緊急消化器手術を受ける重症患者における術後30日以内の全死因死亡予測モデルの構築と検証 (EGS-30MP)

1. 研究の背景 消化器外科は、消化管疾患の治療において基本的な役割を果たしています。 それにもかかわらず、感染期間が長く、腸内に多様な細菌が存在するため、手術中に細菌の転座を引き起こす可能性があり、さらに免疫機能の低下や術後の腸機能の低下と相まって、術後感染症の発生率は比較的高くなります。 これは手術の有効性と患者の回復を損なうだけでなく、入院期間を延長し、経済的負担を増大させます。 重篤な場合には敗血症が発生し、死に至る可能性があります。 これまでの研究では、緊急消化器手術に関連する死亡リスクは 15% ～ 25% の範囲である可能性があることが示されています。

   APACHE-ⅡやSOFAなどのスコアリングシステムは、重症患者のリスク評価や予後予測に広く使用されていますが、主に集中治療室（ICU）の患者向けに設計されています。 その結果、外科的関連因子が存在しないなど、緊急消化器手術後の重症患者の特有の特徴を適切に説明できず、したがって疾患に特有の死亡リスクの予測力が欠けています。 さらに、一般的な胃がんおよび結腸直腸がん患者の死亡リスクを予測するためにいくつかの機械学習モデルが開発されていますが、これらのモデルには独立した前向き検証が欠けており、臨床応用が制限されています。

2. 研究の目的 2.1 主な目的 この研究の主な目的は、重症患者の緊急消化器手術後 30 日以内の全死因死亡率の予測モデルを構築することです。 高度な機械学習アルゴリズムを活用することで、死亡率に関連する主要な要因を特定し、この重要な時間枠内で死亡の可能性を正確に予測できる信頼性の高いモデルを開発することを目指しています。

   2.2 二次目的 モデルによって生成された死亡率予測に基づいて、患者の病気の重症度を定量化することを目的としています。 これにより、臨床医は高リスク患者を早期に特定し、タイムリーで的を絞った介入を実施できるようになります。 そうすることで、患者の転帰を改善し、死亡率を低下させ、これらの患者に提供されるケアの全体的な質を向上させたいと考えています。

3. 研究デザイン 3.1 研究環境と参加者 この研究は吉林大学第一病院で実施され、2 つの異なるフェーズに分かれています。

開発段階では、2019年7月から2024年7月までに緊急消化器手術を受けた重症患者を対象に後ろ向き研究が実施される。 患者の死亡に関連する臨床データは、病院の電子医療記録システムから体系的に収集されます。 包含基準は満たすが除外基準を満たさない患者は、開発コホートに登録されます。 これらの患者のデータは、初期予測モデルを確立するために使用されます。

患者の包含基準は次のとおりです: 18 歳以上であり、国際疾病分類 (ICD - 10) の第 10 回改訂版で定義されている緊急消化器手術を受けており、以下の重要な患者診断のいずれか 1 つを満たしている必要があります。手術後の基準：手術終了時に人工呼吸器の補助が必要である、ノルアドレナリン注入量が1.0μg/kg/分を超える、または維持するために他の昇圧薬との併用が必要である血圧、重度の不整脈、または他の臓器機能の不全。

除外基準には、腹腔を含まない表在的な手術部位を持つ患者、データの30％以上が欠落している患者、手術中に死亡した患者または治療が中止された患者、複数の損傷を負った患者、および他の臨床研究に参加している患者が含まれる。 。

検証段階では、単一施設による前向き観察研究が実施されます。 患者の登録期間は5か月間続く予定で、各患者の術後の追跡期間は30日間となります。 研究全体は、開始からデータ分析の完了まで半年かかると予想されます。

3.2 サンプルサイズの決定 この研究のサンプルサイズは、Harrell et al. によって提案された方法を使用して計算されます。およびPeduzziら。 約 8 つの重要な臨床因子を考慮すると、イベント (つまり、30 日以内の全死因死亡) を伴う患者が少なくとも 80 人必要であると推定されます。 予測されるイベント発生率 15% に基づくと、トレーニング セットには約 534 件のケースが必要で、検証セットには 229 件のケースが必要になります。 モデリング グループと検証グループの比率が 7:3 であるため、合計サンプル サイズは 763 ケースになります。 さらに、モデルの一般化可能性をさらに評価するために、約 100 件のケースからなる外部検証コホートが計画されています。

3.3 データ収集 3.3.1 曝露要因 人口統計的特徴: 患者の性別と年齢に関する情報が収集されます。 これらの要因は体の生理学的反応や回復能力に影響を与える可能性があり、死亡リスクに影響を与える可能性があります。

病歴：高血圧、糖尿病、心血管疾患、脳血管疾患、過去の颅脑手術または脊椎手術、腎臓疾患、免疫系障害、心房細動、慢性閉塞性肺疾患（COPD）、その他の関連疾患を含む患者の過去の病状の詳細条件が記録されます。 さらに、喫煙やアルコール摂取などのライフスタイルの危険因子も文書化されます。

術前指標: これには、ヘマトクリット、ヘモグロビン、血小板数、白血球数、国際正規化比、プロトロンビン時間、活性化部分トロンボプラスチン時間、動脈血 pH、酸素分圧、分圧などの臨床検査結果の包括的なセットが含まれます。二酸化炭素、乳酸レベル、アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ、総ビリルビン、アルブミン、血清ナトリウム、血清カリウム、高感度C反応性タンパク質、プロカルシトニン、脳ナトリウム利尿ペプチド (BNP)、トロポニン、D - ダイマー、クレアチニン、血中尿素窒素。 米国麻酔科医協会 (ASA) の身体状態分類、体温、心拍数、呼吸数、平均動脈圧、酸素化指数などのその他の術前データも収集されます。

術中指標：手術時間、術中輸液量、術中赤血球輸血量、術中尿量、術中失血量、術中平均動脈圧、腹部感染の有無などのデータが表示されます。記録される。 これらの要因は、手術中および手術後の患者の生理学的状態に直接影響を与える可能性があります。

術後の指標: 術前の臨床検査と同様に、一連の術後の臨床検査結果が収集されます。 さらに、血液製剤が輸血されたかどうか、ASA 分類、体温、心拍数、呼吸数、平均動脈圧、酸素化指数などのバイタルサインに関する情報が文書化されます。

術後病理学: 腫瘍の長さ、腫瘍の分化、pT、pN、pM、および pTNM 病期分類、癌結節の数などの術後病理学の詳細が取得されます。 これらの病理学的特徴は、病気の重症度と患者の予後に関する重要な情報を提供する可能性があります。

3.3.2 結果の測定 主要評価項目: この研究の主要評価項目は、手術後 30 日以内のすべての死因死亡です。 全死因死とは、あらゆる原因に起因する死亡を指し、患者の転帰の包括的な尺度を提供します。

副次評価項目: 副次評価項目は、手術後 30 日以内の合併症の状態です。 合併症は、Clavien - Dindo 分類システムを使用して評価され、グレード II 以上の合併症は記録および分析されます。 これらには、腹腔内出血、胃腸出血、吻合部漏出、乳び瘻、手術部位感染症（腹腔内および切開部感染症を含む）、腸閉塞、術後下痢、肺感染症、尿路感染症、などが含まれますが、これらに限定されません。心血管事故、脳血管事故、血栓性疾患など。

3.4 データ管理と統計分析 3.4.1 データ管理 臨床研究コーディネーター (CRC) は、2019 年 7 月から 2024 年 5 月までに緊急消化器手術を受けた患者のスクリーニングを担当します。 データは電子医療記録システムから収集され、包含基準は満たすが除外基準を満たさない患者が記録されます。 入院中に死亡した患者については、データが直接記録される。 術後 30 日以内の合併症および退院後の死亡に関するデータは追跡調査を通じて取得されます。

各外科手術中に、執刀医の名前が医療記録に記録されます。 参加を拒否した患者を含め、除外基準により除外された患者、または除外基準により後に除外された患者を含め、包含基準を満たすすべての患者が、除外の理由とともに文書化されます。

データ収集は CRC によって毎日行われ、患者の登録、中止、主要エンドポイントの達成、および二次エンドポイントの測定を検証および記録します。 2 人の大学院生がデータ入力オペレーターとして働き、CRC と協力してベースライン データを収集します。 一人がデータを入力し、もう一人がその正確性を検証する二重入力データ入力システムが採用されます。 紙ベースと電子症例報告書 (CRF) の両方が使用されます。 ベースラインデータは手術当日に入力されます。 入院中に死亡した患者の場合、主要エンドポイントのデータは死亡前に入力されます。 病理情報およびその他の病院情報は、患者の退院後 1 週間以内に入力されます。 手術後 30 日以内の合併症および退院後の死亡に関するデータは、手術後 30 日以内に入力されます。

3.4.2 統計分析 データベースを構築し、SPSS 25.0およびR 4.0.2を使用して統計分析を実行します。 ソフトウェア。 正規分布に従う連続データについては、平均値±標準偏差 (x ± s) を使用して説明し、グループ比較には t 検定を使用します。 正規分布に従わないデータの場合は、中央値と四分位範囲 [M(P25 - P75)] が使用され、グループ比較にはマン - ホイットニー U 検定が使用されます。 カテゴリデータはパーセンテージとして表示され、グループ比較にはカイ二乗検定が使用されます。 欠損データは、モンテカルロ多重代入法を使用して代入されます。

まず、単変量分析を実行して、結果に大きく関連する要因を特定します。 次に、単変量解析で統計的有意性を示した変数が最小絶対収縮および選択演算子 (LASSO) 回帰に組み込まれ、モデル構築のための最終変数が選択されます。 モデルのパフォーマンスは、受信者動作特性曲線下面積 (AUC)、感度、特異度、陽性的中率、陰性的中率、Youden インデックス、F1 スコアなどのいくつかの指標を使用して評価されます。 すべての統計検定は両側で行われ、統計的有意性は P < 0.05 に設定されます。

3.5 偏りの管理と品質管理 偏りを最小限に抑えるために、外科医の選択には厳格な基準が設定されます。 この研究に参加する救急医は、少なくとも50件の緊急消化器手術を経験しており、緊急消化器手術の技術に熟練している必要がある。 消化器外科で10年以上の経験を持つ外科医で構成する治験運営委員会を設置する。 外科医は患者の登録を許可される前に、最近の3回連続の緊急胃腸手術のビデオを提供する必要がある。 委員会はデルファイ法を使用して手術の質を評価し、外科医が登録基準を満たしているかどうかを判断します。

臨床試験では、ビデオや写真を通じて手術の品質が評価されます。 外科医は手術中に骨盤探査の画像を取得する必要があります。 そのような画像データを取得できない場合は、取得できない理由を文書化する必要があります。

外科医は研究センターが提供する手術ノートに手術プロセスを記録し、標準化された手術手順からの逸脱を説明することが求められる。 治験運営委員会は、各外科医が登録した症例の量と質を確保するために、登録状況と登録症例の質を毎月レビューします。

主要評価項目と予測因子を正確に収集するために、看護師長が臨床研究コーディネーター (CRC) として任命されます。 CRC は患者の登録、中止、主要評価項目の達成を毎日検証します。 2 人の大学院生が CRC とともに電子症例報告フォーム (ECRF) にデータを速やかに入力します。

3.6 安全性評価 研究の開始前に、体温、脈拍数、呼吸数、血圧などの参加者のベースラインの身体的兆候と症状が測定されます。 参加者が包含基準および除外基準を満たしていることを確認するために、術前の血液学的検査および画像検査が完了します。

手術後、連続変数を使用して、各参加者の術後測定値と術前ベースラインに対するその変化を記述します。 臨床検査指標は、正常な参照範囲に基づいて、低、正常、または高に分類されます。 正常または高いベースライン値から手術後の低い値への変化、および手術後の正常または低いベースライン値から高い値への変化が記録されます。 手術後に観察された最低値または最高値は、ベースライン後の最低値または最高値を計算するために使用されます。 医師はこれらの異常な指標を評価して臨床的意義があるかどうかを判断し、「異常かつ臨床的に重要な」変化があった参加者の割合が報告されます。

一般検査、頭、首、胸、肺、心臓、血管、腹部、脊椎、四肢、神経系の検査を含む身体検査と、血圧、心拍数、体温などのバイタルサインが行われます。実行されました。 治療前後の身体検査、バイタルサイン、体重の測定値、およびベースラインと比較したそれらの変化が統計的に説明されます。 正常範囲を超えたり、異常な変化を示したりするバイタルサインはすべて記録されます。

3.7 倫理的配慮 研究を開始する前に、吉林大学第一病院の倫理委員会から倫理的承認を取得します。 適格な患者は担当外科医から対面で説明を受け、インフォームドコンセントフォームに署名する必要があります。 インフォームド・コンセントのプロセスは、主治医以上の医師によって行われます。

インフォームド・コンセントで患者に提供される情報には、次のものが含まれます。 治験の研究の性質に関する声明。従うべき手順の包括的かつ公正な説明。研究の性質、予想される期間、目的の詳細な説明。予見可能なリスクまたは不快感の説明。潜在的な利点の説明。患者データの慎重な取り扱いと機密性、および 15 年間のデータ保存期間に関する声明。患者の生体物質は 15 年間保存されるという声明。自発的な参加と辞退に関する声明では、参加を拒否してもいかなる罰則も受けず、患者が享受できる利益の喪失も生じないこと、また患者は罰則や利益の喪失なしにいつでも研究から撤退できることを明確にしている。 離脱の場合、患者は同じレベルの標準治療を受けることになります。