응급 위장관 수술을 받는 중증 환자의 수술 후 30일 이내 전체 원인 사망에 대한 예측 모델 구축 및 검증 (EGS-30MP)

1. 연구 배경 위장 수술은 소화관 장애 치료에 근본적인 역할을 합니다. 그럼에도 불구하고, 장기간의 장내 세균 존재로 인해 수술 중 세균 전이가 발생할 수 있고, 수술 후 면역 기능 저하 및 장 기능 저하로 인해 수술 후 감염 발생률이 상대적으로 높습니다. 이는 수술의 효율성과 환자의 회복을 저해할 뿐만 아니라 입원기간을 연장시키고 경제적 부담을 가중시킨다. 심한 경우 패혈증이 발생해 사망에 이를 수도 있다. 이전 연구에 따르면 응급 위장 수술과 관련된 사망 위험은 15~25%에 이릅니다.

   중증 환자의 위험을 평가하고 예후를 예측하기 위해 널리 사용되는 APACHE-II 및 SOFA와 같은 채점 시스템이 사용되지만 주로 중환자실(ICU) 환자를 대상으로 설계되었습니다. 결과적으로, 수술 관련 요인이 없는 등 응급 위장 수술 후 중증 환자의 고유한 특성을 적절하게 설명하지 못하여 사망 위험에 대한 질병 특이적 예측력이 부족합니다. 또한 일반적인 위암과 대장암 환자의 사망 위험을 예측하기 위해 일부 기계 학습 모델이 개발되었지만 이러한 모델에는 독립적인 전향적 검증이 부족하여 임상 적용 가능성이 제한됩니다.

2. 연구 목적 2.1 일차 목적 본 연구의 주된 목적은 중증 환자의 응급 위장 수술 후 30일 이내 모든 원인에 의한 사망 예측 모델을 구축하는 것이다. 우리는 고급 기계 학습 알고리즘을 활용하여 사망률과 관련된 주요 요인을 식별하고 이 중요한 기간 내에 사망 가능성을 정확하게 예측할 수 있는 신뢰할 수 있는 모델을 개발하려고 합니다.

   2.2 2차 목표 모델에 의해 생성된 사망률 예측을 기반으로 환자 질병의 중증도를 정량화하는 것을 목표로 합니다. 이를 통해 임상의는 초기 단계에서 고위험 환자를 식별하고 적시에 표적화된 개입을 구현할 수 있습니다. 이를 통해 환자 결과를 개선하고, 사망률을 낮추며, 환자에게 제공되는 전반적인 진료의 질을 향상시킬 수 있기를 바랍니다.

3. 연구 설계 3.1 연구 환경 및 참가자 연구는 길림대학교 제1병원에서 실시되며 두 단계로 나누어집니다.

개발단계에서는 2019년 7월부터 2024년 7월까지 응급 위장수술을 받은 중증환자를 대상으로 후향적 연구가 진행될 예정이다. 환자 사망과 관련된 임상 데이터는 병원 전자의무기록시스템을 통해 체계적으로 수집된다. 포함 기준을 충족하지만 제외 기준을 충족하지 않는 환자는 개발 코호트에 등록됩니다. 이들 환자의 데이터는 초기 예측 모델을 확립하는 데 사용됩니다.

환자의 선정 기준은 다음과 같습니다. 18세 이상이어야 하며, 국제질병분류 제10차 개정판(ICD - 10)에 정의된 응급 위장관 수술을 받아야 하며, 다음 중 하나의 중요한 환자 진단을 충족해야 합니다. 수술 후 기준: 수술 종료 시 인공호흡기 보조가 필요하고, 1.0μg/kg/min 이상의 노르에피네프린 주입 용량이 필요하거나 혈압을 유지하기 위해 다른 혈관수축제와 병용해야 하는 경우, 심한 부정맥을 경험하거나 다른 장기 기능에 장애가 있는 경우.

제외 기준에는 복강을 침범하지 않은 표재성 수술 부위가 있는 환자, 데이터가 30% 이상 누락된 환자, 수술 중 사망하거나 치료를 중단한 환자, 다발성 부상을 입은 환자, 기타 임상시험에 참여 중인 환자 등이 포함된다. .

검증 단계에서는 전향적 단일센터 관찰연구가 수행될 예정이다. 환자 등록 기간은 5개월, 환자별 수술 후 추적관찰 기간은 30일로 계획됐다. 전체 연구는 시작부터 데이터 분석 완료까지 반년이 걸릴 것으로 예상된다.

3.2 표본 크기 결정 이 연구의 표본 크기는 Harrell et al.이 제안한 방법을 사용하여 계산됩니다. 및 Peduzziet al. 대략 8개의 주요 임상 요인을 고려하면, 사건(즉, 30일 전체 원인 사망)이 있는 환자가 최소 80명 이상 필요한 것으로 추정됩니다. 15%의 예상 이벤트 발생률을 기준으로 훈련 세트에는 약 534개의 사례가 필요하고 검증 세트에는 229개의 사례가 필요합니다. 모델링 그룹과 검증 그룹 간의 비율이 7:3인 경우 총 표본 크기는 763개 케이스에 이릅니다. 또한 모델의 일반화 가능성을 추가로 평가하기 위해 약 100개 사례로 구성된 외부 검증 코호트가 계획되어 있습니다.

3.3 데이터 수집 3.3.1 노출 요인 인구통계학적 특성: 환자의 성별 및 연령에 대한 정보가 수집됩니다. 이러한 요인은 신체의 생리적 반응과 회복 능력에 영향을 미칠 수 있으며 잠재적으로 사망 위험에 영향을 미칠 수 있습니다.

병력: 고혈압, 당뇨병, 심혈관 질환, 뇌혈관 질환, 이전의 척추 수술, 신장 질환, 면역체계 장애, 심방세동, 만성폐쇄성폐질환(COPD) 등 환자의 과거 의학적 상태에 대한 세부 정보 조건이 기록됩니다. 또한 흡연 및 음주와 같은 생활 방식의 위험 요소도 문서화됩니다.

수술 전 지표: 여기에는 적혈구용적률, 헤모글로빈, 혈소판 수, 백혈구 수, 국제 표준화 비율, 프로트롬빈 시간, 활성화된 부분 트롬보플라스틴 시간, 동맥혈 pH, 산소 부분압, 부분압과 같은 포괄적인 실험실 테스트 결과 세트가 포함됩니다. 이산화탄소, 젖산염 수준, 아스파르테이트 아미노전이효소, 총 빌리루빈, 알부민, 혈청 나트륨, 혈청 칼륨, 고감도 C-반응성 단백질, 프로칼시토닌, 뇌 나트륨 이뇨 펩타이드(BNP), 트로포닌, D - 이량체, 크레아티닌 및 혈액 요소 질소. 미국 마취과 학회(ASA) 신체 상태 분류, 체온, 심박수, 호흡수, 평균 동맥압, 산소화 지수 등 기타 수술 전 데이터도 수집됩니다.

수술 중 지표: 수술 기간, 수술 중 수액 주입량, 수술 중 적혈구 수혈량, 수술 중 소변량, 수술 중 혈액 손실, 수술 중 평균 동맥압, 복부 감염 유무 등의 데이터는 기록됩니다. 이러한 요인은 수술 중 및 수술 후 환자의 생리적 상태에 직접적인 영향을 미칠 수 있습니다.

수술 후 지표: 수술 전 실험실 테스트와 유사하게 일련의 수술 후 실험실 결과가 수집됩니다. 또한 혈액 제제 수혈 여부, ASA 분류, 체온, 심박수, 호흡수, 평균 동맥압, 산소화 지수 등 활력 징후에 대한 정보가 문서화됩니다.

수술 후 병리학: 종양 길이, 종양 분화, pT, pN, pM, pTNM 병기 결정, 암 결절 수 등을 포함한 수술 후 병리학의 세부 정보를 얻을 수 있습니다. 이러한 병리학적 특징은 질병의 중증도와 환자의 예후에 대한 중요한 정보를 제공할 수 있습니다.

3.3.2 결과 측정 1차 종점: 본 연구의 1차 종점은 모두 - 수술 후 30일 이내에 사망을 초래하는 것입니다. 모든 원인 사망은 모든 원인으로 인한 사망을 말하며 환자의 결과에 대한 포괄적인 척도를 제공합니다.

2차 종료점: 2차 종료점은 수술 후 30일 이내의 합병증 상태입니다. 합병증은 Clavien-Dindo 분류체계를 이용하여 평가하며, 2등급 이상의 합병증을 기록, 분석한다. 여기에는 복부 내 출혈, 위장 출혈, 문합 누출, 유미 누공, 수술 부위 감염(복부 내 및 절개 감염 포함), 장 폐쇄, 수술 후 설사, 폐 감염, 요로 감염, 심혈관 사고, 뇌혈관 사고, 혈전성 질환.

3.4 데이터 관리 및 통계 분석 3.4.1 데이터 관리 임상 연구 코디네이터(CRC)는 2019년 7월부터 2024년 5월 사이에 응급 위장 수술을 받은 환자 선별을 담당합니다. 데이터는 전자 의료 기록 시스템에서 수집되며, 포함 기준은 충족하지만 제외 기준은 충족하지 않는 환자가 기록됩니다. 입원 중 사망한 환자의 경우 데이터가 직접 기록됩니다. 수술 후 30일 이내의 합병증과 퇴원 후 사망에 대한 자료는 추적관찰을 통해 확보할 예정이다.

각 수술 과정에서 집도의의 이름이 의료 기록에 기록됩니다. 참여를 거부하거나 제외 기준으로 인해 제외되었거나 나중에 제외 기준으로 인해 제외된 환자를 포함하여 포함 기준을 충족하는 모든 환자는 제외 이유와 함께 문서화됩니다.

데이터 수집은 CRC에 의해 매일 수행되며 환자의 등록, 철회, 1차 평가변수 달성 및 2차 평가변수 측정을 확인하고 기록합니다. 두 명의 대학원생이 데이터 입력 운영자 역할을 하며 이들은 CRC와 함께 기본 데이터를 수집합니다. 한 사람이 데이터를 입력하고 다른 사람이 데이터의 정확성을 확인하는 이중 입력 데이터 입력 시스템이 사용됩니다. 종이 기반 양식과 전자 사례 보고서 양식(CRF)이 모두 사용됩니다. 기본 데이터는 수술 당일에 입력됩니다. 입원 중 사망한 환자의 경우 사망 전 1차 종료점 데이터가 입력됩니다. 병리학 및 기타 병원 정보는 환자 퇴원 후 1주일 이내에 입력됩니다. 수술 후 30일 이내 합병증 및 퇴원 후 사망에 대한 자료는 수술 후 30일 이내에 입력한다.

3.4.2 통계분석 데이터베이스를 구축하고 SPSS 25.0, R 4.0.2를 이용하여 통계분석을 수행한다. 소프트웨어. 정규 분포를 따르는 연속 데이터의 경우 평균 ± 표준 편차(x ± s)를 설명에 사용하고 t - 테스트를 그룹 비교에 사용합니다. 정규 분포를 따르지 않는 데이터의 경우 중앙값 및 사분위수 범위 [M(P25 - P75)]가 사용되고 그룹 비교에는 Mann - Whitney U 테스트가 사용됩니다. 범주형 데이터는 백분율로 표시되며 그룹 비교에는 카이제곱 테스트가 사용됩니다. 누락된 데이터는 Monte Carlo 다중 대치 방법을 사용하여 대치됩니다.

먼저, 결과와 유의미하게 연관되는 요인을 파악하기 위해 단변량 분석을 실시합니다. 그런 다음 단변량 분석에서 통계적 유의성을 나타내는 변수를 LASSO(Least Absolute Shrinkage and Selection Operator) 회귀 분석에 포함시켜 모델 구축을 위한 최종 변수를 선택합니다. 모델의 성능은 수신기 작동 특성 곡선(AUC) 아래 영역, 민감도, 특이성, 양성 예측 값, 음성 예측 값, Youden 지수 및 F1 점수를 포함한 여러 측정항목을 사용하여 평가됩니다. 모든 통계 테스트는 양면이며 통계적 유의성은 P<0.05로 설정됩니다.

3.5 편견 통제 및 품질 관리 편견을 최소화하기 위해 외과 의사 선택에 엄격한 기준이 설정됩니다. 연구에 참여하는 응급 의사는 응급 위장 수술 기술에 능숙해야 하며 해당 수술을 50회 이상 완료해야 합니다. 위장관 수술 경력 10년 이상인 외과의들로 구성된 임상운영위원회도 구성된다. 외과의사는 환자를 등록하기 전에 최근 3회 연속 응급 위장 수술에 대한 비디오를 제공해야 합니다. 위원회는 델파이 방법을 사용하여 수술 품질을 평가하고 외과의가 등록 기준을 충족하는지 여부를 결정합니다.

임상시험 동안 영상과 사진을 통해 수술의 질을 평가하게 된다. 외과의사는 수술 중 골반 탐색에 대한 이미지를 확보해야 합니다. 그러한 영상 데이터를 얻을 수 없는 경우, 그렇게 할 수 없는 이유를 문서화해야 합니다.

외과의는 연구 센터에서 제공하는 수술 노트에 수술 과정을 기록하고 표준화된 수술 절차에서 벗어난 부분을 설명해야 합니다. 임상시험 운영 위원회는 등록 상태와 등록된 사례의 질을 매달 검토하여 각 외과 의사가 등록한 사례의 양과 질을 보장합니다.

1차 평가변수와 예측 인자의 정확한 수집을 보장하기 위해 수석 간호사가 임상 연구 코디네이터(CRC)로 임명됩니다. CRC는 환자의 등록, 철회 및 1차 평가변수 달성을 매일 확인합니다. 두 명의 대학원생이 CRC와 함께 전자 사례 보고서 양식(ECRF)에 데이터를 즉시 입력합니다.

3.6 안전성 평가 연구 시작 전 참가자의 체온, 맥박수, 호흡수, 혈압 등 기본 신체 징후와 증상을 측정합니다. 참가자가 포함 및 제외 기준을 충족하는지 확인하기 위해 수술 전 혈액학 및 영상 검사가 완료됩니다.

수술 후 연속 변수를 사용하여 각 참가자의 수술 후 측정값과 수술 전 기준선에 대한 변화를 설명합니다. 실험실 지표는 정상 기준 범위에 따라 낮음, 정상 또는 높음으로 분류됩니다. 수술 후 정상 또는 높은 기준선 값에서 낮은 값으로의 변화, 그리고 수술 후 정상 또는 낮은 기준선 값에서 높은 값으로의 변화가 기록됩니다. 수술 후 가장 낮거나 가장 높은 관찰 값은 기준선 이후 낮은 값 또는 높은 값을 계산하는 데 사용됩니다. 의사는 이러한 비정상적인 지표를 평가하여 임상적 중요성이 있는지 여부를 결정하고 "비정상적이고 임상적으로 중요한" 변화가 있는 참가자의 비율을 보고합니다.

신체검사는 일반검진, 머리, 목, 흉부, 폐, 심장, 혈관, 복부, 척추, 사지, 신경계 검사와 혈압, 심박수, 체온 등 생체징후를 포함한 신체검사를 하게 됩니다. 수행. 치료 전후의 신체검사, 활력징후, 체중의 측정값과 기준치 대비 변화를 통계적으로 기술합니다. 정상 범위를 초과하거나 비정상적인 변화를 보이는 활력징후는 모두 기록됩니다.

3.7 윤리적 고려사항 연구를 시작하기 전에 길림대학교 제1병원 윤리위원회로부터 윤리적 승인을 받게 됩니다. 자격을 갖춘 환자는 담당 외과의가 대면하여 정보를 받게 되며 사전 동의서에 서명해야 합니다. 사전 동의 절차는 주치의 이상에 의해 진행됩니다.

사전 동의에서 환자에게 제공되는 정보에는 다음이 포함됩니다: 임상시험의 연구 성격에 대한 설명; 따라야 할 절차에 대한 포괄적이고 공정한 설명, 연구의 성격, 예상 기간 및 목적에 대한 자세한 설명 예측 가능한 위험이나 불편에 대한 설명 잠재적인 이점에 대한 설명 환자 데이터의 신중한 취급 및 기밀 유지, 데이터 보존 기간 15년에 관한 진술 환자의 생물학적 물질을 15년 동안 보관한다는 진술서, 자발적인 참여 및 철회에 대한 설명, 참여를 거부하더라도 환자가 받을 자격이 있는 어떠한 처벌이나 혜택의 상실도 발생하지 않으며 환자는 언제든지 불이익이나 혜택의 손실 없이 연구를 중단할 수 있다는 점을 명시합니다. 철회하는 경우, 환자는 동일한 수준의 치료를 받는 표준 치료를 받게 됩니다.