Braindex 脳組織酸素飽和度 (SctO2) 測定アルゴリズムの評価と改善 (POC-SctO2)

スポンサー BRAINDEX sas Parc Eurasanté 12 avenue Pierre Mauroy 59120 Loos

治験コーディネーター Julien AMOUR 教授 灌流、リハビリテーション、麻酔科学研究所 Cardiaque Paris Sud (IPRA) Hôpital Privé Jacques Cartier 6 avenue du Noyer Lambert 91300 Massy, France

タイトル Braindex による脳組織酸素飽和度 (SctO2) 測定アルゴリズムの生体内最適化研究。脳の自動調節機能の喪失が証明されている間の頸静脈および全身動脈飽和度の混合基準値と比較。

ID-RCB 番号 2022-A02770-43

根拠と背景 心臓手術における術後認知障害 (POCD) の発生率は 30 ～ 50% 程度です。 脳の自動調節の喪失は、POCD および認知機能低下の要因です。 市販の非侵襲的モニタリングシステムである脳近赤外オキシメトリー（NIRS）は、術中の血行力学的不安定性における脳の自動調節の喪失を検出し、制限することを目的としています。

NIRS は現在、斑状の組織体積にわたる脳組織酸素飽和度 (SctO2) を測定しており、動脈、静脈、毛細管成分を含む血液サンプリングに相当します。

現在市販されている脳酸素濃度測定装置の性能は、多くの場合、併存疾患のない健康なボランティア、または外科的処置以外の心血管状況（低酸素血症検査）を対象として、限られた範囲で臨床的に検証されています。 多くの機器について、実際の手順ごとの臨床検証を行わずに、また肯定するのが難しい脳の自動調節機能の実際の喪失と SctO2 の低下との相関関係を完全に主張することもできないまま、テスト結果が外挿され、販売されてきました。 。 臨床検証を超えて、さまざまなデバイスには多くの制限や技術的欠陥があり、特に制限されたサンプリング ゾーン、送信機と受信機の数の少なさ、信号処理アルゴリズムの品質の変動などが挙げられます。 これらすべての要因により、このテクノロジーの利点に関する最近の臨床メタ分析のさまざまな結果が説明される可能性があります。

BRAINDEX センサーは、6 つの波長 (660、730、780、810、850、900nm) を発する 60 個の LED と 28 個のフォトダイオード (光センサー) を備えた光学イメージャの利点を提供します。 このオプトードのセットは、大脳半球あたり 420 個の光ベクトルの測定に変換され、市場にある現在のデバイスと比較して、脳酸素化測定の分解能と分析ゾーンの数が向上します。

初期効率テストは、シミュレーション モデルとテストベンチを使用してコンピュータ内ですでに実行されています。 私たちは現在、脳の自動調節機能の喪失が証明されている状況下で、生体内で脳組織酸素飽和度 (SctO2) を測定するための信号解析アルゴリズムを最適化および校正し、それを一般的な頸静脈飽和度と全身動脈飽和度の混合値と比較したいと考えています。受け入れられた参照。

この意味で、経皮的大動脈弁置換術または TAVI (サピエンス弁、エドワーズ) は、標準化された完全に再現可能な循環停止を生成し、弁展開による大動脈弁閉塞の期間全体を通じて計画的な脳自動調節機能の喪失につながるという決定的な利点を提供します。バルーン。

研究の目的は、TAVI 処置中、特に弁の展開によって組織的に引き起こされる循環停止に関連する脳の自己調節の喪失中に、生体内で Braindex アルゴリズムを最適化することです。 この研究は、以前のデバイスの参照測定値である頸静脈酸素飽和度 (SvjO2) と動脈酸素飽和度 (SaO2) の測定にも依存します。

目的 この研究の主な目的は、大腿部 TAVI 手術が予定されており、経皮的大動脈弁の展開中に脳の自動調節機能が失われる期間に組織的にさらされている患者において、生体内で SctO2 (SctO2Exp.) を推定するためのアルゴリズムを最適化することです。

二次的な目的は次のとおりです。

• BRAINDEX センサーの電極からの EEG (脳波) 信号の品質を評価するには、
• BRAINDEXセンサーで得られたPPG（光電脈波検査）信号からANI（鎮痛侵害受容指数）を算出できる可能性を評価する
• BRAINDEX センサーの技術的パフォーマンスを調べてください。

研究計画 これは、SctO2Exp を推定するためのアルゴリズムの開発と最適化を目的とした、探索的、前向き、介入的、公開臨床研究です。

包含基準

• 患者、男性または女性、18歳以上
• AIVOCのレミフェンタニルによる単純な鎮静下、自発換気を伴う大動脈弁バルーン展開（エドワーズ・サピエン弁）による経皮的大動脈弁置換術を受ける患者
• 社会保障制度に加入している、または社会保障制度に基づく資格のある患者
• 患者は研究に関する情報を書面で受け取り、研究に参加するための自由なインフォームドコンセントに署名している。

非包含基準

• 緊急手術
• 体重40kg未満の患者
• 虚血性脳卒中の既往歴のある患者
• 動脈カテーテルのカテーテル治療が禁忌の患者
• Braindex デバイスの禁忌がある患者
• 保護される患者: 後見、保佐、または司法または行政の決定によって自由を剥奪されたその他の法的保護の下にある成人
• 妊娠中、産婦、または授乳中の女性
• 患者が同意なく入院した

研究手順 研究手順は、IVCAにおいてレミフェンタニルで鎮静された元気な患者において、経弁バルーンを介した経皮的大動脈弁展開によってプログラムされた循環停止に関連する脳自己調節機能の喪失が証明されている前、最中、および後に生体内SctO2Expを測定するためのBraindexアルゴリズムを最適化することからなる。 。

市販のデバイスの通常の基準測定である SvjO2 の連続測定は、光ファイバー (CEVOX、PULSIONMedicalSystemsSEHans-Riedl-Str.17) を埋め込むことによって実行されます。 85622 Feldkirchen Germany)、従来の外部電気収縮駆動カテーテルに加えて、内部頸静脈カテーテルを介して挿入します。 次のパラメータが 2 秒ごとに記録されます: 侵襲的血圧 (収縮期、平均、拡張期)、心拍数、脈波上の SaO2。 SvjO2 は、移植手順全体を通じて継続的に記録されます。 外科的切開の開始時刻、外部収縮電気刺激によって引き起こされる洞性頻脈（オーバードライブ）の開始時刻、弁腔内大動脈バルーンの膨張開始時刻、バルーンの最大閉塞時刻、バルーンの完全収縮の終了時刻、終了時刻刺激の程度と皮膚閉鎖の終了が記録されます。

CEVOX ファイバーの初期校正を行うために、手順の開始時 (皮膚切開)、次にオーバードライブ前、次にオーバードライブの停止時、最後に皮膚閉鎖の終了時に頸静脈および動脈ガスメトリー (サンプルあたり 1 ml) が採取されます。 、CEVOX ファイバーの推定連続値が導出されないことを保証します。

追加行為 継続的な SvjO2 モニタリングのための CEVOX プローブの配置は、レミフェンタニル鎮静に加えて局所麻酔下、超音波ガイド下で実行されます。

BRAINDEX 非侵襲性額センサーの取り付け。

評価基準

主要エンドポイント:

• アルゴリズムを最適化するために BRAINDEX センサーを介して記録された NIRS (近赤外分光法) 信号
• アルゴリズムを最適化するために頸静脈の測定から取得された SctO2Exp 値。

二次エンドポイント:

• BRAINDEX センサー経由で記録された EEG 信号と加速度センサー経由の 3 軸加速度情報
• BRAINDEX センサー経由の PPG (光電脈波心電図検査) 信号と ANIv2 モニター経由の ANI 信号
• センサー操作、受光素子取外し、電極取外し

研究サイズ これは探索的研究であるため、統計的仮説を定義することはできません。 研究の主な目的は、SctO2Exp を推定するための in vivo アルゴリズムを最適化することであるため、TAVI 処置中に観察される血行力学的状況の多様性を代表するサンプルを取得することが重要であり、これには高度に標準化され、再現性があるという利点があります。 40 人の患者を含めることで、この多様性を達成できるはずです。 40 人の患者を含めることで、この多様性を達成できるはずです。

予定されているセンターの数 1 つのセンター: ジャック カルティエ プリヴェ病院 (マッシー) の灌流研究所、リハビリテーションおよび麻酔科センター (IPRA) カルディアク パリ南東部 (IPRA)。

研究期間

• 対象期間の長さ: 10 か月 (IC 開始予定日: 2023 年 1 月 3 日)
• 各参加者の参加期間: 術後 24 時間の有害事象の追跡調査を伴う外科手術の期間。
• 総研究期間: 10 か月と 24 時間 (CI 終了予定: 2024 年 5 月 1 日)。

データの統計分析 分析は、対象となるすべての患者に対して実行されます。 主な分析 TAVI 手術の全手術期間にわたって収集された NIRS 信号は、SctO2Exp を計算するためのアルゴリズムを開発するために使用されます。

生データは、バター 0.05Hz 次数 6 のローパス フィルターを使用してノイズ除去され、潜在的なアーティファクト、外部光の干渉、および高周波干渉 (生理学的および電磁環境によって引き起こされる) が差し引かれます。 次に、局所的な酸素濃度 SctO2Exp は、すべての光ベクトルに対して、以下の方程式で表される修正ランベルト ベールの法則を使用して計算されます。 得られたアルゴリズムを最適化するために、こうして推定された濃度 SctO2Exp が基準測定値と比較されます。 、SctO2Ref (25% SaO2 および 75% SvjO2 に等しいと推定) であり、酸素飽和度のより正確な推定に必要な距離とベクトルをグループ化するために使用されます。

二次分析

EEG信号品質の評価:

- 生理学的アーチファクトおよび環境アーチファクトに直面した場合の EEG 信号の品質 TAVI 処置に関連する環境アーチファクト (患者の取り扱い、電磁環境など) は、スペクトルのパワー密度によって定義される信号対雑音比を計算することによって評価されます。対象の帯域 (0.1 ～ 4hz) を残りのスペクトル内容と信号飽和インジケーター (±200mV を超える場合は飽和していると見なされます) で割った値。 飽和比率の割合について説明します。 - 3 軸に沿って測定された患者の頭部の自発的または不随意の動きに関連する信号の変化が計算されます。 どの軸でも 0.5g を超える変動は、頭部の動き (自発的または不随意) とみなされます。 0.5gを超える変動割合について説明します。

ANI 計算の可能性の評価:

- BRAINDEX センサーによって記録された PPG 信号は、ANI の計算に使用されます。 BRAINDEX センサーを介して PPG 信号から取得した ANI と ANIv2 モニターから取得した ANI の間の一致は、クラス内相関係数 (ICC) と Bland と Altman のグラフィカル手法を使用して評価されます。 ICC とその 95% 信頼区間は、分散、患者、方法の 2 因子ランダム分析を使用して決定されます。

BRAINDEX センサーの技術的パフォーマンスを調べてください。

• BRAINDEX センサーの動作信頼性は、システムの潜在的な異常動作を示すログ ファイルを使用して評価されます。
• 測定中のオプトードの取り外しの識別は、ダイオードをオフにして周囲ノイズの分散を推定することによって評価されます。
• 測定中の電極外れの兆候は、取得コンポーネントによって電極のインピーダンスを推定することによって評価されます。

期待される利点 この研究から期待されるスピンオフは、実際の患者管理条件下、脳の自動調節機能の喪失が証明された状況下で、生体内で BRAINDEX センサーの SctO2Exp 計算アルゴリズムを最適化することです。