Computerondersteunde zuurstoftherapie Spenen bij ernstig zieke kinderen

Onderzoekers zullen een haalbaarheidsstudie uitvoeren, gevolgd door een gerandomiseerde, gecontroleerde studie bij ernstig zieke neonatale en pediatrische patiënten die zuurstoftherapie krijgen.

Onderzoekers zullen een op modellen gebaseerde adaptieve regelarchitectuur gebruiken om FiO2-instellingen te reguleren. Een groot voordeel van het gebruik van een "adaptief" regelsysteem is dat de reactie van de patiënt op eerdere FiO2-instellingen wordt gebruikt om de meest geschikte FiO2-instelling in vaste tijdsintervallen opnieuw te berekenen. Als resultaat van dit iteratieve en zelfcorrigerende proces convergeert de FiO2-waarde in de loop van de tijd naar de meest geschikte waarde.

Studiepopulatie:

Kinderen <18 jaar die zijn opgenomen op de pediatrische intensive care en zuurstoftherapie nodig hebben.

Studieontwerp:

Vijftien patiënten zullen worden aangeworven voor de haalbaarheidsstudie en 50 patiënten voor de werkzaamheidsstudie. De steekproefomvang werd berekend om 85% vermogen te leveren met een type I-foutpercentage van 0,05 om een ​​afname van 10% in de tijdsduur in hyperoxische toestand te detecteren.

Definities:

Hypoxie: zuurstofverzadiging door pulsoximetrie (SpO2) <91% >1 min Langdurige hypoxie: hypoxie gedurende >2 min Ernstige hypoxie: SpO2 <85% Langdurige ernstige hypoxie: SpO2 <85% gedurende >1 min Hyperoxie: SpO2 >96% aan FiO2 >0,21 >1 min Doelverzadigingsbereik: SpO2 91-96% Verhoogde FiO2-vereiste: FiO2 >0,60

Patiënten worden dagelijks gescreend op geschiktheid. Geïnformeerde toestemming zal worden verkregen van de ouders van in aanmerking komende patiënten. Een randomisatietabel gemaakt door de statisticus zal worden gebruikt om patiënten te randomiseren in een verhouding van 1:1 tot ofwel de handmatige of computerondersteunde ontwenningsgroep. Het onderzoek wordt uitgevoerd nadat de patiënt langer dan 24 uur op de afdeling is opgenomen. Twee uur ademhalingsstabiliteit zonder de noodzaak van een aanhoudende verhoging van de FiO2 of wijziging van de instellingen van het beademingsapparaat is vereist voorafgaand aan de start van het onderzoek. Het beoogde SpO2-bereik is 91-96% voor patiënten op de intensive care-afdeling voor kinderen. Als onderdeel van hun gebruikelijke zorg krijgen patiënten hun geplande respiratoire behandelingen (bijv. uitzuigen, fysiotherapie op de borst) voordat de studieperiode begint.

Tijdens de 4 uur durende studieperiode zullen patiënten in de manuele ontwenningsgroep routinematig worden verzorgd met FiO2-veranderingen die worden aangebracht door de verpleegkundige of ademhalingstherapeut volgens de opdracht van de clinicus. Er wordt een tweede pulsoximeter gebruikt voor monitoring.

In de computerondersteunde groep staat een toegewijde onderzoeker aan het bed tijdens de 4 uur durende studie. De zuurstofverzadiging wordt gecontroleerd met behulp van een tweede pulsoximeter die is aangesloten op een geprogrammeerde computer. De computer ondersteunt de klinische besluitvorming door elke 5-10 minuten een FiO2-ontwenningsaanbeveling te doen. Als er vaker veranderingen optreden in de zuurstofverzadiging boven of onder het doel, zal de computer vaker aanbevelingen doen (elke 30-60 seconden) totdat de verzadiging binnen het doelbereik is. De onderzoeker zal de FiO2 afbouwen op basis van de computeraanbeveling, als wordt vastgesteld dat de voorgestelde verandering veilig is. Als de aanbeveling wordt afgewezen, documenteert de onderzoeker de reden. Gedurende deze tijd worden er geen andere wijzigingen aangebracht, tenzij de patiënt hypoxisch of hyperoxisch is.

Instellingen voor ademhalingsondersteuning (flow, inspiratiedruk, ademvolume, positieve eindexpiratoire druk (PEEP), drukondersteuning) blijven ongewijzigd tijdens de onderzoeksperiode, tenzij escalatie van instellingen noodzakelijk is vanwege veranderingen in de klinische status.

In geval van hypoxie of hyperoxie kan een handmatige aanpassing van de FiO2 worden gemaakt en kunnen alle klinisch noodzakelijke interventies (bijv. uitzuigen, behandelingen met verneveling) worden uitgevoerd als er binnen 1 minuut geen aanbeveling door de computer wordt gedaan. Als een andere ingreep dan een verhoging van de FiO2 nodig is, kan de onderzoeker verdere ontwenningsadviezen opschorten totdat de ingreep voltooid is. De data-acquisitie kan worden opgeschort als er een artefact wordt gedetecteerd.

Criteria voor opschorting van spenen door computerondersteuning:

• Acute respiratoire verslechtering >2 min: zuurstofdesaturatie waarvoor afzuiging of behandeling met verneveling nodig is. Gedurende deze tijd kan de FiO2 handmatig worden aangepast.
• Acute hemodynamische verslechtering >2 min: hypotensie, tachycardie of bradycardie (gedefinieerd door leeftijd).
• Acute neurologische verslechtering > 2 min: agitatie die de ademhalingsondersteuning verstoort en de zuurstofverzadiging beïnvloedt.
• Artefact in zuurstofverzadigingsmeting.

De totale tijd dat het onderzoek is opgeschort, wordt voor elke patiënt geregistreerd.

Criteria voor beëindiging van de studie voor een individuele proefpersoon:

• Ademhalingsverslechtering houdt aan >5 min en meer ondersteuning is noodzakelijk.
• Hemodynamische verslechtering houdt >5 min aan en inotropen of vasopressoren worden geïnitieerd.
• Patiënt ontwikkelt een veranderde mentale toestand ten opzichte van de toestand vóór de studie of activiteit van epileptische aanvallen >2 min.
• Ouderlijk verzoek om terugtrekking uit het onderzoek.

Gegevensverzameling:

Patiënten krijgen een uniek identificatienummer (ID) toegewezen. Identificeerbare gegevens (bijv. medisch dossiernummer, geboortedatum) met de bijbehorende ID apart van andere gegevens vermeld en opgeslagen in een beveiligde, met een wachtwoord beveiligde database (Box.com via Stanford University). Tijdens het onderzoek worden gegevens verzameld onder het proefpersoon-ID-nummer (geanonimiseerd). Alle elektronische gegevens worden opgeslagen in Box en verzamelbladen worden bewaard in een afgesloten kluisje op de pediatrische intensive care-afdeling totdat de informatie is overgebracht naar elektronische vorm.

Demografische gegevens: leeftijd, geslacht, ras, lengte, gewicht, acute diagnose, chronische diagnoses, basisbehoefte aan zuurstof/ademhalingsondersteuning, datum van opname, uren op ademhalingsondersteuning, type ademhalingsondersteuning, bloedgasresultaten indien verkregen, ziekenhuisdag. Er wordt niet speciaal voor dit onderzoek bloed afgenomen, maar als er een bloedgas bij de patiënt is verkregen, wordt dit geregistreerd. De beeldvormingsresultaten worden geregistreerd.

Tijdens studieperiode:

SpO2, ademhalingsfrequentie, hartslag, bloeddruk en temperatuur elke 1 min. Medicatie toegediend tijdens en binnen 1 uur voorafgaand aan de studieperiode. FiO2-veranderingen (computeraanbevelingen en anderszins), instellingen voor ademhalingsondersteuning en acute interventies (bijv. uitzuigen, beademing, sedatie) en reden. Bloedgasuitslag indien besteld door arts.

Statistische analyse De primaire uitkomst is de duur van de blootstelling aan hyperoxie. Secundaire uitkomsten zijn incidentie en duur van hypoxie, duur van zuurstofverzadiging in doelbereik, incidentie en duur van verhoogde zuurstofbehoefte en aantal handmatige FiO2-aanpassingen. De tijdsduur wordt berekend als een percentage van de totale geregistreerde tijd. Zuurstofverzadiging en FiO2 worden gemiddeld voor patiënten in de handmatige groep en vergeleken met die van patiënten in de computerondersteunde groep met behulp van een eenzijdige t-test met twee steekproeven en een marge om te testen of de computerondersteunde groep ten minste presteert 10% beter dan de handmatige groep. Ook het gemiddeld aantal handmatige wijzigingen van de FiO2 voor patiënten in de manuele groep en het gemiddeld aantal handmatige wijzigingen in de computerondersteunde groep zullen worden vergeleken met behulp van een t-toets.

Op basis van eerdere metingen bij neonatale patiënten en na correctie voor mogelijke uitval van gegevens, schatten onderzoekers dat een populatie van 25 patiënten elk voor de manuele en computerondersteunde groepen voldoende zou zijn om de hypothese te testen. Hoewel parametrische eenzijdige t-toetsen met twee steekproeven werden gebruikt voor deze berekening, wordt niet verwacht dat de resultaten van het gebruik van niet-parametrische statistieken (gebaseerd op Wilcoxon-rangtesten) significant verschillen. In de berekeningen van de onderzoekers gebruikten ze een Type-I-foutschatting van 0,05 (vals-positief) en een vermogen van 0,85 (Type-II).

Om de doeltreffendheid van het experiment te controleren, zullen de onderzoekers ook de prestaties van het experiment halverwege evalueren na onderzoek van 25 patiënten. Bovendien zal de hoofdonderzoeker de resultaten van elk experiment nauwlettend volgen om te letten op significante afwijkingen in de prestaties.

Aangezien deze studie minimale risico's met zich meebrengt, maken monitoring of auditing ter plaatse geen deel uit van het plan.

Het verzamelen en invoeren van gegevens in het register en het monitoren zal worden gedaan door 2 onderzoekers. Als gegevens ontbreken, kan de patiënt worden uitgesloten van statistische analyse als ontbrekende gegevens significant genoeg zijn om tot verkeerde conclusies te leiden.