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AIDサポートシステムを用いたCIED植込み術を受ける患者における慢性術後疼痛リスクの評価 (PAIN-AID)

2026年5月4日 更新者:Gozde Altun、Istanbul University - Cerrahpasa

人工知能ベースの臨床意思決定支援システムを用いた心臓植込み型電子デバイス(CIED)植込み患者における慢性術後疼痛リスクの評価

外科手術および麻酔技術の大幅な進歩にもかかわらず、慢性術後疼痛(CPSP)は依然として重要な臨床的・公衆衛生上の課題です。 ペースメーカー、植込み型除細動器(ICD)、心臓再同期療法装置(CRT)を含む心臓植込み型電子デバイス(CIED)を受けている患者は、多病態の割合が高く、心理的脆弱性があり、心血管系の併存疾患による鎮痛薬の選択肢が限られているという特徴を持つ集団です。 このグループにおける術後疼痛管理の不十分さは、ジェネレーター部位の持続的な疼痛、神経障害性疼痛の特徴、生活の質の低下、医療利用の増加につながる可能性があります。

本研究は、主観的および客観的な疼痛評価を用いて、CIED植込み後のCPSPの有病率、危険因子、および臨床的予測因子を評価することを目的としています。 疼痛強度は、検証済みの自己報告尺度(視覚的アナログ尺度およびDN-4質問票)を用いて測定し、客観的疼痛閾値は、較正済みのデジタル圧力アルゴメーターを用いて決定します。 生活の質は、検証済みのトルコ語版Short Form-12(SF-12)を用いて評価します。

この前向き観察研究には、イスタンブール大学・チェラフパシャ心臓病研究所で初回のCIED植込みを受けた180人の成人患者が含まれます。 参加者は、植込み後3、6、12か月に評価されます。 収集されたデータには、人口統計学的特性、併存疾患、麻酔の種類、手術時間、急性術後疼痛管理などの術前、術中、術後の変数が含まれます。

得られたデータを用いて、植込み前に個々のCPSPリスクを予測する人工知能ベースの臨床意思決定支援システムを開発します。 このモデルは、主観的尺度、客観的アルゴメトリックデータ、および臨床的要因を統合して、個別化されたリスク推定値を生成します。 最終的に、このシステムはCPSPの早期発見と予防の改善、術後疼痛管理戦略の最適化、および患者の生活の質の向上を目指します。

調査の概要

詳細な説明

この前向き単施設観察研究は、心臓植込み型電子デバイス(CIED)植込み後の慢性術後疼痛を調査し、人工知能(AI)ベースのリスク予測モデルを開発する。 本研究はイスタンブール大学・チェラフパシャ循環器研究所、電気生理学外来で実施され、過去12か月以内に初めてCIEDを受けた連続180名の患者を対象とする。

研究デザインと対象集団

適格参加者は、初回CIED植込み(ペースメーカー、ICD、またはCRTデバイス)を受ける成人(≥18歳)。 除外基準には、既存の神経障害性疾患、神経変性疾患または自己免疫疾患、悪性腫瘍、外傷、感染症、または以前のジェネレーター交換が含まれる。 全参加者は文書によるインフォームドコンセントを提供する。

データ収集と測定

患者は植込み後3、6、12か月で評価される。

主観的疼痛評価:視覚的アナログスケール(VAS)およびDN-4質問票(神経障害性疼痛スクリーニング)。

客観的疼痛閾値:植込み側と対側の両方でデジタル圧痛閾値計を用いて測定する圧痛閾値(PPT)。

生活の質:SF-12(身体的および精神的要素スコア)。

リスク因子:人口統計学的、術前、術中、術後の変数(年齢、性別、BMI、併存疾患、麻酔種類、手術時間、デバイスタイプ、リード数、バッテリー位置、急性術後疼痛、リハビリテーション、鎮痛薬使用)。

データ管理と品質管理

全患者データは匿名化され、パスワード保護された機関サーバーに保存される。 データの正確性と完全性は定期的に確認される。 ソースデータ検証は、電子記録と症例報告書を比較して実施される。 範囲および一貫性チェックが適用され、範囲外または矛盾するエントリーが特定される。

サンプルサイズと統計解析

CIED植込み後の推定CPSP有病率24%を報告する既存文献に基づき、サンプルサイズ163が計算された(α=0.05、検出力=0.95、OR=2.0)。 10%の脱落率を考慮し、目標登録数は180名。

記述統計は人口統計学的および臨床的変数を要約する。 群間比較には、連続変数には独立標本t検定またはMann-Whitney U検定、カテゴリカルデータにはχ²またはFisherの正確確率検定を使用する。 ロジスティック回帰はCPSP(VAS>3またはDN-4≥4)の独立予測因子を特定する。 連続変数間の相関はPearsonまたはSpearman係数で解析される。 両側p<0.05が統計的有意性を示す。

人工知能モデル開発

収集データはトレーニングセットと検証セットに分割される。 教師あり機械学習アルゴリズム(ロジスティック回帰、ランダムフォレスト、XGBoost、人工ニューラルネットワーク)が、12か月時点でのCPSP発生を予測するように訓練される。 モデル性能はROC-AUC、精度、感度、特異度の指標で評価される。 特徴重要度分析は最も影響力のある予測因子を特定する。

最高性能のモデルは、プロトタイプ臨床意思決定支援システム(CDSS)に組み込まれ、安全なWebインターフェースとモバイルアプリケーションからアクセス可能となる。 このツールにより、臨床医は患者パラメータを入力し、予防的鎮痛戦略を導くための個別化されたCPSPリスク推定値を得ることができる。

研究の種類

観察的

入学 (推定)

180

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

  • 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

包含基準を満たし、CIED植込み術を受けた患者が研究対象集団を構成します。

説明

対象基準:

  • 18歳以上の成人。
  • 心臓植込み型電子デバイス(CIED)の初回植込みを受けた患者。これにはペースメーカー(PM)、植込み型除細動器(ICD)、または心臓再同期療法デバイス(CRT)が含まれます。
  • 植込みが過去12か月以内にイスタンブール大学・チェラフパシャ心臓病研究所で実施されたもの。
  • 植込み後3か月、6か月、12か月の予定フォローアップ訪問に参加できること。
  • 研究手順を理解し、書面によるインフォームド・コンセントを提供できること。

除外基準:

  • 植込み前に神経障害性または慢性疼痛症候群の既往歴があること(例:線維筋痛症、糖尿病性ニューロパチー)。
  • 末梢または中枢疼痛経路に影響を及ぼす神経変性疾患、自己免疫疾患、または血管障害の存在。
  • 胸部または上肢における既知の悪性腫瘍、活動性感染症、または最近の外傷。
  • 過去のCIED交換またはバッテリー交換処置。
  • 処置に関連しない状態に対する慢性鎮痛薬または神経障害性疼痛薬の使用(例:オピオイド、ガバペンチノイド、抗うつ薬)。
  • 研究参加または信頼性のある疼痛評価を妨げる可能性のある認知障害または精神疾患。
  • フォローアップの遵守不能、またはいつでも同意の撤回。

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
CIED-植込み患者
このコホートには、過去1年以内に心臓植込み型電子デバイス(ペースメーカー、植込み型除細動器、または心臓再同期療法デバイス)の初回植込みを受けた成人患者が含まれます。 参加者は、デバイス植込み後3、6、および12か月で前向きに追跡されます。 痛みの強度は、Visual Analog Scale(VAS)とDN-4質問票を使用して評価され、客観的な痛みの感度は、デジタル圧痛計を使用して測定されます。 生活の質は、SF-12フォームで評価されます。 1年間の追跡調査の結果に基づき、患者は慢性術後疼痛(CPSP)の有無に応じて分類され、予測リスク因子を特定し、早期の疼痛リスク予測のための人工知能ベースの臨床意思決定支援モデルを開発します。

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
主観的VAS評価に基づく慢性術後疼痛(CPSP)の発生率
時間枠:CIED埋め込み後3、6、12ヶ月で評価;主要分析は12ヶ月時

CPSPは、手術後3か月以上持続し、他の原因で説明できない、デバイスポケット(または対応する皮膚分節)における持続的または新たに発生する痛みと定義されます。 痛みの強度と神経障害性の特徴は、Visual Analog Scale(VAS)およびDN-4を使用して測定されます。デジタルアルゴメトリーによる圧痛閾値(PPT)は客観的な裏付けを提供します。 主要評価項目は、12か月時点でCPSP基準を満たす患者の割合であり、3か月および6か月の中間評価は、縦断的記述と感度分析に使用されます。

測定の種類:

臨床評価(主観的尺度+客観的PPT)。 VAS>4は陽性結果を意味します。

CIED埋め込み後3、6、12ヶ月で評価;主要分析は12ヶ月時
DN-4評価に基づく慢性術後疼痛(CPSP)の発症率
時間枠:CIED植込み後3、6、12ヶ月で評価; 主要解析は12ヶ月時点で実施

CPSPは、手術後3か月以上持続する、デバイスポケット(または対応する皮膚分節)における持続的または新たに発生する疼痛と定義され、他の原因では説明されないものです。 疼痛強度と神経障害性の特徴は、Visual Analog Scale(VAS)とDN-4を用いて測定されます。圧痛閾値(PPT)はデジタルアルゴメトリーにより客観的な裏付けを提供します。 主要評価項目は、12か月時点でCPSP基準を満たす患者の割合であり、3か月および6か月時点の中間評価は縦断的記述と感度分析に使用されます。

測定の種類:

臨床評価(主観的尺度+客観的PPT)。 DN4 ≥ 4は陽性結果を意味します。

CIED植込み後3、6、12ヶ月で評価; 主要解析は12ヶ月時点で実施
圧痛閾値評価に基づく慢性術後疼痛(CPSP)の発症率
時間枠:CIED植込み後3、6、12ヶ月で評価;主要解析は12ヶ月時点

CPSPは、手術後3ヶ月以上持続し、他の原因で説明できない、デバイスポケット(または対応する皮膚分節)での持続的または新規発生の疼痛と定義されます。 疼痛強度と神経障害性の特徴は、Visual Analog Scale(VAS)およびDN-4を用いて測定されます。圧痛閾値(PPT)はデジタルアルゴメトリーにより客観的裏付けを提供します。 主要評価項目は、12ヶ月時点でCPSP基準を満たす患者の割合であり、3ヶ月および6ヶ月時点の中間評価は縦断的記述と感度分析に使用されます。

測定の種類:

臨床評価(主観的尺度+客観的PPT)。この患者群における疼痛閾値の既知のカットオフ値はありません。 本研究の目的の一つは、アルゴメトリーを用いて、臨床検査所見と相関させながら、この患者集団における慢性疼痛の閾値を決定することです。 患者における低い値と増加した疼痛感受性の関連を評価します。

CIED植込み後3、6、12ヶ月で評価;主要解析は12ヶ月時点

二次結果の測定

結果測定
メジャーの説明
時間枠
健康関連QOL(SF-12 PCS/MCS)の変化
時間枠:インプラント後3、6、12か月
SF-12は健康関連QOL(生活の質)の妥当性が確認された測定尺度であり、2つの総合スコアを提供します:身体的要素総合(PCS-12)および精神的要素総合(MCS-12)。 PCS-12およびMCS-12のスコアが高いほど、それぞれ身体的および精神的健康状態が良好であることを示し、一方でスコアが低いほど、身体的制限が大きい、疼痛負担が高い、心理的ウェルビーイングが低いことを反映します。 慢性疼痛患者において、PCS-12スコアが低いことは疼痛関連機能障害の増加と関連し、MCS-12スコアが低いことは疼痛の心理的影響が大きいことを示唆します。 SF-12スコアは母集団平均50、標準偏差10に正規化されており、50未満のスコアは平均以下の健康状態を示し、50を超えるスコアは平均以上の健康関連QOLを示します。
インプラント後3、6、12か月
CPSPのための圧痛閾値(PPT)カットオフの決定
時間枠:最大12か月(追跡調査終了時)
主要アウトカムは、心臓植込み型電子デバイス(CIED)患者における慢性術後疼痛(CPSP)を最もよく識別する圧痛閾値(PPT)カットオフ値の特定です。 PPTは、デバイスポケット側と対側においてハンドヘルドアルゴメーターを用いて測定され、各側の4つの事前定義された象限で3回測定され、平均化して側特異的平均値を導出します。 各患者について、側間PPT差(ΔPPT)が計算されます。 CPSPに対するΔPPTの識別性能は、受信者動作特性(ROC)解析を用いて評価され、最適カットオフ値はYouden指数によって決定され、曲線下面積(AUC)、感度、特異度として報告されます。
最大12か月(追跡調査終了時)
AIベースのCPSPリスク予測モデルの性能
時間枠:12ヶ月のデータロック後(モデルトレーニング/検証フェーズ)

臨床的、主観的、およびPPT特徴を統合したAIベースの臨床意思決定支援モデルの診断/予測性能。 指標:ROC-AUC、感度、特異度、正確度、F1スコア(交差検証/ブートストラップによる内部検証付き)。

心臓植込み型電子デバイス(CIED)患者における慢性術後疼痛(CPSP)を識別するためのAIベースの臨床意思決定支援モデルの診断および予測性能。 本モデルは、臨床変数、患者報告の主観的測定、および左右(ポケット対反対側)痛覚測定評価から導出された圧痛閾値(PPT)特徴を統合する。 モデル性能は、CPSPの臨床診断に対して、受信者動作特性曲線下面積(ROC-AUC)、感度、特異度、正確度、およびF1スコアを用いて評価される。 内部検証は、交差検証および/またはブートストラップ手法を用いて実施される。

12ヶ月のデータロック後(モデルトレーニング/検証フェーズ)
神経障害性疼痛の特徴の有病率(DN-4)
時間枠:3、6、および12か月

各訪問時および12か月時に累積的に報告された、DN-4 ≥ 4として定義される神経障害性疼痛の特徴の有病率と経過;CPSP状態との関連で評価。

測定の種類:

臨床分類(スクリーニング・インストゥルメントの閾値)

3、6、および12か月

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。

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 (推定)

2026年9月30日

一次修了 (推定)

2026年12月1日

研究の完了 (推定)

2027年3月1日

試験登録日

最初に提出

2025年11月18日

QC基準を満たした最初の提出物

2025年12月22日

最初の投稿 (実際)

2026年1月7日

学習記録の更新

投稿された最後の更新 (実際)

2026年5月5日

QC基準を満たした最後の更新が送信されました

2026年5月4日

最終確認日

2026年5月1日

詳しくは

本研究に関する用語

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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