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수술 후 결과의 수술 중 혈역학 예측 인자의 기계 학습 모델링

2020년 6월 27일 업데이트: Janny Xue Chen Ke

비심장 수술 후 30일 사망률 및 병원 내 주요 이환율에 대한 수술 중 혈역학 예측자의 기계 학습 모델링: 후향적 인구 코호트 연구

인구 고령화와 제한된 자원으로 인해 수술 후 결과를 개선하기 위한 전략이 더욱 중요해졌습니다. 마취 상태에서 어떤 범위의 혈역학 변수가 더 나은 결과와 관련이 있는지에 대한 이해가 제한적입니다. 이 후향적 코호트 연구는 수술 중 혈류역학 변수가 사망률, 이환율, 중환자실 입원, 입원 기간 및 병원 재입원을 예측하는 방법을 분석합니다. 크고 광범위한 수술 인구 데이터 세트에서 기계 학습을 사용하면 현재 진료에 정보를 제공하고 향후 연구를 위한 아이디어를 생성할 수 있는 새로운 관계와 전략을 감지할 수 있습니다.

연구 개요

상세 설명

레이 요약

소개: 세계보건기구(WHO)는 전 세계적으로 매년 2억 7000만~3억 6000만 건의 수술이 수행되는 것으로 추정합니다. 수술 후 사망과 합병증은 큰 도전입니다. 캐나다에서는 1000건의 주요 수술 중 16명의 환자가 수술 후 병원에서 사망합니다. 미국에서는 수술 1,000회당 67명의 환자가 예기치 않게 중환자실에서 생명 유지 장치를 필요로 합니다. 인구 고령화와 제한된 자원으로 인해 수술 후 건강을 개선하기 위한 전략이 더욱 중요해졌습니다.

혈압 및 심박수와 같은 활력 징후는 신체의 상태를 보여줍니다. 활력 징후는 환자, 수술 및 마취 요인으로 인해 수술 중 변화합니다. 마취과 의사는 약물로 생체 신호를 변경할 수 있습니다. 그러나 의료 전문가들은 마취 상태에서 더 나은 건강과 관련된 활력 징후와 그 범위를 이해하기 시작했습니다. 기계 학습은 데이터를 이해하는 새로운 방법을 제공할 수 있는 도구입니다. 더 나은 이해를 통해 의료 전문가는 수술 후 결과를 개선하기 위해 노력할 수 있습니다.

목적: 이 연구는 사망, 합병증(심장, 폐, 신장, 뇌, 감염), 중환자실 입원, 입원 기간 및 병원 재입원과의 연관성에 대해 수술 중 활력 징후를 분석합니다. 이 연구는 해로울 수 있는 활력 징후와 그 수준을 결정할 것입니다. 수사관들은 혈압, 심박수, 산소 수준, 이산화탄소 수준, 혈압을 변화시키기 위한 약물의 필요성이 상호 작용하여 수술 후 사망과 연관될 것이라고 예측합니다.

방법: 연구윤리위원회의 승인을 얻은 후 조사관은 45세 이상이고 엘리자베스 2세 여왕 건강 센터(Halifax, 캐나다) 2013년 1월 1일부터 2017년 12월 1일까지. 약 35,000명의 적격 환자가 있습니다. 조사관은 기계 학습을 사용하여 데이터를 모델링하고 모델이 수술 후 결과를 얼마나 잘 설명하는지 테스트합니다.

의의: 크고 광범위한 수술 인구 데이터 세트에서 기계 학습을 사용하면 현재 진료에 정보를 제공하고 향후 연구를 위한 아이디어를 생성할 수 있는 새로운 관계와 전략을 감지할 수 있습니다. 수술 중 활력 징후의 영향에 대한 더 나은 이해는 수술 후 결과 및 자원 할당을 개선하는 방법을 공개할 수 있습니다. 결과는 수술 후 더 면밀히 모니터링해야 하는 고위험 환자를 식별하는 방법을 제안할 수 있습니다. 모델이 잘 작동하면 다른 연구자가 건강 데이터 연구에 기계 학습을 사용하도록 동기를 부여할 수 있습니다.

자세한 내용은 전체 프로토콜을 참조하십시오.

2020년 5월 업데이트(데이터 세트 집계 및 분석 이전)

  1. 2차 결과 추가(수술 후 30일에 생존 및 퇴원 일수)
  2. 개선된 혈역학적 변수 아티팩트 처리 알고리즘
  3. 하위 연구 추가: 침습성 혈압 아티팩트 제거 알고리즘을 위한 기계 학습

연구 유형

관찰

등록 (예상)

35000

참여기준

연구원은 적격성 기준이라는 특정 설명에 맞는 사람을 찾습니다. 이러한 기준의 몇 가지 예는 개인의 일반적인 건강 상태 또는 이전 치료입니다.

자격 기준

공부할 수 있는 나이

45년 이상 (성인, 고령자)

건강한 자원 봉사자를 받아들입니다

아니

연구 대상 성별

모두

샘플링 방법

비확률 샘플

연구 인구

2019년 여름 데이터 분석을 위해 2017년 12월 31일까지의 사망률 데이터에 액세스할 수 있습니다. 2017년 12월 1일을 포함할 마지막 수술 날짜로 선택하여 수술 후 30일 동안 완전한 데이터 세트를 허용했습니다. 2013년 1월 1일은 5년의 연구 기간을 얻기 위해 선택되었습니다.

설명

포함 기준:

  • 45세 이상의 모든 환자가 지수(즉, 첫째) 2013년 1월 1일부터 2017년 12월 1일까지 캐나다 핼리팩스의 Nova Scotia Health Authority Queen Elizabeth II(QEII) 병원(Victoria General and Halifax Infirmary)에서 하룻밤을 보내는 비심장 수술.
  • 여러 번의 수술을 받은 환자의 경우, 이전 외과 입원(즉, 환자당 한 번의 수술 입원)으로 인한 혼란을 피하기 위해 QEII에서 하룻밤을 보낸 첫 번째 비심장 수술만 포함됩니다.

제외 기준:

  • 수술 중 마취 기록 없음
  • 심장 수술 환자
  • 사망한 장기 기증

공부 계획

이 섹션에서는 연구 설계 방법과 연구가 측정하는 내용을 포함하여 연구 계획에 대한 세부 정보를 제공합니다.

연구는 어떻게 설계됩니까?

디자인 세부사항

  • 관찰 모델: 보병대
  • 시간 관점: 회고전

코호트 및 개입

그룹/코호트
개입 / 치료
보병대
45세 이상의 환자가 지수(즉, 첫째) 2013년 1월 1일부터 2017년 12월 1일까지 캐나다 핼리팩스의 Nova Scotia Health Authority Queen Elizabeth II(QEII) 병원(Victoria General and Halifax Infirmary)에서 1박하는 비심장 수술이 포함됩니다. 심장 수술을 받는 환자 또는 사망한 장기 기증자는 제외됩니다. 수술 중 전자 마취 기록이 없는 환자도 제외됩니다. 수술 중 데이터베이스의 예비 분석은 이 코호트에서 약 35,000명의 환자를 추정합니다.

수축기 혈압(SBP)

  1. 수술 전 SBP의 최대 변화, a) 절대 변화(mmHg) 및 b) 상대적 변화(%)(응급 및 선택적 사례는 별도로 분석됨)
  2. 누적 기간(분) >=수술 전 SBP보다 20% 낮음
  3. a) 80, b) 90 및 c)100 mmHg 미만의 가장 긴 단일 에피소드(분)
  4. a) 80, b) 90 및 c)100 mmHg 미만의 누적 기간(분)

평균 동맥압(MAP)

  1. a) 절대 변화(mmHg) 및 b) 상대적 변화(%)에서 수술 전 MAP의 최대 변화(응급 및 선택적 사례는 별도로 분석됨)
  2. 누적 기간(분) >=수술 전 MAP 미만 20%
  3. a) 60, b) 65, c) 70 및 d) 80mmHg 미만의 최장 단일 에피소드(분)
  4. a) 60, b) 65, c) 70 및 d) 80mmHg 미만의 누적 기간(분)
  1. 수술 전 심박수(양수 및 음수)의 최대 변화(분당 박동수, BPM)
  2. 수술 전 심박수(양수 및 음수)의 상대적 변화(%)
  3. 최대 맥박 변동(최대 심박수 - 최소 심박수)
  4. 가장 긴 단일 에피소드(분) a) 60 미만 및 b) 100BPM 이상
  5. 누적 지속 시간(분) a) 60 미만 및 b) 100BPM 초과
  1. 승압제/수축제 사용(예 대 아니오): 페닐에프린, 노르에피네프린, 에피네프린, 바소프레신, 도부타민 또는 밀리논
  2. 위의 임의의 승압제/수축제 주입(예 대 아니오)(시간 경과에 따른 중량 단위로 식별)
  3. Phenylephrine/ephedrine bolus(예 대 아니오)(중량 단위로만 식별)
  4. 혈관확장제 사용(예 대 아니오): 라베탈롤, 에스몰롤, 니트로글리세린, 니트로프루시드
  5. 위의 혈관확장제 주입(예 대 아니오)(시간 경과에 따른 중량 단위로 식별)
  1. a) 88 및 b) 90% 미만의 가장 긴 단일 에피소드(분)
  2. a) 88 및 b) 90% 미만의 누적 기간(분)
  1. 가장 긴 단일 에피소드(분) a) 30 미만 및 b) 45mmHg 이상
  2. 누적 기간(분) a) 30 미만 및 b) 45mmHg 초과

연구는 무엇을 측정합니까?

주요 결과 측정

결과 측정
측정값 설명
기간
인류
기간: 수술일로부터 30일
모든 원인으로 인한 수술 후 사망률(예/아니오)
수술일로부터 30일

2차 결과 측정

결과 측정
측정값 설명
기간
병원 내 이환율: 모두
기간: 수술일로부터 30일
심장, 호흡기, 신장, 뇌혈관, 섬망 또는 패혈성 쇼크와 관련된 모든 합병증(예/아니오)
수술일로부터 30일
병원 내 이환율: 심장
기간: 수술일로부터 30일
급성심근경색, 심정지, 심실빈맥, 울혈성심부전, 폐부종, 완전심장차단, 패혈성쇼크를 제외한 쇼크의 복합(예/아니오)
수술일로부터 30일
병원 내 이환율: 호흡기
기간: 수술일로부터 30일
폐렴의 복합, 폐색전증, 급성 호흡 부전, 호흡 정지, 기계 환기 >= 96시간(예/아니오)
수술일로부터 30일
병원 내 이환율: 급성 신장 손상
기간: 수술일로부터 30일
급성 신장 손상(예/아니오)
수술일로부터 30일
원내 이환율: 뇌혈관
기간: 수술일로부터 30일
뇌졸중 및 일과성 허혈 발작의 복합(예/아니오)
수술일로부터 30일
병원 내 이환율: 섬망
기간: 수술일로부터 30일
섬망(예/아니오)
수술일로부터 30일
병원 내 이환율: 패혈성 쇼크
기간: 수술일로부터 30일
패혈성 쇼크(예/아니오)
수술일로부터 30일
수술 후 ICU 입원
기간: 수술일로부터 30일
ICU 입원(예/아니오)
수술일로부터 30일
장기 수술 후 체류 기간(LOS)
기간: 수술일로부터 30일
Case Mix Grouping에 의해 할당된 Canadian Institute of Health Information 예상 체류 기간(ELOS)보다 크거나 작거나 같음
수술일로부터 30일
병원 재입원
기간: 수술일로부터 30일
병원 재입원(예/아니오)
수술일로부터 30일
수술 중 사망률
기간: 수술일로부터 30일
수술 중 사망률(예/아니오)
수술일로부터 30일
수술 후 30일째 생존 및 퇴원 일수
기간: 수술일로부터 30일
일 수
수술일로부터 30일

공동 작업자 및 조사자

여기에서 이 연구와 관련된 사람과 조직을 찾을 수 있습니다.

간행물 및 유용한 링크

연구에 대한 정보 입력을 담당하는 사람이 자발적으로 이러한 간행물을 제공합니다. 이것은 연구와 관련된 모든 것에 관한 것일 수 있습니다.

연구 기록 날짜

이 날짜는 ClinicalTrials.gov에 대한 연구 기록 및 요약 결과 제출의 진행 상황을 추적합니다. 연구 기록 및 보고된 결과는 공개 웹사이트에 게시되기 전에 특정 품질 관리 기준을 충족하는지 확인하기 위해 국립 의학 도서관(NLM)에서 검토합니다.

연구 주요 날짜

연구 시작 (실제)

2013년 1월 1일

기본 완료 (실제)

2017년 12월 31일

연구 완료 (실제)

2017년 12월 31일

연구 등록 날짜

최초 제출

2019년 7월 7일

QC 기준을 충족하는 최초 제출

2019년 7월 7일

처음 게시됨 (실제)

2019년 7월 10일

연구 기록 업데이트

마지막 업데이트 게시됨 (실제)

2020년 6월 30일

QC 기준을 충족하는 마지막 업데이트 제출

2020년 6월 27일

마지막으로 확인됨

2020년 6월 1일

추가 정보

이 연구와 관련된 용어

추가 관련 MeSH 약관

기타 연구 ID 번호

  • 1024251

개별 참가자 데이터(IPD) 계획

개별 참가자 데이터(IPD)를 공유할 계획입니까?

아니

약물 및 장치 정보, 연구 문서

미국 FDA 규제 의약품 연구

아니

미국 FDA 규제 기기 제품 연구

아니

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