Geautomatiseerde foetale hartfunctie bij baby's die getroffen zijn door hartziekten

Onderzoeksplan

Deelnemende patiënten krijgen een foetale hartfunctie-echocardiografie aangeboden tussen 27+6 en 29+6 weken zwangerschap en een andere tussen 34+6 en 36+6 weken.

In het stadium dat patiënten binnenkomen om echocardiografie van de foetale hartfunctie uit te voeren, zullen ze al weten of de baby een aangeboren hartaandoening heeft, aangezien screening op misvormingen tussen 18 en 20 zwangerschapsweken wordt uitgevoerd en al is uitgevoerd. In het afgelegen geval dat tijdens een van de onderzoeksscans een niet-gediagnosticeerde misvorming van de foetus wordt ontdekt, worden patiënten gerustgesteld en worden er afspraken gemaakt bij de Maternal and Foetal Medicine (MFM) -kliniek voor verder overleg, samen met kennisgeving aan hun eigen behandelend arts.

Elke deelnemer krijgt een studienummer toegewezen in volgorde van deelname. De-identificatie zal worden uitgevoerd bij beeldacquisitie door de artsen voorafgaand aan beeldbeoordeling door de ingenieurs. Onderzoekers krijgen toegang tot een online patiëntenformuliersysteem, verzamelen het toegewezen patiëntennummer en voegen de nodige uitkomstinformatie toe. Echografiebeelden worden lokaal opgeslagen in de echografiemachine met hetzelfde toegewezen onderzoeksnummer van de patiënt en geüpload naar een specifieke Microsoft (OneDrive)-map die in Sydney is gemaakt. Deze gegevens worden na publicatie minimaal 5 jaar bewaard, waarna het gegevensrecord veilig wordt vernietigd in overeenstemming met de verwijderingsprocessen van de Universiteit van New South Wales (UNSW).

De onderzoeks-echo's worden uitgevoerd door een getrainde sonograaf met behulp van een klinisch echografiesysteem of een onderzoeks-echografiesysteem dat is goedgekeurd door Therapeutic Goods Administration (TGA) voor onderzoeksbeeldvorming. De machine die klinisch wordt gebruikt, is gemaakt door een van de gangbare commerciële fabrikanten (in dit geval General Electric E10) en is identiek aan het model dat wordt gebruikt op de afdeling Maternale en Foetale Geneeskunde. De machine die wordt gebruikt voor het onderzoek naar bruinvissen heet Vantage 256 en is gemaakt door een particulier bedrijf in de Verenigde Staten (Verasonics). Het maakt gebruik van dezelfde fundamentele elektronische circuits en transducerontwerp als conventionele commerciële machines, en gebruikt in feite dezelfde transducers als de commerciële machines. De manier waarop de echografie wordt afgeleverd, verschilt echter. In plaats van bundels uit te zenden zoals bij conventionele ultrasone apparaten, scant Verasonics het interessegebied door middel van niet-gefocuste golven, waardoor beelden van hoge kwaliteit mogelijk zijn met een beperkt aantal samengestelde vlakke golven en een kortere acquisitietijd.

Vrouwen worden standaard in een half liggende positie geplaatst voor zwangerschapsecho's. Na routinematige biometrie wordt de echografie van de foetale hartfunctie uitgevoerd.

Elk foetaal hartfunctieonderzoek omvat de volgende parameters:

1. Foetale biometrische parameters (bipariëtale diameter, hoofdomtrek, buikomtrek, lengte van de diafyse van het dijbeen)
2. Standaard foetale Doppler-parameters (navelstrengslagader, mediale hersenslagader, ductus venosus)
3. Foetale cardiale hartslag
4. Aanwezigheid van pericardiale effusie of hydrops

5. Cardiale morfometrie - alle metingen uitgevoerd aan het einde van de diastole, met uitzondering van atriale afmetingen gemeten in systole (bij hun maximale extensie)

   • Meting van het hart/thoraxgebied
   • 4 hartkamermetingen (apicale/basale 4-kamerweergave in 2D)
   • Atriale en ventriculaire gebieden (apicale/basale 4-kamerweergave in 2D)
   • Berekening van ventriculaire en atriale sfericiteit
   • Interventriculaire septum- en myocardwanddiktemeting (transversale 4-kamerweergave in 2D- of M-modus)

6. Cardiale contractiliteit

   • Spatio-temporele beeldcorrelatie (STIC) M-Mode slagvolume, ejectiefractie en verkortingsfractie
   • Geautomatiseerde STIC Mitralisklep ringvormige vlak systolische excursie (MAPSE), tricuspidalis ringvormige vlak systolische excursie (TAPSE), septum ringvormige vlak systolische excursie (SAPSE)
   • Geautomatiseerde Pulsed Wave Doppler (PWD) Linker en rechter gemodificeerde myocardiale prestatie-index (Mod-MPI)

7. Functie-evaluatie van atrioventriculaire kleppen

   • Cine-loop evaluatie van correct openen en sluiten
   • Anterograde kleurendoppler zonder regurgitatie
   • Pulsed Doppler-evaluatie van stroomsnelheid (monofasisch of bifasisch)
   • Linker en rechter E/A ratio berekening
   • Indien regurgitatie: pieksnelheid en duur gekwantificeerd

8. Evaluatie van de uitstroom van de aorta

   • Aorta-slagadermeting (ter hoogte van klepring in systole)
   • Evaluatie van de aortastroom (Colour Doppler-evaluatie van systolische pieksnelheid)

9. Pulmonale uitstroomevaluatie

   • Meting van de longslagader (ter hoogte van de klepring in systole)
   • Longstroomevaluatie (kleur Doppler-evaluatie van systolische pieksnelheid)

10. V-teken evaluatie

    • Bevestiging van anterograde stroming over de gehele lengte van de slagaders
    • Pulsatie-index van aorta landengte en ductus arteriosus

Alle foetale morfometrische en functionele cardiale parameters zullen waar mogelijk worden genormaliseerd naar de Z-score per zwangerschapsduur. Foetale cardiale volumes en 2D-beelden met onvoldoende kwaliteit als gevolg van foetale bewegingen, aanwezigheid van akoestische schaduwen van foetale ribben of ruggengraat, en maternale ademhaling worden uitgesloten. Als zich hydrops ontwikkelt, wordt de cardiovasculaire profielscore toegevoegd aan de routinematige verkenning van de hartfunctie.

De onderzoekspopulatie zal worden gevolgd tot aan de bevalling en het ontslag van zowel moeder als pasgeborene. De gegevens van patiënten worden anoniem verzameld. De geschiedenis van elke patiënt zal worden geëvalueerd en er zal informatie worden verzameld over eerdere zwangerschappen (maternale of foetale ziekten tijdens de zwangerschap) en resultaten (type bevalling, maternale en neonatale omstandigheden bij de geboorte, langetermijnuitkomst van de zwangerschap). Verder zijn de onderzoekers van plan om informatie te verzamelen over de huidige zwangerschap (observaties van de moeder en de foetus tijdens de zwangerschap) en de uitkomsten (soort bevalling, maternale en neonatale omstandigheden bij de geboorte en tot ontslag uit het ziekenhuis van beide).

Studie Procedure Risico's

Er is geen verhoogd risico verbonden aan deelname aan dit onderzoek. De studie maakt gebruik van conventionele ultrasone apparatuur zoals gebruikt bij routinematige evaluatie van de foetus, zonder wijziging van het uitgangsvermogen (zoals gedefinieerd door de thermische index of de mechanische index). Ook qua risico's is het Verasonics research echografiesysteem vergelijkbaar met conventionele echografieën.

Er wordt een scanduur van ongeveer 20-30 minuten verwacht voor het verkrijgen van de noodzakelijke onderzoeksgegevens, hetgeen in overeenstemming is met standaard ultrasone onderzoeken en het zo laag als redelijkerwijs haalbaar (ALARA)-principe dat conventioneel wordt toegepast bij foetale beeldvorming.

Berekening van de steekproefomvang

Het primaire resultaat van de studie is het verschil in het gemiddelde van geautomatiseerde foetale functionele cardiale parameters tussen CHZ-gevallen en controles. Dit wordt geanalyseerd met behulp van een two-sample t-test.

Om de steekproefomvang te schatten, werd de meest toegepaste foetale functionele parameter gebruikt, met name de linker ventrikel MPI (LV-MPI) als een proxy van alle geautomatiseerde foetale cardiale parameters.

Vanwege de zeldzaamheid van aangeboren hartaandoeningen, werd de berekening van de steekproefomvang uitgevoerd op basis van het rekruteren van twee controles voor elk geval. Gepoold tussen gevallen met geïsoleerde pulmonaalklepstenose (n = 16) en controles (n = 48), nam een ​​eerder werk een standaarddeviatie van 0,098 waar in LV-MPI-metingen. Met behulp van deze waargenomen gepoolde standaarddeviatie (SD) is een totale steekproef van 381 zwangerschappen (127 CHD + 254 controles) met voltooide metingen vereist om ten minste 80% power te bereiken om een ​​verschil van 0,03 in gemiddelde LV-MPI te detecteren, met een twee -zijdig type I foutenpercentage van 5%.

Onderzoekers erkennen dat sommige proefgegevens nodig kunnen zijn om het beperkte aantal pathologische gevallen te evalueren en daarom zijn enkele benaderingen nodig, b.v. voor standaarddeviatie binnen de populatie. Om deze reden hebben de onderzoekers ernaar gestreefd een groter aantal deelnemers te rekruteren (ongeveer 30%), 165 CHZ en 330 controles, waarbij ook rekening is gehouden met enkele uitsluitingen van patiënten als gevolg van het uitvallen van de patiënt, problemen bij het scannen als gevolg van bewegingen van de foetus, enz., en onvolledige gegevens. stellen.

Het doel zou zijn om voldoende gevallen te rekruteren om te kunnen inschatten of er een significant verschil is in termen van foetale hartfunctieparameters tussen aangetaste en niet-aangedane foetussen om verder onderzoek te ondersteunen.

Gegevensanalyseplan

Ruwe (radiofrequente) ultrasone gegevens die met behulp van de Verasonics zijn gegenereerd, stellen de onderzoekers in staat de signaal-/beeldverwerking te analyseren die plaatsvindt voorafgaand aan weergave, waardoor deze beeldvormingstechniek kan worden verfijnd.

Beeldanalyse zal eerst handmatig worden uitgevoerd door middel van optische evaluatie en vervolgens door het gebruik van wiskundige algoritmen die alleen afbeeldingen van hoge kwaliteit zullen herkennen en analyseren. Dit kan een beperking zijn omdat automatisch alleen afbeeldingen van hoge kwaliteit worden opgenomen (wat niet representatief is voor echt klinisch werk), maar het garandeert ook dat parameters alleen worden verzameld van bijna perfect onderzoeksmateriaal (waarbij echte verschillen worden getoond als ze bestaan).

Echografiebeelden zullen worden geanalyseerd en hartfunctieparameters zullen worden geïnterpreteerd door South Eastern Sydney Local Health District (SESLHD)/UNSW-onderzoekers in het Royal Hospital for Women (RHW), Randwick. Beelden zullen worden geanalyseerd door een team van foetale geneeskunde-artsen van Royal Hospital for Women en UNSW-ingenieurs om te verzekeren dat algoritmen correct worden toegepast om foetale hartfunctieparameters te berekenen.

Vergelijkingen van belang tussen gevallen en controles in basislijnkarakteristieken zullen worden uitgevoerd met behulp van t-tests met twee steekproeven, Wilcoxon-rank-sum-tests of Pearson Chi-kwadraat-tests, naargelang het geval.

Secundaire uitkomsten die gevallen en controles op een enkel tijdstip vergelijken, zullen op een vergelijkbare manier worden geanalyseerd als de primaire uitkomst, onder voorbehoud van controles van aannames. Analyses van veranderingen in foetale functieparameters in de loop van de tijd (d.w.z. tussen de scans van 27+6-29+6 en 34+6-36+6 weken), en de vergelijking van deze veranderingen tussen gevallen en controles zullen gebruik maken van gegeneraliseerde lineaire gemengde modellen, zoals geschikt voor de parameter.

Logistische regressie zal worden gebruikt om de associatie tussen foetale cardiale parameters en de incidentie van hydrops te schatten. Er zal een curve-analyse van de werking van de ontvanger worden uitgevoerd om functionele cardiale parameters te beoordelen in vergelijking met de routinematig gebruikte cardiovasculaire profielscore om hartfalen te voorspellen bij foetussen met een aangeboren hartaandoening.

Statistische analyse zal worden uitgevoerd met behulp van SPSS versie 22.0 (SPSS Inc., Chicago, Illinois (IL), VS).

Voor die gevallen zonder volledige data-acquisitie (d.w.z. voornemens is maar geen tweede scan uitvoert), vindt alleen de analyse plaats voor de geïsoleerde waarde en niet voor enige verandering in de tijd. Hun enkele zwangerschapsdataset van echografiemetingen wordt nog steeds opgenomen in de analyse, maar wordt uitgesloten van elke analyse van sequentiële verandering.

Raad voor gegevensveiligheid en -bewaking

Om gegevensverzameling van hoge kwaliteit te garanderen, zullen in elk deelnemend centrum beelden worden verzameld door ervaren foetale geneeskunde-artsen die al meer dan 10 jaar foetale geneeskunde beoefenen. Elke afbeelding wordt veilig opgeslagen. De gegevens worden geanonimiseerd en gecontroleerd door onderzoekers van SESLHD/UNSW. Onderzoekers van UNSW zullen ook de gegevensverzameling beoordelen en voltooien in het geval van ontbrekende gegevens.

Ons team van RHW houdt toezicht op en waarborgt de kwaliteit van de data. Elk deelnemend centrum heeft een locatieonderzoeker, een foetale cardioloog die het toestemmingsformulier bespreekt en ondertekent, echografiebeelden en relevante patiëntgegevens verzamelt. De verzamelde gegevens worden geüpload en veilig opgeslagen op het UNSW-platform.

Zodra de ethische goedkeuring voor elk overzees centrum is verleend, zal het UNSW-team de gegevens van alle centra downloaden, de informatie samenvoegen in een unieke database en deze analyseren met behulp van een statisticus. Het UNSW-team zal verantwoordelijk zijn voor beeldanalyse en data-analyse. Alle deelnemers werken vervolgens samen aan het opstellen van manuscripten voor publicatie.

Uitkomstgegevens zijn alleen toegankelijk voor geautoriseerde onderzoekers die een gecodeerde code gebruiken voor gegevensbescherming. Definitieve concepten voor publicatie zullen worden beoordeeld door alle auteurs van elke onderzoekslocatie.

Verspreiding van resultaten en publicatiebeleid

De resultaten van het onderzoek zullen worden gepubliceerd in door vakgenoten beoordeelde wetenschappelijke tijdschriften, presentaties op conferenties of andere professionele fora. In elke publicatie wordt de privacy van de patiënt beschermd en geanonimiseerd gepresenteerd.