する責任者は、自発的にこれらの出版物を提供します。これらは、研究に関連するあらゆるものに関するものである可能性があります。

研究記録日

これらの日付は、ClinicalTrials.gov への研究記録と要約結果の提出の進捗状況を追跡します。研究記録と報告された結果は、国立医学図書館 (NLM) によって審査され、公開 Web サイトに掲載される前に、特定の品質管理基準を満たしていることが確認されます。

主要日程の研究

研究開始 (実際)

2026年1月29日

一次修了 (推定)

2026年10月27日

研究の完了 (推定)

2027年10月27日

試験登録日

最初に提出

2025年11月17日

QC基準を満たした最初の提出物

2025年11月24日

最初の投稿 (実際)

2025年11月28日

学習記録の更新

投稿された最後の更新 (実際)

2026年3月9日

QC基準を満たした最後の更新が送信されました

2026年3月6日

最終確認日

2026年2月1日

詳しくは

本研究に関する用語

その他の研究ID番号

  • 250310009

個々の参加者データ (IPD) の計画

個々の参加者データ (IPD) を共有する予定はありますか?

未定

医薬品およびデバイス情報、研究文書

米国FDA規制医薬品の研究

いいえ

米国FDA規制機器製品の研究

いいえ

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