自動昏睡予後のためのポイント オブ ケア システムの開発
自動昏睡予後のためのポイント オブ ケア システムの開発 - 前向きコホート研究
調査の概要
詳細な説明
問題: 昏睡状態は、さまざまな原因による意識不明の状態です。 昏睡の結果を予測するための従来のテストは、主に一連の臨床観察 (瞳孔収縮など) に基づいています。 しかし最近では、イベント関連電位 (ERP; 聴覚、視覚、または触覚刺激に対する一過性脳波 [EEG] 応答) が、正の昏睡転帰 (すなわち、覚醒) の有用な予測因子として導入されました。 しかし、そのような検査には熟練した神経生理学者が必要であり、そのような人は不足しています。 また、現在のアプローチはどれも、臨床現場で決定的な予後を提供するのに十分な正と負の予測精度を持っていません。
目的: 研究者は、革新的な機械学習手法を適用して患者の脳波 (50 人の患者と 40 人の健常対照者) を分析し、現在の方法に比べて昏睡予後の正確性を大幅に改善できる、シンプルで客観的、複製可能で安価なポイント オブ ケア システムを開発します。 . 提案されたシステムの物理的要件は、EEG システム (医療機器の面では安価) と従来のラップトップ コンピューターのみで構成されます。
方法論: 調査員は、チームの最新のアルゴリズムを拡張し、ERP コンポーネントの自動分析と検出のための機械学習ツールを開発する予定です。 この点に関するチームの暫定的な結果は非常に有望です。 ERP から抽出された最も顕著な特徴 (すなわち、バイオマーカー) が特定され、最適な方法で組み合わされて、予後の正確な指標が得られます。 特徴は、安静状態の脳ネットワークと、ERP 信号の処理に関連するネットワーク軌跡から抽出されます。
重要性: 提案された研究により、救命救急医は昏睡の予後を迅速かつ正確に評価できるようになります。 したがって、家族とその医療チームは、壊滅的な神経損傷の結果に対処するという文脈で、ケアの目標と延命治療の議論を導くために可能な限り正確な情報を提供されます.
研究の種類
入学 (実際)
連絡先と場所
研究場所
-
-
Ontario
-
Hamilton、Ontario、カナダ、L8L 2X2
- McMaster University Hamilton Health Sciences / Hamilton General Hospital
-
-
参加基準
適格基準
就学可能な年齢
健康ボランティアの受け入れ
受講資格のある性別
サンプリング方法
調査対象母集団
昏睡状態/DOC グループには、ハミルトン総合病院 (カナダ、オンタリオ州) の集中治療室、神経学的ステップ ダウン ユニット、または冠状動脈治療室から、昏睡状態 (GCS スコア = 3 ~ 8) の患者 50 人、またはその他の疾患がある患者 50 人が含まれます。意識障害(MCSまたはUWS)。
40 の一致した健康なコントロールのコントロール グループは、主にハミルトン コミュニティ (オンタリオ州、カナダ) から採用されます。
説明
包含基準:
- 主にハミルトン総合病院の集中治療室、神経学的ステップダウンユニット、または冠状動脈治療室に入院している患者(18歳以上)で、グラスゴー昏睡尺度(GCS)スコアが3~8の昏睡状態にある患者、または;
- 他の意識障害、主に最小意識状態 (MCS) または無反応覚醒症候群 (UWS; 植物状態とも呼ばれる) を有する患者 (18 歳以上)。
除外基準:
- 重度の肝不全(Child-Pugh クラス C)
- 重度の腎不全(すなわち、尿素≧40)
- 以前の開放性頭部外傷
- -既知の一次および二次中枢神経系悪性腫瘍
- 既知の聴覚障害
- -過去72時間以内に脳神経外科的介入を必要とする以前の頭蓋内病理
- 集中治療専門医が本研究に医学的に不適当と判断した者
健康なコントロール:
含まれるもの:
- 18歳以上
- 視覚、言語、学習、または聴覚に問題がない
- 神経障害または精神障害の病歴がない
- 抗うつ薬、抗不安薬、抗てんかん薬など、中枢神経系に作用する薬を現在服用していない
除外:
(COVID-19 パンデミック時のみ)
- 60歳以上
- 免疫力が低下している
- カナダ政府のウェブサイトによると、COVID-19 の高リスクの病状を 1 つ以上持っている: https://www.canada.ca/en/public-health/services/publications/diseases-conditions/people-high- risk-for-severe-illness-covid-19.html.
研究計画
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 |
|---|
|
DOC患者
昏睡状態 (GCS スコア 3 ~ 8) の患者、またはその他の意識障害、主に最小意識状態 (MCS) または無反応覚醒症候群 (UWS; 植物状態とも呼ばれる) の患者
|
|
健康管理
現在の神経学的診断のない健常者と一致
|
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 |
|---|---|---|
|
昏睡中の指定された時点にわたる複数の電気生理学的測定値の変化
時間枠:採用日から30日以内
|
事象関連電位 (ERP) と安静状態の期間は、連続するタイムポイント間の差として指定された間隔で評価されます。
ERP 測定には、N1、P2、MMN、P3a、P3b、および N400 の振幅と潜伏値が含まれ、さまざまなレベルの意識処理と、その後の出現を予測する意識状態の兆候の存在を評価します。
また、安静時脳波測定は定期的に取得されます。
EEG/ERP データは、参加者の進行状況を追跡するために、募集日から 30 日間にわたる最大 5 つのタイムポイントで最大 24 時間連続して記録されます。
最初の評価の日付は 0 日として示され、患者の GCS スコアに 2 ポイント以上の変化がない限り、その後の評価は理想的には 3 日目、10 日目、20 日目、30 日目に行われます。
指定されたすべての測定値の変化は、5 つの異なる時点で取得された最大 24 時間の記録にわたって評価されます。
|
採用日から30日以内
|
|
MCS または UWS 中の指定された時点にわたる複数の電気生理学的測定値の変化
時間枠:採用日から6ヶ月以内
|
事象関連電位 (ERP) と安静状態の期間は、連続するタイムポイント間の差として指定された間隔で評価されます。
ERP 測定には、N1、P2、MMN、P3a、P3b、および N400 の振幅と潜伏値が含まれ、さまざまなレベルの意識処理と、その後の出現を予測する意識状態の兆候の存在を評価します。
また、安静時脳波測定は定期的に取得されます。
EEG/ERP データは、最初は最大 24 時間連続して記録され、その後、患者が完全に意識を取り戻すまで、週に 1 回、最大 2 時間の記録が行われます。科学システム、または研究への登録日から6か月までのいずれか早い方。
指定されたすべての測定値の変化は、各時点で行われた記録全体で評価されます。
|
採用日から6ヶ月以内
|
|
昏睡/DOC出現後の行動と電気生理学的測定の相関
時間枠:採用後30日以内
|
患者の出現は、グラスゴーアウトカムスケール(GOS)を使用して監視されます。
患者が出現した場合、完全な電気生理学的検査手順が記録され、従来の行動測定と関連付けられます。
この時点(出現)で得られた電気生理学的測定値は、昏睡/DOC(結果1/2)中の異なる時点で得られた同じ測定値と比較され、臨床的に関連する変化と、ある時点で得られた可能性のある予後マーカーの両方を検出します。以前のテストポイント。
|
採用後30日以内
|
|
電気生理学的測定の予後能力の感度と特異性
時間枠:採用後30日以内
|
分析では、結果予測因子としての電気生理学的測定を従来の行動ベースのツールと比較します。
|
採用後30日以内
|
|
手続きの実現可能性
時間枠:採用日から6ヶ月以内
|
チームはまた、昏睡/DOC期間中の最大24時間続くEEGセッションの繰り返しが、昏睡の出現と結果を予測するための実行可能なアプローチであるかどうかを評価します.
|
採用日から6ヶ月以内
|
二次結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
|---|---|---|
|
個々の患者要因、脳波結果、および昏睡の結果の間の相関
時間枠:採用日から30日以内
|
この研究では、研究期間中の患者の健康記録と同時の生理学的評価から、人口統計、病歴、傷害情報、およびその他の生理学的マーカーも収集します。
分析により、これらの要因と昏睡の転帰および EEG 所見との相関関係が評価されます。
|
採用日から30日以内
|
|
個々の患者要因、EEG 結果、および DOC の結果の間の相関
時間枠:採用日から6ヶ月以内
|
この研究では、研究期間中の患者の健康記録と同時の生理学的評価から、人口統計、病歴、傷害情報、およびその他の生理学的マーカーも収集します。
分析では、これらの要因と DOC の結果および EEG の所見との相関関係を評価します。
|
採用日から6ヶ月以内
|
協力者と研究者
スポンサー
協力者
捜査官
- 主任研究者:John F Connolly, PhD、McMaster University
- スタディチェア:Alison Fox-Robichaud, MD、Hamilton Health Sciences - Hamilton General site
出版物と役立つリンク
一般刊行物
- Jones C. Glasgow coma scale. Am J Nurs. 1979 Sep;79(9):1551-3. No abstract available.
- Chiappa KH, Hill RA. Evaluation and prognostication in coma. Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 1998 Feb;106(2):149-55. doi: 10.1016/s0013-4694(97)00118-1.
- de Sousa LC, Colli BO, Piza MR, da Costa SS, Ferez M, Lavrador M. Auditory brainstem response: prognostic value in patients with a score of 3 on the Glasgow Coma Scale. Otol Neurotol. 2007 Apr;28(3):426-8. doi: 10.1097/MAO.0b013e3180326170.
- Logi F, Fischer C, Murri L, Mauguiere F. The prognostic value of evoked responses from primary somatosensory and auditory cortex in comatose patients. Clin Neurophysiol. 2003 Sep;114(9):1615-27. doi: 10.1016/s1388-2457(03)00086-5.
- Lew HL, Poole JH, Castaneda A, Salerno RM, Gray M. Prognostic value of evoked and event-related potentials in moderate to severe brain injury. J Head Trauma Rehabil. 2006 Jul-Aug;21(4):350-60. doi: 10.1097/00001199-200607000-00006.
- Kane NM, Butler SR, Simpson T. Coma outcome prediction using event-related potentials: P(3) and mismatch negativity. Audiol Neurootol. 2000 May-Aug;5(3-4):186-91. doi: 10.1159/000013879.
- Morlet D, Fischer C. MMN and novelty P3 in coma and other altered states of consciousness: a review. Brain Topogr. 2014 Jul;27(4):467-79. doi: 10.1007/s10548-013-0335-5. Epub 2013 Nov 27.
- Fischer C, Morlet D, Bouchet P, Luaute J, Jourdan C, Salord F. Mismatch negativity and late auditory evoked potentials in comatose patients. Clin Neurophysiol. 1999 Sep;110(9):1601-10. doi: 10.1016/s1388-2457(99)00131-5.
- Holeckova I, Fischer C, Giard MH, Delpuech C, Morlet D. Brain responses to a subject's own name uttered by a familiar voice. Brain Res. 2006 Apr 12;1082(1):142-52. doi: 10.1016/j.brainres.2006.01.089.
- Garrido MI, Kilner JM, Stephan KE, Friston KJ. The mismatch negativity: a review of underlying mechanisms. Clin Neurophysiol. 2009 Mar;120(3):453-63. doi: 10.1016/j.clinph.2008.11.029. Epub 2009 Jan 31.
- Sonnadara RR, Alain C, Trainor LJ. Occasional changes in sound location enhance middle latency evoked responses. Brain Res. 2006 Mar 3;1076(1):187-92. doi: 10.1016/j.brainres.2005.12.093. Epub 2006 Feb 17.
- Duncan CC, Barry RJ, Connolly JF, Fischer C, Michie PT, Naatanen R, Polich J, Reinvang I, Van Petten C. Event-related potentials in clinical research: guidelines for eliciting, recording, and quantifying mismatch negativity, P300, and N400. Clin Neurophysiol. 2009 Nov;120(11):1883-1908. doi: 10.1016/j.clinph.2009.07.045. Epub 2009 Sep 30.
- Schnakers C, Vanhaudenhuyse A, Giacino J, Ventura M, Boly M, Majerus S, Moonen G, Laureys S. Diagnostic accuracy of the vegetative and minimally conscious state: clinical consensus versus standardized neurobehavioral assessment. BMC Neurol. 2009 Jul 21;9:35. doi: 10.1186/1471-2377-9-35.
- Guldenmund P, Stender J, Heine L, Laureys S. Mindsight: diagnostics in disorders of consciousness. Crit Care Res Pract. 2012;2012:624724. doi: 10.1155/2012/624724. Epub 2012 Nov 14.
- Giacino JT, Fins JJ, Laureys S, Schiff ND. Disorders of consciousness after acquired brain injury: the state of the science. Nat Rev Neurol. 2014 Feb;10(2):99-114. doi: 10.1038/nrneurol.2013.279. Epub 2014 Jan 28.
- Laureys S, Celesia GG, Cohadon F, Lavrijsen J, Leon-Carrion J, Sannita WG, Sazbon L, Schmutzhard E, von Wild KR, Zeman A, Dolce G; European Task Force on Disorders of Consciousness. Unresponsive wakefulness syndrome: a new name for the vegetative state or apallic syndrome. BMC Med. 2010 Nov 1;8:68. doi: 10.1186/1741-7015-8-68.
- Armanfard N, Komeili M, Reilly JP, Mah R, Connolly JF. Automatic and continuous assessment of ERPs for mismatch negativity detection. Annu Int Conf IEEE Eng Med Biol Soc. 2016 Aug;2016:969-972. doi: 10.1109/EMBC.2016.7590863.
- Ghosh-Dastidar S, Adeli H, Dadmehr N. Principal component analysis-enhanced cosine radial basis function neural network for robust epilepsy and seizure detection. IEEE Trans Biomed Eng. 2008 Feb;55(2 Pt 1):512-8. doi: 10.1109/TBME.2007.905490.
- Guler I, Ubeyli ED. Multiclass support vector machines for EEG-signals classification. IEEE Trans Inf Technol Biomed. 2007 Mar;11(2):117-26. doi: 10.1109/titb.2006.879600.
- Cao C, Tutwiler RL, Slobounov S. Automatic classification of athletes with residual functional deficits following concussion by means of EEG signal using support vector machine. IEEE Trans Neural Syst Rehabil Eng. 2008 Aug;16(4):327-35. doi: 10.1109/TNSRE.2008.918422.
- Ravan M, Hasey G, Reilly JP, MacCrimmon D, Khodayari-Rostamabad A. A machine learning approach using auditory odd-ball responses to investigate the effect of Clozapine therapy. Clin Neurophysiol. 2015 Apr;126(4):721-30. doi: 10.1016/j.clinph.2014.07.017. Epub 2014 Aug 27.
- Khodayari-Rostamabad A, Reilly JP, Hasey GM, de Bruin H, Maccrimmon DJ. A machine learning approach using EEG data to predict response to SSRI treatment for major depressive disorder. Clin Neurophysiol. 2013 Oct;124(10):1975-85. doi: 10.1016/j.clinph.2013.04.010. Epub 2013 May 15.
- Wijdicks EF, Bamlet WR, Maramattom BV, Manno EM, McClelland RL. Validation of a new coma scale: The FOUR score. Ann Neurol. 2005 Oct;58(4):585-93. doi: 10.1002/ana.20611.
- Jennett B, Bond M. Assessment of outcome after severe brain damage. Lancet. 1975 Mar 1;1(7905):480-4. doi: 10.1016/s0140-6736(75)92830-5.
- Armanfard N, Reilly JP, Komeili M. Local Feature Selection for Data Classification. IEEE Trans Pattern Anal Mach Intell. 2016 Jun;38(6):1217-27. doi: 10.1109/TPAMI.2015.2478471. Epub 2015 Sep 14.
- Armanfard N, Reilly JP, Komeili M. Logistic Localized Modeling of the Sample Space for Feature Selection and Classification. IEEE Trans Neural Netw Learn Syst. 2018 May;29(5):1396-1413. doi: 10.1109/TNNLS.2017.2676101. Epub 2017 Mar 21.
- Connolly JF, Reilly JP, Fox-Robichaud A, Britz P, Blain-Moraes S, Sonnadara R, Hamielec C, Herrera-Diaz A, Boshra R. Development of a point of care system for automated coma prognosis: a prospective cohort study protocol. BMJ Open. 2019 Jul 17;9(7):e029621. doi: 10.1136/bmjopen-2019-029621.
研究記録日
主要日程の研究
研究開始 (実際)
一次修了 (実際)
研究の完了 (予期された)
試験登録日
最初に提出
QC基準を満たした最初の提出物
最初の投稿 (実際)
学習記録の更新
投稿された最後の更新 (実際)
QC基準を満たした最後の更新が送信されました
最終確認日
詳しくは
本研究に関する用語
その他の研究ID番号
- ComaML2018
- CPG158287 (OTHER_GRANT:Canadian Institutes of Health Research)
- CHRP 523461-18 (OTHER_GRANT:Natural Sciences and Engineering Research Council)
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?
IPD プランの説明
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
米国FDA規制機器製品の研究
この情報は、Web サイト clinicaltrials.gov から変更なしで直接取得したものです。研究の詳細を変更、削除、または更新するリクエストがある場合は、register@clinicaltrials.gov。 までご連絡ください。 clinicaltrials.gov に変更が加えられるとすぐに、ウェブサイトでも自動的に更新されます。