携帯型近赤外線血腫イメージャー(NIRD-HI)の有効性と実現可能性試験 (NIRD-HI)
急性期医療現場における頭蓋内出血検出のための携帯型近赤外線血腫イメージャーの有効性と実現可能性に関する試験
外傷性脳損傷(TBI)は、軍人、退役軍人、および民間人の間で、死亡および障害の主要な原因となっています。 中程度から重度のTBIの最も危険な合併症の1つは、頭蓋内出血(ICH)です。 迅速に特定および治療されない場合、ICHは急速に神経学的損傷の悪化または死亡につながる可能性があります。 CTスキャンなどの現在の診断ツールは非常に効果的ですが、その大きさとインフラへの依存性のため、戦場や資源が限られた環境では非実用的です。
近赤外線検出頭部イメージング(NIRD-HI)システムは、近赤外分光法(NIRS)を使用して異常な血液蓄積を特定する革新的な非侵襲デバイスです。 従来のツールとは異なり、NIRD-HIはコンパクトで軽量、携帯可能であり、遠隔地や過酷な環境に適しています。 脳を動的にイメージングすることにより、複雑な両側性損傷を含む出血のサイズと位置を特定する3D視覚化を生成します。 これは、すべての形態のICHを確実に診断する解像度を欠く現在の負傷地点技術に比べて大幅な改善を提供します。
この研究は、戦場診断およびトリアージ能力を向上させることにより、FY24戦闘即応医療研究プログラムを支援します。 研究では以下を行います:
- CTイメージングと比較したNIRD-HIの精度を評価します。
- 実世界の急性期医療設定での実現可能性を評価します。
- 時間の経過に伴うICHの変化を監視する能力を調査します。
これらの目的は、緊急時の迅速な診断と意思決定を改善するツールに対する軍のニーズに対応しています。 この研究を実施することは、TBI管理に革命をもたらす可能性があります。 軍人にとって、NIRD-HIは早期発見のための現場対応ソリューションを約束し、より迅速な介入とより効果的なトリアージを可能にします。 診断の遅れを減らすことで、命を救い、長期的な合併症を防ぐことができます。 さらに、このシステムは、進化する損傷の継続的な監視を提供することで、延長された野外医療を支援します。
利点は、先進的なイメージングを欠く農村部や医療過疎地域など、民間医療にも及びます。 このアクセシビリティは、数百万人の外傷治療の結果を改善し、医療システムの負担を軽減し、命を救う技術の公平な分配を提供できます。 戦場医療のギャップに対処することにより、このプロジェクトは、最も困難な環境での医療即応性を高め、生存性を向上させることを目指しています。
調査の概要
状態
詳細な説明
外傷性脳損傷(TBI)は、現代戦争の特徴的な負傷となり、前線展開医療環境において診断が最も困難な状態の一つであり続けています。戦場でTBIを診断する上での主な障害の一つは、神経学的症状の「無症候性」または遅発性の発症であり、これが損傷の重症度を覆い隠す可能性があります。中等度から重度のTBIにおける転帰不良の主要な要因は、急性頭蓋内出血の存在であり、これは急速に腫脹して二次的な脳損傷や死を引き起こす可能性があります。このような出血を早期に特定することは、患者の生存率と神経学的回復を改善するために極めて重要です。
現在、CTは頭蓋内出血(ICH)を診断するためのゴールドスタンダードであり、脳出血を検出および評価するために必要な精度を提供します。しかし、CT画像診断の後方支援要件は、展開環境や資源が限られた環境において重大な課題を提起します。これらの要求により、CTは野外使用には非現実的であり、前線作戦医療要員は迅速なTBI診断のための信頼性のある画像診断ソリューションを欠いています。その結果、過酷な環境で脳損傷を効果的に検出できる携帯型の負傷地点(POI)診断ツールが切実に必要とされています。
軍事および民間の両方の文脈において、資源集約的な連続画像診断や神経学的モニタリングに依存せずに、医療要員にICH状態の変化を警告できる診断装置に対する未充足のニーズがあります。このようなツールは、適時のトリアージを可能にし、重要な医療後送の決定に情報を提供し、TBI患者の転帰を改善することができます。しかし、既存のPOI技術は、主に機能評価とTBIの間接的測定に依存しており、これらは本質的に主観的であり、特異性を欠くことが多いです。このような方法への依存は、特に発生率の低い損傷では偽陽性または偽陰性をもたらす可能性があり、陽性適中率(PPV)は50%を下回る傾向があります。軍事医療では、不必要な治療や後送を開始することは重大な作戦上のリスクと資源コストを課す可能性があるため、高い感度と特異性を確保することが重要です。したがって、ICHおよびその他のTBI合併症を正確に同定できる野外対応診断ツールは、軍事および民間の緊急医療環境の両方でケアを改善するために不可欠です。
既存のPOI技術は、主に機能評価とTBIの間接的測定に依存しており、これらは本質的に主観的であり、特異性を欠くことが多いです。このような方法への依存は、特に発生率の低い損傷では偽陽性または偽陰性をもたらす可能性があり、陽性適中率(PPV)は50%を下回る傾向があります。軍事医療では、不必要な治療や後送を開始することは重大な作戦上のリスクと資源コストを課す可能性があるため、高い感度と特異性を確保することが重要です。したがって、ICHおよびその他のTBI合併症を正確に同定できる野外対応診断ツールは、軍事および民間の緊急医療環境の両方でケアを改善するために不可欠です。
近赤外分光法(NIRS)は、組織を調べるために使用できます。これは長年にわたって十分に研究されており、組織からの強度応答の変動の主要な構成要素は、血液量と酸素化に起因することが示されています。NIR光源からの反射光は、センサー下の組織内の血液量の存在を決定するために使用されます。脳内の異なる部位からの組織を比較することにより、病的イベントを表す大量の血液の存在を検出することができます。近赤外(NIR)を使用して頭蓋内出血の存在を分光学的に推定することは、従来の頭部CTと高い一致を示しており、以前に実証されています。静的な出血性イベントの検出には効果的ですが、動的構造画像診断を採用するNIRベースの技術は現在利用できません。さらに、現在のツールは、特に両側性頭部損傷を含むすべての種類の血腫を確実に診断することはできません。
影響と関連性。負傷した兵士の約60%が爆発損傷を負い、3分の2はTBIと診断されています。TBIの大半は軽度で致命的ではありませんが、重度のTBI患者の17〜20%は負傷後24時間以内に死亡しており、迅速な評価と正確なトリアージの重要性を強調しています。TBIの急性期を生き延びた人々のうち、最大57%が損傷に関連する慢性的な健康問題を経験しています。これは、何百万人もの軍人、退役軍人、民間人にとって、大きな経済的負担と生活の質の深刻な低下を意味します。TBIによるICHのための迅速なトリアージツールの実証は、診断と治療を迅速化し、TBIの有害な結果を最小限に抑える可能性があります。あるいは、この装置は、医療後送が緊急でない損傷を除外し、戦力を保全することができます。POI診断ツールの進歩は、急性期医療環境におけるツールの有効性と実現可能性の実証にかかっています。軍人、退役軍人、およびその家族に関連する革新的なアイデアを臨床応用に加速する高インパクトのトランスレーショナル研究を実施する目標と整合して、本研究は、米国のTBI患者集団におけるNIRD HIの重要な性能評価を提供することを目的としています。この研究はレベルI外傷センターで実施されますが、取り組まれる課題は、軍事医療、特に延長野外医療に適用可能です。延長野外医療におけるTBI管理のための現在の統合外傷システム臨床実践ガイドライン(JTS CPG、CPG ID: 63)は、ICHによる頭蓋内圧亢進を検出するために専門的な評価および/または機器に依存しています。臨床的悪化前に頭蓋内出血を早期に検出することは、トリアージの優先順位を変更し、医療後送計画に情報を提供し、死亡率を低下させ、機能的転帰と生活の質を改善するための鍵となります。
研究の種類
入学 (推定)
連絡先と場所
研究連絡先
- 名前:Marisol Resendiz, PhD
- 電話番号:210-916-5821
- メール:marisol.resendiz.ctr@health.mil
研究場所
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Texas
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San Antonio、Texas、アメリカ、78234
- Brooke Army Medical Center
-
コンタクト:
- Marisol Resendiz, PhD
- 電話番号:210-916-5821
- メール:marisol.resendiz.ctr@health.mil
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主任研究者:
- Julie Rizzo, MD
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参加基準
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
サンプリング方法
調査対象母集団
提案対象となる集団へのアクセスには、15%の現役軍人および/またはVA患者と、テキサス州中部/南部からの85%の民間人(ブローク陸軍医療センターで外傷治療を受けている周辺22郡を含む)の組み合わせが含まれます。
適格な患者を確認するために、外傷患者数の日次レビューが実施されます。このスクリーニングツールは、募集に対する課題を特定し、予測し、対処するのに役立ちます。
説明
包含基準:
- 18歳から89歳
- 本人または法的に認められた代理人による書面によるインフォームドコンセントが可能
- 入院時に頭部CT検査を受けた
- 頭部CT検査後4時間以内に少なくとも1回のNIRD-HIスキャンを完了可能
- 非手術的治療が計画されている
除外基準:
- 貫通性または生存不可能な損傷の存在
出血性ショックまたは大量輸血[スキャン1時間以内に
血液製剤3単位以上]
- センサーの安全かつ快適な配置を妨げる大きな頭蓋骨開放創、頭皮裂傷または表面血腫
- 熱タトゥーまたは頭蓋内金属製具の存在
- 頸椎カラー装着期間を延長する頸部損傷
- 既知の囚人または国家の被保護者
- 研究者の判断において、患者が画像取得に不適切であるとされる状態または所見
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 |
介入・治療 |
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CT報告で頭部出血陽性の40名の参加者
頭部CT報告が陽性で、TBIまたは頭蓋内出血の診断がある可能性のある被験者
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すべての登録患者で研究の適格基準を満たす者は、登録時に1回のNIRD-HIスキャンを受けます。
計画的な再CTが必要な患者では、その後のCT撮影前に、二次的なNIRD-HIスキャンを実施することができます。
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CTレポートで頭蓋内出血陰性の40名の参加者
TBIまたは頭蓋内出血の診断があり得る陽性頭部CT所見のない被験者
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すべての登録患者で研究の適格基準を満たす者は、登録時に1回のNIRD-HIスキャンを受けます。
計画的な再CTが必要な患者では、その後のCT撮影前に、二次的なNIRD-HIスキャンを実施することができます。
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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 |
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診断性能
時間枠:ベースライン、NIRD-HI検査実施時
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診断性能。
TBI患者におけるICH検出のためのNIRD-HIシステムの感度、特異度、PPV、NPVを確立し、目標感度と特異度を90%以上とする。
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ベースライン、NIRD-HI検査実施時
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実現可能性評価 - スキャン時間
時間枠:研究完了までの登録、平均1年
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急性期医療環境でのスキャン完了までの時間(分)は、テンプレート化された研究ログに記録され、スキャンの開始/停止時間、中断とその理由、技術的エラー、予期せぬデバイス有害事象を含みます。
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研究完了までの登録、平均1年
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実現可能性評価 - オペレーターの使用性
時間枠:募集期間終了近く、平均1年
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募集期間終了間近のオペレーター使用性について、4~6名の盲検化された臨床医(医師および/または中堅医療従事者)が、ランダムな順序で割り当てられた研究スキャンの基準陽性または陰性を判定し、読者間一致の統計を確立します。盲検化された読者は、視覚的アナログ尺度[VAS]を用いて可能性スコアを割り当て、自身の読影に対する確信度を示します。
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募集期間終了近く、平均1年
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実現可能性評価 - デバイス統合
時間枠:研究登録から研究完了まで、平均1年
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デバイス統合、使用の容易さに関するオペレーターからのフィードバックアンケートを通じて。
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研究登録から研究完了まで、平均1年
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ICHの進行のモニタリング
時間枠:ベースライン、NIRD-HI検査実施時
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研究装置によって決定される、ICHの有無と陽性の場合の検出領域に関するNIRD-HI読み取り値。
各スキャン後のNIRD-HI読み取り値は、頭部CT結果と相関付けられます。
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ベースライン、NIRD-HI検査実施時
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二次結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
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診断性能 - ICHの時間的検出
時間枠:ベースライン、NIRD-HI検査実施時
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NIRD-HI読み取りの開始/停止時間は、各スキャン後の精度とスキャンの開始/停止時間のために頭部CT結果と相関付けられます。
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ベースライン、NIRD-HI検査実施時
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診断性能 - オペレーター性能
時間枠:ベースライン、NIRD-HI検査実施時
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NIRD-HIスキャンの実施能力 [i] 被験者側の理由によるスキャン未実施 [例:
創傷、包帯、頸椎保護具];[ii] 操作者側の理由によるスキャン未実施 [例:
デバイスの正しい使用が不可能];[iii] デバイスの技術的問題によるスキャン未実施;および[c] 読影者間一致
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ベースライン、NIRD-HI検査実施時
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進化テストの精度 [初回NIRD HIスキャン vs. 二回目NIRD HI]
時間枠:ベースライン、NIRD-HI検査実施時点
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追跡頭部CTが利用可能な被験者のサブセットは、CT画像で確認された変化と比較され、頭蓋内出血のモニタリングにおける本装置の有効性を評価します。
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ベースライン、NIRD-HI検査実施時点
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協力者と研究者
スポンサー
協力者
捜査官
- 主任研究者:Julie Rizzo, MD、Brooke Army Medical Center
出版物と役立つリンク
一般刊行物
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- Law ZK, Dineen R, England TJ, Cala L, Mistri AK, Appleton JP, Ozturk S, Bereczki D, Ciccone A, Bath PM, Sprigg N; TICH-2 investigators. Predictors and Outcomes of Neurological Deterioration in Intracerebral Hemorrhage: Results from the TICH-2 Randomized Controlled Trial. Transl Stroke Res. 2021 Apr;12(2):275-283. doi: 10.1007/s12975-020-00845-6. Epub 2020 Sep 9.
- McCredie VA, Chavarria J, Baker AJ. How do we identify the crashing traumatic brain injury patient - the intensivist's view. Curr Opin Crit Care. 2021 Jun 1;27(3):320-327. doi: 10.1097/MCC.0000000000000825.
- Fletcher-Sandersjoo A, Tatter C, Tjerkaski J, Bartek J Jr, Maegele M, Nelson DW, Svensson M, Thelin EP, Bellander BM. Time Course and Clinical Significance of Hematoma Expansion in Moderate-to-Severe Traumatic Brain Injury: An Observational Cohort Study. Neurocrit Care. 2023 Feb;38(1):60-70. doi: 10.1007/s12028-022-01609-w. Epub 2022 Sep 27.
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- Kainerstorfer JM, Ehler M, Amyot F, Hassan M, Demos SG, Chernomordik V, Hitzenberger CK, Gandjbakhche AH, Riley JD. Principal component model of multispectral data for near real-time skin chromophore mapping. J Biomed Opt. 2010 Jul-Aug;15(4):046007. doi: 10.1117/1.3463010.
- Gramer R, Shlobin NA, Yang Z, Niedzwiecki D, Haglund MM, Fuller AT. Clinical Utility of Near-Infrared Device in Detecting Traumatic Intracranial Hemorrhage: A Pilot Study Toward Application as an Emergent Diagnostic Modality in a Low-Resource Setting. J Neurotrauma. 2023 Aug;40(15-16):1596-1602. doi: 10.1089/neu.2021.0342. Epub 2022 Aug 2.
- Riley JD, Amyot F, Pohida T, Pursley R, Ardeshirpour Y, Kainerstorfer JM, Najafizadeh L, Chernomordik V, Smith P, Smirniotopoulos J, Wassermann EM, Gandjbakhche AH. A hematoma detector-a practical application of instrumental motion as signal in near infra-red imaging. Biomed Opt Express. 2012 Jan 1;3(1):192-205. doi: 10.1364/BOE.3.000192. Epub 2011 Dec 20.
- Bell RS, Vo AH, Neal CJ, Tigno J, Roberts R, Mossop C, Dunne JR, Armonda RA. Military traumatic brain and spinal column injury: a 5-year study of the impact blast and other military grade weaponry on the central nervous system. J Trauma. 2009 Apr;66(4 Suppl):S104-11. doi: 10.1097/TA.0b013e31819d88c8.
- Centers for Disease Control and Prevention, National Center for Injury Prevention and Control. Report to Congress on traumatic brain injury in the United States: Epidemiology and rehabilitation. Atlanta (GA): Centers for Disease Control and Prevention; 2015
研究記録日
主要日程の研究
研究開始 (推定)
一次修了 (推定)
研究の完了 (推定)
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
追加の関連 MeSH 用語
その他の研究ID番号
- C.2026.013
- RC240162 (その他の識別子:CDMRP-eBRAP Log Number)
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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
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