人工呼吸中のエントロピー分析と患者と人工呼吸器の複雑な相互作用 (ENTROPY-ICU)

メソッド

1. 患者と人工呼吸器の複雑な相互作用の定義 治験責任医師は、「複雑な患者と人工呼吸器の相互作用」(CP-VI) を、単独で、または 50% を超える呼吸数の変化と組み合わせて存在すること、および/またはあらゆる種類の非同期性の発生として定義しました。
2. データ取得およびデータ分析 足信号および流れ信号は、BetterCare® システム (Better Care®、バルセロナ、スペイン) を使用して、患者が集中治療室 (UCI) に滞在している間、継続的に記録されます。 BetterCare は、患者と直接やり取りするのではなく、人工呼吸器やベッドサイド モニターの出力信号と相互作用するように特別に設計されたドライバーを使用します。 記録された信号は同期され、さらなる分析のために保存されます。 MATLAB (The MathWorks, Inc., vR2018b, Natick, MA, USA) を使用して、信号処理、データ分析、および視覚的評価を実行します。
3. 研究対象集団 治験責任医師は、コネクティビティ プラットフォーム (Better Care®) から前向きに構築されたデータベースからデータを取得して、異なる人工呼吸器およびモニターからの信号を相互運用し、続いてアルゴリズムを計算して、患者と人工呼吸器の非同期性を診断します (ClinicalTrial.gov、 NCT03451461)。 以前に記録された自己抜管イベントに対応するすべての患者は、人工呼吸器と戦うときの患者と人工呼吸器の相互作用とエピソードを保証するために、特徴付けと検証プロセスのために採用されます。 また、人工呼吸器から彼/彼女を解放する試みの前に自発呼吸試験を行った患者は、Paw と Flow の信号を取得するために募集されます。 カルテから臨床データおよび人口統計データを取得します。 治験審査委員会はプロトコルを承認し、インフォームド コンセントを放棄しました。これは、研究が非介入であり、患者に追加のリスクをもたらさず、通常のケアを妨げなかったためです。
4. CP-VI の視覚的検証 3 人の研究者がイベントの Flow と Paw の記録を視覚的に確認します。 セグメント期間は、非同期クラスターが評価された以前の調査に基づいて選択されます。 データセットは、機械換気の専門家によって事前に選択され、換気モード (圧力サポート換気 (PSV) およびアシスト コントロール換気モードによってグループ化) と CP-VI の存在または不在の均等な分布によってバランスが確保されます。 制御モードには、量アシスト制御換気 (VACV) と圧力アシスト制御換気 (PACV) が含まれていました。 フローと足のトレースは、視覚分析の前に MATLAB でランダムに並べられ、スコアラーを確実に盲目にします。 採点者には、参考として、目視分析の前に CP-VI 特性の説明が提供されます。 前述の CP-VI の定義に基づいて、各研究者は CP-VI イベントの有無を時間制限なしで採点します。 視覚的評価は、ゴールド スタンダードと見なされます。
5. エントロピー エントロピーは、一連のデータのランダム性を評価できる非線形の尺度です。 エントロピー計算には 3 つのパラメーターが必要です。埋め込み次元 m (正の整数)。許容値または類似性基準 r (正の実数);および分析されたシリーズの全長 N。
6. 自動 CP-VI 検出 Entropy ツールに基づく CP-VI 検出の自動アルゴリズムが実装されます。
7. 統計分析 Fleiss のカッパ係数は、視覚的評価のための評価者間の一致の信頼性として使用されます。 CP-VI 検出の自動アルゴリズムは、同じ Flow と Paw から派生したエントロピー シリーズに適用されます。 自動アルゴリズムの性能は、感度 (Se)、特異性 (Sp)、正と負の予測値 (それぞれ PPV と NPV)、精度 (ACC)、およびマシューズ相関係数 (MCC) に基づいて評価されます。
8. m、r、および N の選択 エントロピー研究では、一連のデータのランダム性を確実に抽出するための最適な設定を決定することが重要なステップです。 したがって、CP-VI を適切に推定するために、m、r、および N の最適化手順が実行されます。