Machine learning gebruiken om het risico op neonatale sepsis in een vroeg stadium te modelleren in Oeganda en Zimbabwe (NeoRisk)

Dit onderzoek, dat een observationeel cohortonderzoek is, zal uit drie hoofdfasen bestaan.

Fase 1 zal plaatsvinden in het Kawempe Ziekenhuis in Kampala, Oeganda. Deelnemers zullen door onderzoekspersoneel worden gerekruteerd op de arbeidsafdelingen, en de tussentijdse analyse zal worden voltooid na rekrutering van 10% van de totale steekproef. Zie paragraaf 7.3 voor meer details.

Gegevens worden verzameld via een online CRF, inclusief de factoren die zijn vermeld in de tabel in sectie 3.

Aanvullend:

• Bij alle pasgeborenen die aan het onderzoek deelnemen, zal een neonataal veneus bloedmonster worden afgenomen voor kweek door aangewezen onderzoekspersoneel

  o Dit moet worden ingenomen vóór de toediening van antibiotica of binnen 48 uur na de geboorte, afhankelijk van wat zich het eerst voordoet, en ongeacht of de pasgeborene wordt onderzocht en behandeld voor sepsis.

• Postnatale informatie zal na 1 maand telefonisch worden verzameld, inclusief de uitkomst van de moeder en het kind, heropname in het ziekenhuis of klinische ziekte, en gegeven vaccins. Alle gegevens zullen worden gecontroleerd op kwaliteitscontrole door een lid van het onderzoeksteam. Bij alle neonatale deelnemers wordt bij de geboorte een bloedcultuur afgenomen, voordat met een antibioticabehandeling wordt begonnen, wanneer dat veilig is. Het volume bloed dat voor de kweek wordt afgenomen, moet 1-2 ml zijn en wordt geverifieerd door bloedkweekflessen te wegen. Er zal training worden gegeven aan pediatrische teams en onderzoeksteams over methoden voor het nemen van bloedkweekmonsters, inclusief het adequaat reinigen van de huid voorafgaand aan het nemen van monsters. Feedback over monstervolumes en contaminatiepercentages (zie paragraaf 7.3 voor definitie) zal worden teruggekoppeld naar kinderconsulenten, en er zal extra personeelstraining worden aangeboden. Indien er monster overblijft nadat 3 ml aan de kweekfles is toegevoegd, wordt het overschot bewaard als bloedvlekmonster voor gebruik in toekomstig ethisch goedgekeurd onderzoek, indien de deelnemer hiermee heeft ingestemd.

De resultaten van de microbiologische tests worden in realtime aan het klinische team van de deelnemer doorgegeven - zie paragraaf 7.3.4 voor verdere details. De diagnose sepsis door een arts wordt geregistreerd als een arts met een registratieniveau of hoger binnen 48 uur na de geboorte een diagnose van sepsis heeft gesteld. Om de subjectiviteit van deze maatregel te verminderen, zal ook het GAIA-niveau van zekerheid voor een diagnose van sepsis worden beoordeeld (35) en het niveau van diagnostische zekerheid worden geregistreerd (1-5, volgens de GAIA-criteria). Medische dossiers worden in het Kawempe-ziekenhuis op papier geregistreerd, voordat ze door datapersoneel in een elektronisch medisch dossier worden gecodeerd. Er zullen pdf-scans van medische dossiers beschikbaar zijn waar gedetailleerd onderzoek vereist is.

Alle deelnemersgegevens worden verzameld door getraind onderzoekspersoneel en vastgelegd in een online CRF dat wordt gehost op REDCap, een beveiligde webapplicatie. Er worden geen patiëntidentificeerbare gegevens opgeslagen in de hoofddatabase van REDCap. Zie paragraaf 8.6 voor meer details over datamanagementplannen.

De postnatale informatie zal 28 dagen na de bevalling worden ingevuld via een telefoongesprek door het onderzoekspersoneel. Het contactnummer van de deelnemers, een contactnummer van hun partner en een contactnummer van een tweede vriend of familielid zullen bij de werving worden gebruikt om follow-upverlies als gevolg van wijzigingen in het mobiele telefoonnummer te minimaliseren. De identiteit van de deelnemer wordt bevestigd aan de hand van drie factoren (geboortedatum, volledige naam, adres/dorp). De volgende informatie zal worden verzameld:

• Gezondheidsstatus van moeder en baby

• Eventuele bezoeken aan de medische zorg voor de pasgeborene

  • Indien zij worden bezocht of opgenomen in Kawempe-ziekenhuizen, zullen deze elektronische medische dossiers worden beoordeeld door het onderzoekspersoneel
  • Als de moeder elders wordt bezocht, wordt gevraagd naar de reden van aanmelding, of de pasgeborene in het ziekenhuis is opgenomen, naar de hoofddiagnose en naar de eventuele behandelingen.

De rekrutering van de eerste 160 deelnemers uit de arbeidsafdeling (10% van de totale steekproef) zal als een pilot worden behandeld, en zowel de rekrutering als de gegevens zullen op dit punt worden beoordeeld, met bijzondere aandacht voor de volgende aspecten:

• Demografische vergelijking tussen gerekruteerde vrouwen en de bevolking die Kawempe bezoekt
• Voltooiing van gegevens
• Volume van de genomen bloedkweekmonsters
• Verlies voor vervolgtarieven
• Associatie tussen potentiële risicofactoren en klinische sepsis, of cultuurpositieve sepsis Na deze pilotanalyse kan het instrument voor gegevensverzameling worden aangepast om beknopter te zijn als sommige risicofactoren geen verband lijken te hebben met neonatale uitkomsten. Bovendien kan de rekruteringsstrategie worden aangepast om vrouwen op te nemen die prenatale klinieken bezoeken om de representativiteit van de steekproef te verbeteren als de pilotsteekproef demografisch significant verschilt van de algemene populatie van zwangere vrouwen die prenataal dezelfde onderzoekslocatie bezoeken. Ten slotte zal indien nodig feedback worden gegeven en personeelstraining worden gegeven om optimale monstervolumes en volledigheid van de gegevens te garanderen.

Tijdens Fase 1 zullen er twee afzonderlijke focusgroepgesprekken met elk 10 deelnemers worden gehouden met personeel van het Kawempe Ziekenhuis. Eén gesprek zal plaatsvinden met senior artsen, en één met junior artsen en verloskundigen. De focusgroepen worden ter plaatse bij Kawempe gehouden in het Engels. Er worden focusgroepen gehouden om de kwantitatieve resultaten van dit project aan te vullen door risicofactoren te benadrukken die momenteel als significant worden ervaren (wat dan een belangrijk onderdeel zou moeten zijn van de analyse en de verspreiding van resultaten om hun bruikbaarheid te bevestigen), om informatie te verschaffen over de huidige diagnostische problemen als leidraad voor de toekomst. werken met het risicostratificatiemodel en bieden context voor de ontwikkeling en communicatie van het model om het nut ervan te maximaliseren. De focusgroepen zullen zich bezighouden met de volgende onderwerpen:

• Zorg voor kennis en bewustzijn over neonatale sepsis
• Beheer van neonatale sepsis
• met betrekking tot de risico's en gevolgen van neonatale sepsis, en
• Huidige diagnostische strategieën en hun waargenomen sterke en zwakke punten
• Percepties van neonatale sepsis en hoe dit de diagnose en behandeling kan beïnvloeden
• Aanbevelingen om de diagnose en behandeling van neonatale sepsis te verbeteren De focusgroepen zullen worden geleid door leden van het sociale wetenschappenteam van MUJHU en dr. Sarah Sturrock. Voor deze discussies is door het team sociale wetenschappen en dr. Sturrock een hulpmiddel ontwikkeld (zie bijlage). De discussies worden opgenomen en de opnames worden vernietigd zodra de discussies zijn getranscribeerd. Het sociaal-wetenschappelijke team zal vervolgens de thematische analyse van de discussies voltooien.

De onderzoekers verwachten dat fase 1 zal plaatsvinden tussen januari en juli 2024.

Fase 2 zal de in fase 1 verzamelde gegevens gebruiken om een ​​risicostratificatiemodel te construeren, in samenwerking met het Advanced Research Computing Centre van University College London.

De onderzoekers verwachten dat fase 2 zal plaatsvinden tussen maart en september 2024.

Fase 3 omvat externe validatie van het risicostratificatie-instrument. Deze fase zal plaatsvinden in het Sally Mugabe Central Hospital in Harare, Zimbabwe. Deelnemers zullen door onderzoekspersoneel worden gerekruteerd uit prenatale klinieken en arbeidsafdelingen.

Er zullen vergelijkbare gegevens worden verzameld van deelnemers in fase 3 als in fase 1; Na fase 2 worden de gegevensvelden die nodig zijn voor het model bepaald en worden deze velden verzameld voor fase 3-deelnemers.

De dataverzameling zal plaatsvinden via het Neotree-platform, dat in gebruik is bij Sally Mugabe(41). Fase 1 zal gegevens verzamelen over zaken die geen deel uitmaken van een standaard medische geschiedenis (zoals beschikbaarheid van sanitaire voorzieningen en voedselzekerheid). Mocht een van deze items een belangrijk onderdeel vormen van het statistische model, dan zal de mogelijkheid om deze items toe te voegen aan het Neotree-platform worden besproken met het Neotree-team. Alleen gepseudonimiseerde gegevens zullen uit de Neotree-dataset worden gehaald en het model uit Fase 2 zal worden toegepast om het risico op neonatale sepsis te bepalen.

Het primaire resultaat voor Fase 3 zal de diagnose van sepsis door een arts zijn, die binnen 48 uur na de bevalling wordt geregistreerd, en bloedkweken (indien beschikbaar) zullen alleen worden afgenomen bij pasgeborenen waarvan wordt aangenomen dat ze een risico lopen op, of klinische tekenen hebben van, sepsis volgens de standaard klinische standaard. richtlijnen. Het gebruik van de diagnose sepsis door een senior arts als resultaat is omdat de levering van bloedkweekflessen en laboratoriumanalyses van culturen onbetrouwbaar is en waarschijnlijk niet beschikbaar zal zijn voor alle deelnemers aan het onderzoek, zoals in de Fase 1-setting.

De prestaties van het statistische model zullen worden bepaald door de gevoeligheid, specificiteit, positieve en negatieve voorspellende waarden te berekenen, waarbij het berekende risico wordt vergeleken met de klinische diagnose van sepsis die binnen 72 uur na de geboorte optreedt.

De onderzoekers verwachten dat fase 3 zal plaatsvinden tussen eind 2024 en maart 2025.

De TRIPOD-verklaring (Transparante rapportage van een multivariabel voorspellingsmodel voor individuele prognose of diagnose) is gevolgd bij de opzet van dit onderzoek en zal worden gevolgd in de rapportage ervan(42). Aanpassingen zullen waar nodig worden doorgevoerd met de release van komende richtlijnen voor kunstmatige intelligentie.