Een onderzoek naar de diagnostische nauwkeurigheid van het algoritme voor de hypotensievoorspellingsindex (HPI) bij longresecties

De Hypotension Prediction Index (HPI) is een hemodynamische score die speciaal is ontworpen voor het voorspellen van intraoperatieve hypotensie (IOH)-episodes. Het is gebaseerd op een algoritme dat is geprogrammeerd in het klinische platform HemoSphere-monitor van Edwards Lifesciences (Irvine, CA, VS). De HPI is gebaseerd op een continue analyse van een arteriële drukgolfvorm. Het wordt naast het FloTrac-algoritme verwerkt via de eigen Acumen IQ Sensor en maakt gebruik van kunstmatige intelligentietechnologie. Na interne validatie werd het algoritme prospectief, extern en klinisch gevalideerd bij algemene chirurgische patiënten, perioperatieve patiënten, cardiovasculaire chirurgische patiënten en mechanisch beademde COVID-19 IC-patiënten.

In tegenstelling tot conventionele monitoringsystemen, die fysiologische parameters in het echte leven weergeven, detecteert een HPI-algoritme de vroegste veranderingen, multivariate variabiliteit en interacties in de fysiologische onderling gerelateerde gegevens over preload, afterload en contractiliteit om een ​​index te leveren die een aanstaande hypotensieve gebeurtenis voorspelt . Variabelen die door het gepatenteerde algoritme worden gebruikt om HPI te berekenen zijn als volgt: hartslagvariabiliteit (veranderingen in hartslag/veranderingen in MAP); complexiteit van de golfvorm van de arteriële druk (geschatte golfvormentropie, entropie van de voorbeeldgolfvorm, maatstaf van het frequentiedomein van harmonischen van hogere orde); voorbelastingsparameters (pulsdrukvariatie PPV, slagvolumevariatie SVV); contractiliteitsparameters (helling van het stijgende deel van de drukgolfvorm boven de tijd, dP/dt); en afterload-parameters (SVR, dynamische arteriële elasticiteit Eadyn), maar hun relatieve bijdrage aan de uiteindelijke index wordt niet onthuld.

De uiteindelijke indexwaarden van HPI variëren van 1 tot 100, waarbij toenemende cijfers een grotere kans op een dreigende hypotensieve gebeurtenis vertegenwoordigen. Deze gebeurtenissen worden gedefinieerd als een gemiddelde arteriële druk (MAP) <65 mmHg die gedurende meer dan één minuut optreedt. HPI-waarden voorspellen het optreden van hypotensie vijf tot vijftien minuten vóór de gebeurtenis, met een gevoeligheid en specificiteit in beide tijdsbestekken van meer dan 80%. In de meeste onderzoeken voorspelt een waarde van 85 HPI een episode van hypotensie, en deze waarde wordt willekeurig voorgeprogrammeerd in de HemoSphere-monitor om de arts te waarschuwen en proactieve reacties mogelijk te maken om intraoperatieve hypotensie te minimaliseren of zelfs geheel te voorkomen.

De parameters die worden gebruikt en opgenomen in de HemoSphere-monitor kunnen een arts begeleiden bij het optimale beheer van IOH. Deze "secundaire scherm"-variabelen omvatten de linkerventrikelcontractiliteitsparameter (dP/dt), dynamische preloadparameter (SVV) en afterloadparameter dynamische arteriële elasticiteit Eadyn.

Maximale drukstijging in het linkerventrikel (LV) (LV dP/dt max) is een klassieke marker voor LV-prestaties en systolische functie. Het wordt conventioneel gedefinieerd als de verandering in druk in de linkerventrikelholte gedurende de isovolumetrische contractieperiode en vereist oorspronkelijk LV-katheterisatie. In de klinische praktijk wordt een surrogaat perifere arteriële drukgolfvorm gebruikt om de dP/dt-waarde te schatten en de behoefte aan inotrope ondersteuning te voorspellen.

SVV is een dynamische preloadparameter en vertegenwoordigt het verschil in het slagvolume van de linkerventrikel als gevolg van veranderingen in de intrathoracale druk veroorzaakt door mechanische ventilatie.

De dynamische arteriële elasticiteit Eadyn vertegenwoordigt de verhouding tussen polsdrukvariatie (PPV) en SVV. Het kan worden gebruikt om de vasculaire tonus te beoordelen, wat de arteriële drukrespons na volumebelasting en/of mogelijke respons op toediening van vasopressoren kan voorspellen.

Zowel PPV als SVV worden beschouwd als superieur aan statische indices om de vloeistofrespons te voorspellen. Ze zijn beide gebaseerd op hart-longinteracties en weerspiegelen hemodynamische cyclische veranderingen die worden veroorzaakt door mechanische ventilatie in een gesloten borstkas. Hun waarden zijn significant gecorreleerd met de omvang van VT. De huidige intraoperatieve beademingsstrategie met een laag teugvolume beschermt de longen, maar verlaagt tegelijkertijd de betrouwbaarheid van dynamische indices, vooral bij open borstomstandigheden. Vanwege de beperkte veranderingen in de intrathoracale druk tijdens de ademhalingscyclus bij open longaandoeningen bestaat het risico op vals-negatieve parameterwaarden. PPV en SVV lijken onnauwkeurig in het voorspellen van de vloeistofrespons in een open-borstomgeving tijdens cardiothoracale chirurgie.

De HPI werd gevalideerd bij algemene chirurgie en intensive care-gevallen, maar niet bij thoracale chirurgie bij eenzijdige open borstprocedures. Deze procedures omvatten niet alleen significant abnormale fysiologische omstandigheden (open borstvlies en beschermende ventilatie met één long), maar ook een hoge incidentie van plotselinge handmatige chirurgische ingrepen. Al deze factoren kunnen de HPI-prestaties aanzienlijk beïnvloeden en in gevaar brengen.

Het doel van deze studie is om de HPI-technologie te valideren bij longresectieprocedures met open borstkas met behulp van ventilatie met één long. De studiegroep zal bestaan ​​uit 60 opeenvolgende volwassen patiënten die in aanmerking komen voor longresectieprocedures onder algemene anesthesie met open borstkas en één longbeademing.

De patiënten zullen tijdens de operatie worden gemonitord met behulp van standaard invasieve hemodynamische monitoring met arteriële druktransducer en gelijktijdig met de HemoSphere-monitor met de HPI-software gekoppeld aan de Acumen IQ-transducer (Edwards LifeSciences, Irvine, CA, VS). De artsen zullen blind zijn voor de output van de HemoSphere-monitor. Hemodynamische golfvormen en HPI-voorspellingsgegevens, inclusief hypotensieve gebeurtenissen (IOH), worden geregistreerd vanaf het moment dat de arteriële canule wordt ingebracht tot het verlaten van de operatiekamer. De opgenomen gegevens worden verdeeld in zeven cohorten, weergegeven door afzonderlijke tijdsbestekken:

0. Basislijn vóór inductie, liggend, spontane ademhaling (indien beschikbaar en arteriële canule ingebracht vóór inductie)

1. Liggend, verdoofd met gesloten borstkas, geïntubeerd, beademing met twee longen
2. Laterale decubitus, gesloten borstkas, ventilatie met twee longen
3. Laterale decubitus, gesloten borstkas, één-longventilatie (OLV)
4. Laterale decubitus, open borst, ventilatie met één long (OLV)
5. Laterale decubitus, gesloten borstkas, ventilatie met twee longen na resectie
6. Liggende, gesloten borstkas, ventilatie met twee longen

We zullen de gevoeligheid (recall) en positief voorspellende waarde (precisie) van het HPI-algoritme schatten en het aantal valse alarmen en gemiste gebeurtenissen beschrijven zonder expliciet te verwijzen naar specificiteit of negatief voorspellende waarde.

Onderzoeksuitvoering en rapportage zullen worden uitgevoerd volgens de STARD-richtlijnen.