Thora-3Di™ 호흡수 검증

목표:

1차 목표는 Thora-3Di™ SLP 장치와 호흡수 측정을 위한 Capnograph(BCI Capnograph 9004, Smiths Medical)에서 파생된 임상의의 Over-scored End Tidal C02(COSC)의 동등성을 입증하는 것입니다.

끝점:

기본 끝점은 두 장치 간의 호흡수 차이입니다.

테스트 항목:

비접촉식 Thora-3Di™; SLPVol/시간 추적에서 SLP로 호흡수를 측정합니다.

비교기:

Capnograph(BCI Capnograph 9004, Smiths Medical)에서 파생된 임상의 Over-scored End Tidal C02; 호기말 CO2(EtCO2) 파형에서 RR을 측정합니다.

환자 등록 및 절차:

다음과 같은 34개의 평가 가능한 데이터 세트를 달성하기 위해 2개 사이트에 걸쳐 최대 43명의 피험자가 등록됩니다.

• 호흡기 질환/장애가 있는 환자 24명(각 사이트에 최소 7명, 최대 17명 등록)
• 현재 또는 이전에 호흡기 질환 진단을 받지 않은 정상 피험자 10명(각 사이트에 최소 3명, 최대 7명 등록)

표본의 크기:

34명의 대상자의 표본 크기는 MSD가 0.4일 때 최소 80%의 검정력을 산출하는 것으로 결정되었습니다. 이전 연구에서 테스트 장치와 Embletta 장치 사이의 MSD가 0.31인 것으로 나타났으므로 전력을 계산하기 위해 보수적으로 0.4 값을 사용합니다. 그 연구에서 평균 차이는 -0.26이었고 차이의 표준 편차는 0.49였습니다. 등록된 피험자의 80%가 평가 가능한 데이터를 생성한다고 가정합니다. 구체적으로, 43명의 등록된 표본 크기는 43*.80 = 34개의 평가 가능한 대상을 생성합니다. 이 샘플 크기는 실제 MSD가 0.4 이하일 때 최소 80% 검정력을 생성합니다.

이 연구는 다음과 같은 한 단계로 구성됩니다.

• 각 참가자는 5-9분 동안 한 번에 두 장치로 동시에 측정됩니다.
• 참가자는 앉은 자세에서 측정됩니다.

측정 장치:

End Tidal C02는 Capnograph(BCI Capnograph 9004, Smiths Medical)를 사용하여 측정됩니다. 만료된 가스는 샘플링 라인과 수분 트랩이 있는 비강 캐뉼라를 통해 수집됩니다. 만료된 가스는 150mL/min ± 20ml의 유속으로 샘플링됩니다. 장치의 평균 지연 시간은 1.8초이고 응답 시간은 2.1초이며 분석에서 고려됩니다. BCI Capnograph 9004는 0 - 100mmHg의 디스플레이 범위를 가지며 ±2mmHg까지 정확합니다. 자세한 내용은 장치 사용 설명서에서 찾을 수 있습니다. 카프노그래프 파형은 카프노그래프의 아날로그 출력을 활용하여 컴퓨터에 기록됩니다. 아날로그 출력은 16비트 아날로그-디지털 변환기(Micro 1401-3, Cambridge Electronic Design, UK)를 사용하여 30Hz에서 샘플링됩니다. 30Hz의 샘플링 속도는 장치에서 파형의 디스플레이 업데이트 속도와 같기 때문에 선택되며 따라서 임상의가 일반적으로 평가하는 것과 가장 가깝습니다. 임상의가 과점한 카프노그래피 RR은 카프노그램 CO2 파형에서 파생됩니다. 카프노그래피 장치는 제조업체 지침에 따라 보정됩니다. 카프노그래피 장치의 호흡수 범위는 0~150brpm입니다.

Thora-3Di를 사용하여 Thoraco-abdominal 움직임을 측정합니다. 사용되는 그리드 크기는 14 x 10입니다. 각 피험자에 대해 5분간의 연속 휴식 조호흡 데이터를 수집합니다. 신호는 30Hz에서 샘플링되며 전방 흉복부 호흡 운동을 나타냅니다. Thora-3Di 소프트웨어는 선택한 시간 프레임에 대한 SLPVol/시간 추적에서 계산된 평균 brpm으로 RR의 수치 출력을 제공합니다.

5분간의 연속 휴식 조호흡 데이터는 두 장치에서 동시에 수집됩니다.

데이터 전송:

카프노그래피 출력은 수집되어 후속 처리 및 검토를 위해 데이터 파일로 저장됩니다. Thora-3Di™ 소프트웨어 흉복부 신호는 쉼표로 구분된 값(CSV) 파일로 내보내집니다.

데이터 분석 전에 모든 측정은 품질에 대해 평가되고 모든 프로토콜 위반자가 식별됩니다. Thora-3Di™ 장치 소프트웨어는 출력 신호의 노이즈 레벨을 감지하고 소프트웨어가 측정을 과도한 노이즈로 플래그 지정하면 측정을 얻을 수 없습니다. 예를 들어 환자가 상체를 움직이면 유효한 Thora-3Di™ 측정이 기록되지 않을 수 있습니다. 마찬가지로, 카프노그래피 샘플링 튜빙의 간섭 또는 응결로 인해 아티팩트가 생성되거나 유효한 카프노그래피 추적이 기록되지 않을 수 있습니다. 프로토콜 위반으로 쌍을 이룬 샘플을 얻을 수 없는 경우 데이터를 분석할 수 없게 되므로 해당 피험자는 분석에서 제외됩니다. 프로토콜 위반자에 대한 세부 사항은 제외 사유와 함께 표로 작성됩니다. Thora-3Di™가 예상대로 작동하지 않는 특정 하위 집단 또는 질병 상태가 기록됩니다. 분석 가능한 데이터 세트의 세부 정보(예: 프로토콜 위반자 제외)가 표로 작성됩니다.

데이터 분석:

1차 종점 분석은 Thora-3Di의 출력 호흡수를 각 피험자에 대해 1분 동안 무작위로 선택된 하나의 에포크에 걸쳐 측정된 COSC의 출력 호흡수와 비교하는 것입니다. 5분의 측정 기간은 Thora-3Di™의 의도된 사용 범위에 걸쳐 있습니다. 1분 동안의 호흡 수는 호흡수가 임상적으로 정의되는 기간이므로 1분의 기간이 분석을 위한 적절한 비교 기간으로 선택되었습니다. SLP 추적이 주황색이거나 기준선에 상당한 변화가 있거나 신체 움직임으로 인한 스파이크 또는 그렇지 않으면 레이블 지정에 의해 제외되는 경우 기록의 해당 세그먼트는 분석에 사용되지 않습니다. 이것은 장치의 용도에 따른 것입니다.

각 주제에 대해 무작위로 선택된 에포크를 식별하기 위해 균일한 난수 생성기를 사용하여 무작위 시작 샘플을 생성하고 추가 분석을 위해 데이터의 1분 에포크가 잘립니다. 이것은 MATLAB의 rand 함수를 사용하여 수행됩니다. 코드는 다음과 같습니다.

시작 샘플 = round((rand*4)*60*Fs), 여기서 rand는 균일한 난수 생성기이며 4를 곱하여 [0,1]에서 [0,4]까지의 기본 범위를 늘립니다. rand*4는 기본적으로 1분의 데이터가 잘리는 시간(분)을 생성합니다. 나머지 코드는 시작 분을 샘플 번호로 변환합니다. 즉, 시간을 초 단위로 얻기 위해 60을 곱하고, 샘플을 얻기 위해 Fs(장치의 샘플링 속도)를 곱하고, 마지막으로 샘플은 항상 정수이기 때문에, 숫자를 반올림하여 가장 가까운 시작 샘플 번호를 얻습니다.

이 난수 생성 프로세스는 쌍을 이룬 각 분석 가능한 데이터 세트에 임의의 시작점을 할당하기 위해 반복됩니다. SLP 호흡수를 도출하기 위해 각 샘플의 1분 에포크에 해당하는 섹션('평가 쌍 샘플' 테이블에 식별됨)이 Thora-3Di의 SLPVol/시간 추적에서 선택됩니다. 소프트웨어에서 직접 출력되는 이 기간 동안의 RR 값은 이 시간 섹션에 대해 기록됩니다.

COSC RR을 도출하기 위해 전문 임상의는 카프노그래프 추적만 제공되며 카프노그래프 출력의 표시된 1분 에포크에서 각 호흡을 확인하고 각 피험자의 시간 섹션에 대한 RR을 계산합니다.

채점에 편향이 없도록 하기 위해 카프노그래프 출력을 채점하는 임상의는 Thora-3Di™ 트레이스 또는 SLP 호흡수를 참조하지 않으며 마찬가지로 SLP 호흡수를 유도하는 개인은 카프노그래프 출력 또는 유도된 호흡수를 참조하지 않습니다. COSC 호흡수.

데이터 수집 단계에서 데이터 처리 단계까지 편향이 발생하지 않도록 하기 위해 데이터를 수집하는 운영자는 출력 점수에 관여하지 않습니다.

가설:

다음 가설은 유의 수준 =0.05로 테스트됩니다.

• 귀무 가설: 테스트 장치와 참조 장치 RR 간의 실제 평균 제곱근 차이(RMSD)는 0.9brpm 이상입니다.
• 대립 가설: 실제 RMSD는 0.9brpm 미만입니다.

위의 가설은 다음과 같습니다.

귀무 가설: 테스트 장치와 참조 장치 RR 사이의 진정한 평균 제곱 차이(MSD)는 0.81(분당 호흡 수)2보다 크거나 같습니다.

대립 가설: 실제 MSD는 0.81(분당 호흡 수)2 미만입니다. RMSD< 0.90 brpm은 95% 일치 한계가 2 brpm 내에 있음을 의미합니다(14.2절 참조). 2brpm의 미리 정의된 합의 한계는 Smith et al.에 의해 제안되었습니다. 2011년 임상적으로 유의하지 않음.

분석 모집단:

연구 모집단은 정상 대상과 다른 호흡기 질환이 있는 대상으로 구성됩니다. 전체 분석 모집단은 프로토콜 위반자를 제외하고 연구에 참여하고 Thora-3Di 장치와 COSC에서 한 쌍의 측정값을 제공한 모든 환자로 구성됩니다. 이 모집단은 기본 분석의 일부로 사용됩니다.

사이트 간 데이터의 풀링 가능성:

여러 사이트에서 데이터의 풀링 가능성을 평가하기 위해 Thora 3Di와 Capnograph로 측정한 RR 사이의 평균 절대 차이를 두 샘플 t-테스트와 비교합니다. 검정의 p-값이 0.10보다 크면 데이터의 풀 가능성이 결론지어집니다.

1차 종료점 분석 및 허용 기준:

Thora 3Di와 COSC의 호흡수 카운트는 쌍으로 비교됩니다. MSD가 0.81 brpm2 미만이라는 가설을 테스트하기 위해 Wald 테스트가 수행됩니다. 다음 테스트 통계가 계산되고 표준 정규 분포에서 -1.645의 임계값과 비교됩니다.

T=(MSD-0.81)/(υ(τ=0.81)) 여기서 υ(τ=0.81)은 14.2절에 정의된 대로 평균 MSD가 0.81이라고 가정한 MSD의 추정 표준 오차입니다. T<-1.645이면 귀무가설이 기각되고 테스트 장치의 정확도가 충분하다는 결론을 내립니다.

또한 Bland-Altman 플롯이 생성되고 95% 일치 한계가 계산됩니다. 특히, 테스트 장치와 참조 장치 RR 측정 간의 차이는 두 RR 측정의 평균에 대해 플롯됩니다. 차이의 평균 차이 ±1.96x 표준 편차로 정의되는 95% 일치 한계를 나타내는 기준선도 도표에 포함됩니다. 선형 회귀선과 기울기 및 절편이 있는 산점도도 제공됩니다.

1차 종점에 대한 허용 기준은 +/- 2 brpm입니다. 이는 MSD<0.81과 동일합니다. brpm2.

전체 분석 연구에 입력된 모든 피험자는 입력된 환자 수, 각 모집단의 수, 철회 및 철회 이유를 나열하여 설명됩니다. 부작용, 인구 통계, 임상 특성, Thora 3Di 장치 및 COSC의 호흡수에 대한 요약 통계가 생성됩니다. 일반적으로 범주형 데이터는 빈도 수와 백분율을 사용하여 요약되고 연속 데이터는 평균, 표준 편차, 최소값, 중앙값 및 최대값을 사용하여 요약됩니다. 이러한 요약은 관련 패턴에 대해 검사되며 추가 분석은 적절하게 수행될 수 있습니다.