스팟라이트 연구: 환자 측 초음파를 이용한 수술 후 감염의 조기 식별 (SPOTLIGHT)

연구 배경:

수술 부위 감염(SSI)은 수술 후 관리에서 주요 관심사로 남아 있으며, 특히 대규모 응급 복부 수술(MEAS)에서 감염률은 환자 관련(내인성) 및 수술 관련(외인성) 위험 요인에 따라 8%~23% 범위로 나타납니다. SSI는 사망률 2~11배 증가(절대 7.4%), 입원 기간 연장, 추가 수술 및 재입원을 포함한 상당한 임상적 및 경제적 부담과 관련이 있습니다. 또한, 미국에서 33억 달러, 유럽에서 14.7~191억 유로의 의료 비용이 추정됩니다.

혈청종 및 혈종과 같은 피하 체액 축적은 세균 성장의 원인이 될 수 있으며 상처 치유를 손상시켜 환자를 SSI에 취약하게 만들 수 있습니다. 그러나 일상적인 수술 후 임상 평가를 통해 이러한 체액 축적을 조기에 발견하는 것은 어렵습니다.

전통적인 임상 검사 및 상처 검사는 종종 CDC SSI 기준에 따라 이루어지므로 실제 SSI를 정확하게 진단하고 보고하는 것이 어렵고 심부 또는 작은 체액 축적을 놓칠 수 있습니다. 결과적으로 SSI는 퇴원 후까지 발견되지 않을 수 있으며, 보고된 비율은 12%에서 84%까지 다양합니다.

CDC 가이드라인에 따른 SSI 식별은 '주치의의 진단'이라는 중재 요인으로 인해 해석에 주관성이 있는 반면, ASEPSIS 상처 점수 시스템은 보다 객관적인 평가를 제공하며 SSI 식별에 더 신뢰할 수 있는 것으로 나타났지만 여전히 관찰 가능한 임상 징후에 의존합니다.

현장 초음파(POCUS)는 비침습적이고 실시간 영상 방식으로 피하 체액 축적의 조기 발견을 향상시킬 수 있어 점점 더 주목받고 있습니다. 여러 연구에서 POCUS가 체액 주머니를 식별하여 적시 배액 및 표적 관리를 가능하게 하여 SSI 위험을 줄일 수 있는 유용성이 입증되었습니다. 그러나 운영자 전문성 수준에 따라 SSI를 초래하는 체액 축적 평가에서 POCUS의 정확성에 대한 상충되는 결과도 문헌에 보고되었습니다. 일부 증거에 따르면 POCUS와 신체 검사를 결합하면 진단 정밀도가 향상될 수 있습니다.

수술 후 상처 평가에 POCUS에 대한 관심이 증가하고 있음에도 불구하고, 수술 후 상처 평가에서 초음파의 일상적 사용에 대한 표준화된 프로토콜은 부족하며, 초음파로 감지된 체액과 SSI 발생 사이의 연관성은 충분히 연구되지 않았습니다. 또한, 현재까지 POCUS가 ASEPSIS와 함께 사용될 때 SSI 식별에 진단적 가치를 더한다는 선행 연구는 없습니다.

연구 목적:

이 전향적 연구의 목적은 개복술 후 피하 체액 축적의 조기 발견에서 침상 옆 초음파의 진단적 유용성과 SSI 발생과의 상관 관계를 평가하는 것입니다. 또한, 본 연구는 ASEPSIS 점수 시스템과 함께 POCUS를 추가하는 것이 각 방법 단독 사용에 비해 SSI 식별의 진단 정확도를 향상시키는지 평가하여 조기 발견 및 수술 후 감염 감시를 강화하는 것을 목표로 합니다.

부차적으로 우리는 개복술 상처의 표현형과 미생물 환경을 상세히 기술하고자 합니다.

가설:

1차 가설:

POCUS는 개복술 후 SSI의 임상 징후보다 더 일찍 무증상성 피하 체액 축적을 감지할 수 있으며, POCUS와 ASEPSIS 점수 시스템의 결합은 각 방법 단독 사용에 비해 SSI 식별의 진단 정확도를 향상시킵니다.

2차 가설:

POCUS로 감지된 더 큰 피하 체액 축적은 개복술 후 SSI 발생 위험 증가와 관련이 있습니다.

미생물 프로파일은 SSI 위험과 상관관계가 있으며 감염 감수성의 초기 독립적 지표로 작용할 수 있습니다.

연구 방법론

현장 초음파 시행 및 편향 통제 조치.

POCUS 전 평가:

사전 동의 후, 각 환자의 개복술 절개 부위 및 주변 부위는 사진, 객관적 평가 및 미생물 검체 채취를 통해 SSI에 대한 초기 평가를 받습니다.

수술 후 1일(POD 1)에서 3일 사이, 그리고 첫 번째 초음파(POCUS) 검사 전에, 중재의 일환으로 봉합된 절개 부위 및 주변 피부에서 미생물 면봉이 한 번 채취됩니다. 각 상처는 사진 촬영되고 ASEPSIS 점수 시스템을 사용하여 객관적 상처 평가가 이루어집니다.

이 순서(미생물 검체 채취 후 POCUS 검사 전 ASEPSIS 점수 매기기)는 배양 오염을 방지하고 평가 편향을 최소화하기 위해 설계되었습니다. 초음파 전에 객관적 평가를 수행함으로써 POCUS 결과가 ASEPSIS 점수 또는 감염에 대한 임상적 소견에 영향을 미치지 않도록 보장합니다.

POCUS 프로토콜:

피하 체액 축적을 모니터링하고 수술 부위 감염(SSI)의 조기 징후를 감지하기 위해 각 환자는 수술 후 경과 기간 동안 총 3회의 표준화된 현장 초음파(POCUS) 검사를 받습니다. 이러한 평가는 사전 정의된 간격(POD 1-3, POD 4-6, POD 7-9)으로 수행됩니다. 이 간격 기반 영상 일정은 중요한 초기 수술 후 기간의 구조적 시간적 범위를 제공하면서도 임상적 실행 가능성을 보장하고 환자 부담을 최소화하기 위해 선택되었습니다. 매일 또는 고정된 날짜의 초음파 검사는 자원 제약과 부가적 진단 가치가 제한적일 가능성 때문에 실행 불가능한 것으로 판단되었습니다. 선택된 시점은 수술 후 체액 축적의 동적 변화를 포착하고 후속 임상 결과와의 상관 관계를 용이하게 하는 것을 목표로 합니다.

검사는 무균 기술로 수행됩니다: 초음파 프로브는 멸균 프로브 덮개로 덮여지며, 환자의 피부는 각 스캔 전후에 소독 물티슈로 청소됩니다.

검사는 환자를 바로 누운 자세로 수행됩니다. 고주파 선형 프로브(1-12 MHz)를 절개 부위에 위치시키고 백색선(Linea alba) 방향으로 향하게 합니다. 체액 축적은 종단면과 횡단면 모두에서 평가되어 최대 길이와 깊이를 정확히 특성화합니다. 구조화된 초음파 보고 양식(부록 1)이 사용되고 해당 전자 이미지와 함께 문서화됩니다. 이 양식은 ASEPSIS 기준, CDC 상처 분류 및 이전 발표된 연구(5,6,11,21)를 참고하여 본 연구를 위해 개발되었습니다. 이는 다양한 수준의 초음파 훈련을 받은 임상의에 의한 현장 초음파를 위해 설계되었으며, 따라서 방법론적 엄격성과 현실 세계 임상 환경에서의 일반화 가능성 및 실제 사용을 결합하는 것을 목표로 합니다.

교육 및 품질 관리:

주임 연구자(TM)는 방사선 전문의의 감독 하에 정식 초음파 교육을 받고 이후 참여 기관의 모든 연구자에게 구조화된 교육을 제공할 것입니다. 이 중앙 집중식 접근 방식은 일관된 검사 기술과 표준화된 프로토콜 준수를 보장하는 것을 목표로 합니다. 지역 일정 및 작업 흐름 제약으로 인해 특정 환자에 대한 모든 연속 검사를 동일한 연구자가 항상 수행한다고 보장할 수는 없지만, 표준화된 교육은 평가자 간 변이를 최소화하여 수집된 데이터의 전반적 신뢰성을 강화하도록 의도됩니다.

Assessment 편향을 최소화하기 위해 모든 사진 및 초음파 영상 데이터는 참여 센터 전반에 걸쳐 표준화된 획득 프로토콜에 따라 전향적으로 수집됩니다. 이 데이터는 현장 초음파(POCUS)에 대해 정식 훈련을 받은 2명의 임상의에 의해 검토되며, 이들은 독립적이고 개별적으로 ASEPSIS 및 제안된 SPOTLIGHT SSI 위험 점수에 따라 평가를 수행합니다. 검토자는 환자 식별자, 치료 할당 및 임상 결과에 대해 눈가림됩니다. 연구 현장 간 일관성을 보장하기 위해 모든 평가자에게 동일한 교육 기준 및 평가 프레임워크가 사용됩니다. 평가자 간 신뢰도는 적절한 통계 방법(예: 범주형 변수에 대한 Cohen의 카파 또는 연속 측정에 대한 급내 상관 계수[ICC])을 사용하여 평가됩니다. 중대한 불일치가 있는 경우 합의에 도달하기 위해 세 번째 전문 검토자의 의견을 구할 수 있습니다. 이 과정은 객관적 이미지 해석을 보장하고 연구의 방법론적 엄정성을 강화하기 위해 설계되었습니다.

통합 평가 및 추적 관찰:

각 POCUS 세션은 사진 촬영 및 ASEPSIS 점수 시스템을 사용한 반복 객관적 평가와 함께 수행되며, CDC SSI 기준에 따라 표재성, 심부 또는 장기공간으로 지속적으로 분류됩니다. 임상 점수 및 영상을 포함한 모든 데이터는 안전한 REDCap 데이터베이스에 체계적으로 문서화됩니다.

7일 및 30일 추적 관찰 과정의 일환으로, 등록된 환자에게 전화로 연락하고 각 환자의 초기 수술 후 전자 건강 등록부를 검토하여 상처 결과, 모든 원인 및 SSI 관련 재입원을 기록합니다.

데이터 수집:

데이터는 병원의 수술 로그(Sundhedsplatformen, Epic Systems Corp, Verona, USA)에 전향적으로 등록되고 이후 전용 REDCap 데이터베이스에 수집됩니다. 각 환자에 대해 인구통계학적 특성(연령, 성별, 체질량지수), 진단, 영양 상태(혈청 알부민 수치), 빈혈 상태(헤모글로빈 수치), 동반 질환(심혈관 질환, 폐 질환, 당뇨병), WHO 수행 상태, 미국 마취과 학회(ASA) 점수 및 수술 중 소견, CDC 수술 상처 분류가 기록됩니다.

표본 크기 추정:

책임 주임 연구자는 프로젝트의 잠재적 참가자를 식별하기 위해 매일 최근 24시간의 복부 수술을 선별합니다. 모집 기간 동안 이용 가능한 모든 적격 환자에게 연락하여 참여를 요청합니다.

본 연구는 탐색적 성격을 가지며, 모든 사례가 포함되도록 의도됩니다. 무작위 대조 시험보다 전향적 연구가 선택되어 현실 세계 통찰력과 최고 수준의 외적 타당성을 제공하고 연구 설계를 존중합니다. 1차 분석은 현장 초음파에서 수술 후 피하 체액 축적이 있는 환자와 없는 환자 간의 30일 수술 부위 감염(SSI)률 차이를 감지하는 데 기반합니다. 이전 문헌에서는 초음파 체액 상태에 따른 임상적으로 관련된 SSI 위험 차이가 보고되었으며, 체액 축적 환자에서 현저히 높은 SSI 비율이 나타났습니다(7). 가장 극단적인 발표 추정치에 의존하지 않기 위해, 우리는 검정력 계획에 보수적 가정을 사용했습니다. 체액 축적 환자에서 SSI 비율을 35%, 체액 축적이 없는 환자에서 10%로 가정했습니다. 양측 알파 0.05 및 80% 검정력으로, 동일한 그룹 크기에서 약 86명의 환자가 필요합니다. 체액 축적의 유병률과 따라서 그룹 분할이 불확실하므로, 불균형 시나리오(예: 40:60 또는 30:70)를 고려했으며, 이는 필요한 총 표본 크기를 증가시킵니다. 따라서 우리는 1차 분석에 충분한 검정력을 보장하고 불완전한 영상 및 추적 관찰 손실을 허용하기 위해 100명의 환자를 모집하는 것을 목표로 합니다.

ASEPSIS, POCUS 및 이들의 결합 진단 성능(AUROC 기반 비교)을 포함한 부차적 목표는 탐색적 간주되며 이에 따라 해석됩니다.

통계적 방법:

통계 분석의 주요 목적은 수술 부위 감염(SSI)의 조기 발견에서 ASEPSIS 점수, 현장 초음파(POCUS) 소견 및 이들의 결합의 예후 성능을 평가하는 것입니다. 판별 능력은 예측 정확도의 주요 분석 지표인 AUC(area under the receiver operating characteristic curve)를 사용하여 평가됩니다. ASEPSIS와 POCUS에 대한 별도의 로지스틱 회귀 모델과 두 매개변수를 통합한 결합 모델이 구축됩니다. AUROC 간 비교는 모델 간 판별 성능의 통계적 유의미한 차이를 평가하기 위해 DeLong 검정을 사용하여 수행됩니다.

범주형 변수는 빈도와 백분율로 요약되며, 적절한 경우 카이제곱 또는 양측 Fisher의 정확 검정이 사용됩니다. 연속형 변수는 히스토그램 및 Q-Q 도표를 사용하여 정규성을 시각적으로 평가합니다. 분포에 따라 평균 ± 표준편차(SD) 또는 중앙값과 사분위 범위(IQR)로 제시되며 t-test 또는 Mann-Whitney U test로 비교됩니다.

임상적으로 관련된 변수와 이전 문헌에서 식별된 변수는 SSI의 잠재적 위험 요인을 식별하기 위해 단변량 로지스틱 회귀에 사전 포함될 변수로 선택됩니다. 또한 POCUS에서의 피하 체액량과 ASEPSIS 점수 간의 관계는 분포 가정에 따라 Pearson 또는 Spearman 상관 계수를 사용하여 탐색됩니다. ASEPSIS, POCUS 및 이들의 결합의 진단 성능은 민감도, 특이도, 양성 예측도(PPV), 음성 예측도(NPV) 및 AUROC 계산을 통해 평가됩니다.

모든 통계 검정은 양측이며, p-값 ≤ 0.05인 경우 통계적으로 유의한 것으로 간주됩니다.

모든 통계 분석은 SPSS 소프트웨어(버전 21.0; SPSS Inc, Chicago, IL, USA)를 사용하여 수행됩니다.

윤리적 고려 사항:

본 연구는 헬싱키 선언 및 일반 데이터 보호 규정(GDPR)의 원칙에 따라 수행됩니다. 프로토콜은 승인을 위해 지역 연구 윤리 위원회와 덴마크 데이터 보호 기관에 제출됩니다. 연구자는 또한 연구 윤리 위원회와 덴마크 데이터 보호 기관에 프로토콜의 중요하거나 주요 변경 사항을 알립니다. 본 연구는 시작 전에 국제 데이터베이스인 www.clinicaltrials.gov와 OSF에 등록됩니다.

연구에 참여하는 모든 환자는 연구에 포함되기 전에 구두 및 서면 동의서를 제공해야 합니다. 연구자는 환자가 설문조사의 모든 측면을 완전히 인지하도록 정보를 제공할 의무가 있습니다. 환자 정보와 관련하여, 연구자는 환자-의사 비밀 유지 의무도 있습니다.

환자는 언제든지 설문조사 참여 동의를 철회할 수 있습니다. 환자가 이렇게 결정하더라도 연구자 또는 병원과의 관계에 영향을 미치지 않으며 환자는 병원이 제공할 수 있는 최상의 치료를 계속 받게 됩니다.

연구 기간 동안 SSI 증상이나 다른 질병을 보이는 환자는 해당 부서의 임상 관행에 따라 치료됩니다.

의무 기록 사용:

의무 기록은 동의 획득 전후에 모두 접근합니다. 동의 전에 의무 기록은 사전 정의된 포함 및 제외 기준에 따른 자격 평가 목적으로만 검토됩니다. 사전 동의 획득 후, 관련 의무 기록 데이터는 연구 수행, 추적 관찰, 데이터 수집, 모니터링 및 분석을 위해 접근 및 사용됩니다.

환자 정보 및 동의:

참여 센터에서 개복술을 받는 모든 환자 중 앞서 설명한 기준에 적합한 환자는 연구 참여에 초대됩니다.

연구에 대한 정보는 수술 후 수술 후 관리 및 추적 관찰의 일부로 제공됩니다. 이 시점에 연구에 대한 서면 정보도 제공됩니다(부록). 환자는 가까운 친족 입회 가능성에 대해 정보를 받습니다. 필요한 경우 친족이 입회할 때까지 정보 제공이 지연됩니다. 환자와 그 친족은 또한 연구에 대해 구두로 정보를 받습니다.

정보는 연구자 또는 프로젝트 간호사에 의해 제공됩니다. 정보는 가능한 한 중단 없이 제공되며 가능한 별도의 방에서 이루어집니다. 환자와 친족은 요청을 고려할 시간이 주어집니다.

연구 윤리 위원회의 정보에 동의에 관한 관련 조항이 준수됩니다. 환자를 위한 정보 및 동의 선언문이 첨부됩니다.

위험, 부작용, 단점 등:

본 연구는 환자에게 위험이나 부작용을 수반하지 않습니다. 전체 입원 기간 또는 외래 기간 동안 제공되는 치료는 본 연구에 의해 부정적인 영향을 받지 않습니다. 대신, 수술 후 SSI 모니터링에 대한 강화된 초점은 미래에 환자의 더 나은 치료로 이어질 수 있습니다. 예상치 못한 위험 및 부작용은 환자 안전을 위해 모니터링되고 적절히 문서화됩니다.

손해에 대한 보상:

손해에 대한 보상은 적격 환자를 위해 'Patienterstatningsordningen'을 통해 제공됩니다. 요청이 있는 경우, 신청 과정에서 참가자를 안내하고 조언하는 것은 연구자의 책임입니다.

관련성/영향:

본 연구는 CDC 가이드라인의 확장으로서 POCUS와 ASEPSIS의 유용성을 현실 세계에서 통찰력을 제공하여 SSI 조기 발견을 통해 환자 이환율, 사망률 및 의료 시스템의 경제적 부담을 줄이는 것을 목표로 합니다.

또한, 본 연구는 조기 치료 결정에 도움을 주기 위해 배액 유무에 관계없이 최적의 피하 체액 축적 크기 컷오프를 설정하고자 합니다.