기계 학습을 사용하여 우간다와 짐바브웨에서 조기 발병 신생아 패혈증 위험 모델링 (NeoRisk)

관찰 코호트 연구인 이 연구에는 세 가지 주요 단계가 있습니다.

1단계는 우간다 캄팔라의 Kawempe 병원에서 진행됩니다. 연구 인력에 의해 노동병동에서 참가자를 모집하며, 전체 표본의 10%를 모집한 후 중간 분석이 완료된다. 자세한 내용은 섹션 7.3을 참조하세요.

섹션 3의 표에 나열된 요소를 포함하여 데이터는 온라인 CRF를 통해 수집됩니다.

추가로:

• 연구에 참여하는 모든 신생아는 지정된 연구 직원이 배양을 위해 채취한 신생아 정맥 혈액 샘플을 받게 됩니다.

  o 이는 항생제 투여 전 또는 출생 후 48시간 이내에(둘 중 빠른 쪽 기준), 신생아가 패혈증에 대한 조사 및 치료를 받고 있는지 여부에 관계없이 복용해야 합니다.

• 산모 및 유아 결과, 병원 재입원 또는 임상 질병, 백신 투여 등 출생 후 정보를 1개월에 전화를 통해 수집합니다. 모든 데이터는 연구 팀 구성원의 품질 관리를 위해 확인됩니다. 안전한 곳에서 항생제 치료를 시작하기 전에 출생 시 모든 신생아 참가자로부터 혈액 배양을 채취합니다. 배양에 사용되는 혈액량은 1~2ml로 하며, 혈액배양병의 무게를 달아 확인합니다. 샘플링 전 피부의 적절한 세척을 포함하여 혈액 배양 샘플링 방법에 대해 소아과 및 연구 팀에게 교육이 제공됩니다. 검체량 및 오염률(정의는 섹션 7.3 참조)에 대한 피드백이 소아과 컨설턴트에게 피드백되고 추가 직원 교육이 제공됩니다. 배양병에 3ml를 추가한 후 샘플이 남아 있는 경우, 참가자가 이에 동의한 경우 초과분은 향후 윤리적으로 승인된 연구에 사용하기 위해 혈액 반점 샘플로 보관됩니다.

미생물학적 테스트 결과는 참가자의 임상팀에게 실시간으로 전달됩니다. 섹션 7.3.4를 참조하세요. 자세한 내용은 임상의의 패혈증 진단은 등록 수준 이상의 임상의가 출생 후 48시간 이내에 패혈증 진단을 기록한 경우 기록됩니다. 이 측정의 주관성을 줄이기 위해 패혈증 진단에 대한 GAIA 확실성 수준도 평가되고(35) 진단 확실성 수준(GAIA 기준에 따라 1-5)이 기록됩니다. 의료 기록은 Kawempe 병원에서 종이에 기록한 후 데이터 사무원이 전자 의료 기록으로 코딩합니다. 자세한 검토가 필요한 경우 의료 기록의 PDF 스캔을 사용할 수 있습니다.

모든 참가자 데이터는 훈련된 연구 직원에 의해 수집되어 보안 웹 애플리케이션인 REDCap에서 호스팅되는 온라인 CRF에 기록됩니다. 환자 식별 가능 데이터는 기본 REDCap 데이터베이스에 저장되지 않습니다. 데이터 관리 계획에 대한 자세한 내용은 섹션 8.6을 참조하세요.

출생 후 정보는 연구 직원이 출산 후 28일에 전화 통화를 통해 완료합니다. 휴대폰 번호 변경으로 인한 후속 조치의 손실을 최소화하기 위해 모집 시 참가자의 연락처, 파트너의 연락처, 두 번째 친구 또는 가족의 연락처를 수집합니다. 참가자 신원은 세 가지 요소(생년월일, 성명, 주소/마을)를 통해 확인됩니다. 다음 정보가 수집됩니다:

• 산모와 아기의 건강상태

• 신생아를 위한 의료 방문

  • Kawempe 병원에 다니거나 입원한 경우 이러한 전자 의료 기록은 연구 직원이 검토합니다.
  • 다른 곳에서 진료를 받은 경우, 산모에게 내원 이유, 신생아가 병원에 ​​입원했는지 여부, 주요 진단 및 제공된 치료에 대해 질문을 받게 됩니다.

노동 병동에서 처음 160명의 참가자 모집(전체 표본의 10%)은 파일럿으로 처리되며, 이 시점에서 다음 측면에 특히 주의하면서 모집과 데이터를 모두 검토할 것입니다.

• 모집된 여성과 Kawempe에 참석하는 인구 간의 인구통계학적 비교
• 데이터 완성
• 채취한 혈액 배양 샘플의 양
• 후속 조치 손실률
• 잠재적 위험 요인과 임상적 패혈증 또는 배양 양성 패혈증 간의 연관성 이 예비 분석 후, 일부 위험 요인이 신생아 결과와 관련이 없는 것으로 나타나는 경우 데이터 수집 도구를 더욱 간결하게 조정할 수 있습니다. 또한, 예비 표본이 산전 동일한 연구 현장에 참석한 일반 임산부 집단과 인구통계학적으로 크게 다른 경우 표본의 대표성을 향상시키기 위해 산전 진료소에 참석한 여성을 포함하도록 모집 전략을 조정할 수 있습니다. 마지막으로 최적의 샘플 양과 데이터 완전성을 보장하기 위해 필요에 따라 피드백과 직원 교육이 제공됩니다.

1단계에서는 각각 10명의 참가자로 구성된 두 개의 별도 포커스 그룹 토론이 Kawempe 병원 직원과 함께 개최됩니다. 한 토론은 선임 임상의와 함께 하고, 또 다른 토론은 하급 임상의 및 조산사와 함께 진행됩니다. 포커스 그룹은 Kawempe 현장에서 영어로 진행됩니다. 현재 중요하다고 인식되는 위험 요소(이는 유용성을 확인하기 위한 분석 및 결과 전파의 핵심 부분이 되어야 함)를 강조하여 이 프로젝트의 정량적 결과를 보완하고, 현재 진단상의 어려움을 알려 미래를 안내하기 위해 포커스 그룹이 개최됩니다. 위험 계층화 모델을 사용하고, 모델의 유용성을 극대화하기 위해 모델 개발 및 의사소통을 위한 맥락을 제공합니다. 포커스 그룹은 다음 문제를 다룰 것입니다:

• 신생아 패혈증에 대한 지식과 인식을 확인합니다.
• 신생아 패혈증 관리
• 신생아 패혈증의 위험과 결과에 관해
• 현재의 진단 전략과 인지된 강점과 어려움
• 신생아 패혈증에 대한 인식과 이것이 진단 및 치료에 어떤 영향을 미칠 수 있는지
• 신생아 패혈증의 진단 및 치료를 강화하기 위한 권장사항 포커스 그룹은 MUJHU의 사회과학팀 구성원과 Sarah Sturrock 박사가 진행합니다. 이러한 논의를 위해 사회과학팀과 Sturrock 박사가 도구를 개발했습니다(첨부 참조). 토론 내용은 녹음되며, 토론 내용이 기록된 후에는 녹음 파일이 파기됩니다. 그런 다음 사회 과학 팀은 토론의 주제별 분석을 완료합니다.

조사관들은 1단계가 2024년 1월부터 7월 사이에 진행될 것으로 예상하고 있습니다.

2단계에서는 University College London의 Advanced Research Computing Center와 협력하여 1단계에서 수집된 데이터를 사용하여 위험 계층화 모델을 구축합니다.

조사관들은 2단계가 2024년 3월부터 9월 사이에 진행될 것으로 예상하고 있습니다.

3단계에는 위험 계층화 도구의 외부 검증이 포함됩니다. 이 단계는 짐바브웨 하라레의 Sally Mugabe 중앙 병원에서 진행됩니다. 연구 직원은 산전 진료소 및 산부인과 병동에서 참가자를 모집합니다.

1단계와 마찬가지로 3단계 참가자로부터 유사한 데이터가 수집됩니다. 2단계에 이어 모델에 필요한 데이터 필드가 결정되고 이러한 필드는 3단계 참가자를 위해 수집됩니다.

데이터 수집은 Sally Mugabe(41)에서 사용 중인 Neotree 플랫폼을 통해 이루어집니다. 1단계에서는 표준 병력에 속하지 않는 항목(예: 위생 가용성 및 식량 안보)에 대한 데이터를 수집합니다. 이러한 항목 중 하나가 통계 모델의 핵심 부분을 구성하는 경우 이러한 항목을 네오트리 플랫폼에 추가할 가능성은 네오트리 팀과 논의될 것입니다. 가명화된 데이터만 Neotree 데이터세트에서 추출되며, 신생아 패혈증 위험을 결정하기 위해 2단계 모델이 적용됩니다.

3단계의 일차 결과는 분만 후 48시간 이내에 기록된 패혈증에 대한 수석 임상의의 진단이며, 혈액 배양(가능한 경우)은 표준 임상에 따라 패혈증의 위험이 있거나 패혈증의 임상 징후가 있는 것으로 판단되는 신생아에서만 채취됩니다. 지침. 수석 임상의의 패혈증 진단을 결과로 사용하는 이유는 혈액 배양병 공급 및 배양 실험실 분석이 신뢰할 수 없고 1상 설정에서와 같이 모든 연구 참가자에게 제공될 가능성이 낮기 때문입니다.

통계 모델의 성능은 민감도, 특이도, 계산된 위험도를 출생 후 72시간 이내에 발생하는 패혈증의 임상 진단과 비교하여 양성 및 음성 예측값을 계산하여 결정됩니다.

조사관들은 3단계가 2024년 말부터 2025년 3월 사이에 진행될 것으로 예상하고 있습니다.

TRIPOD(개별 예후 또는 진단을 위한 다변량 예측 모델의 투명 보고) 설명은 이 연구의 설계에서 따랐으며 보고에서도 따를 것입니다(42). 향후 인공지능 관련 가이드라인이 발표되면서 필요에 따라 조정이 이루어질 예정입니다.