- ICH GCP
- Register voor klinische proeven in de VS.
- Klinische proef NCT07542509
Digitale diagnose van hartgeluid bij pediatrische patiënten [DI-SOUND Studie] (DI-SOUND)
Neonatale screeningprocedures voor potentieel levensbedreigende aangeboren cardiovasculaire aandoeningen (d.w.z. ductus-afhankelijke systemische of pulmonale circulatie), die momenteel op nationaal niveau zijn geïmplementeerd, zijn voornamelijk gebaseerd op cardiovasculair lichamelijk onderzoek uitgevoerd door een neonatoloog. Recentelijk is deze aanpak aangevuld met de beoordeling van hemoglobinezuurstofverzadiging in zowel de bovenste als onderste ledematen (pre- en post-ductale saturatie) om de diagnostische gevoeligheid te verbeteren, hoewel deze praktijk nog niet uniform landelijk is geadopteerd. Convergente aanwijzingen geven aan dat deze screeningsstrategieën worden beïnvloed door aanzienlijke beperkingen in zowel gevoeligheid (het niet identificeren van aangedane individuen) als specificiteit (vals-positieve bevindingen bij gezonde proefpersonen). Deze beperkingen gaan gepaard met aanzienlijke totale kosten voor het gezondheidszorgsysteem. Het niet correct identificeren van aangedane pasgeborenen kan leiden tot verhoogde morbiditeit en mortaliteit, terwijl overdiagnose leidt tot onnodige tweedelijns diagnostische onderzoeken en een aanzienlijke psychologische last oplegt aan families, die begrijpelijkerwijs angstig blijven totdat diagnostische bevestiging is bereikt.
Het doel van dit onderzoeksproject (proof-of-concept studie) is het ontwikkelen van een digitale classifier die in staat is om hartgeluiden met commercieel verkrijgbare digitale stethoscopen te categoriseren in een binaire classificatiesysteem dat fysiologische van pathologische geluiden onderscheidt. De afleidingsfase zal worden gevolgd door een prospectieve validatiefase, waarin de classifier zal worden toegepast om de diagnostische prestaties te beoordelen. Deze fase zal ook de economische impact van de digitale screeningsaanpak evalueren in vergelijking met de standaardpraktijk.
Tijdens de afleidingsfase zullen pasgeborenen met een bekende cardiovasculaire status, zoals bepaald door eerder echocardiografisch onderzoek (inclusief zowel gezonde proefpersonen als die met aangeboren hartafwijkingen), worden ingeschreven. Hartgeluiden zullen worden opgenomen in een rustige omgeving onder standaard klinische omstandigheden, zonder sedatie. Digitale opnames worden opgeslagen in WAV-formaat en geanalyseerd om een binaire classificatiealgoritme te ontwikkelen dat in staat is gezonde van pathologische gevallen te onderscheiden. Na ontwikkeling zal de classifier prospectief worden toegepast op een validatiecohort van pasgeborenen die conventionele cardiovasculaire screening ondergaan (klinisch onderzoek en pre- en post-ductale pulsoximetrie), gevolgd door classificatie met het onderzochte digitale instrument. Alle deelnemers zullen vervolgens bevestigende echocardiografie ondergaan. Diagnostische prestatiemetingen, waaronder gevoeligheid, specificiteit, positieve en negatieve voorspellende waarden, en waarschijnlijkheidsratio's, zullen worden berekend voor zowel de digitale als conventionele screeningsmodaliteiten. Bovendien zullen het aantal gemiste pathologische gevallen en het aantal onnodige tweedelijnsonderzoeken als gevolg van vals-positieve bevindingen worden gebruikt om het economische voordelenprofiel van de voorgestelde screeningsstrategie te definiëren. Monte Carlo-simulatietechnieken zullen worden gebruikt om deze bevindingen op nationaal niveau te extrapoleren, gebruikmakend van ISTAT-gegevens over geboortecijfers en ziekteprevalentie.
Er wordt verwacht dat de ontwikkeling van een digitale classifier voor de binaire classificatie van neonatale hartgeluiden haalbaar zal zijn. Bovendien wordt verwacht dat dit instrument superieure diagnostische prestaties zal demonstreren in vergelijking met huidige neonatale screeningsstrategieën, met gunstige implicaties niet alleen voor de accurate identificatie van aangedane en gezonde pasgeborenen, maar ook voor het verminderen van de totale gezondheidszorgkosten geassocieerd met gemiste diagnoses en ongepaste overdiagnose.
Studie Overzicht
Toestand
Gedetailleerde beschrijving
Introductie:
Aangeboren hartafwijkingen (AHA) zijn de meest voorkomende geboortedefecten bij mensen. Een tijdige diagnose van structurele hartafwijkingen bij pasgeborenen en kinderen wordt geassocieerd met verbeterde uitkomsten in de algemene pediatrische populatie. Binnen AHA vormen ductus-afhankelijke AHA een zeldzame groep van cardiovasculaire misvormingen met heterogene anatomische kenmerken, die gemeenschappelijk hebben dat ze ofwel de pulmonale (ductus-afhankelijke pulmonale circulatie) ofwel de systemische (ductus-afhankelijke systemische circulatie) circulatie niet kunnen onderhouden op het moment van ductus-sluiting. Voorbeelden van dergelijke aandoeningen zijn het hypoplastisch linkerhartsyndroom (prevalentie van 2/10.000), ernstige coarctatie van de aorta (prevalentie van 3/10.000), pulmonale atresie met intact ventriculair septum (<1/10.000), kritische neonatale aortaklepstenose (prevalentie ~5/10.000), kritische pulmonaalklepstenose (1-5/10.000) en andere zeldzamere, complexere aangeboren afwijkingen. In deze gevallen is het essentieel om tijdig de juiste diagnose te stellen om de ductus-doorgankelijkheid te waarborgen via prostaglandine-infusie en de patiënt door te verwijzen naar tertiaire pediatrische cardiovasculaire centra.
De huidige screening van pasgeborenen op AHA berust voornamelijk op brachiale en onderste extremiteit pulsoximetrie-screening (POS) en cardiale auscultatie. De diagnostische prestaties van deze praktijk zijn beperkt. POS wordt geplaagd door matige gevoeligheid, met name indien uitgevoerd tijdens de eerste 24 levensuren. Cardiale auscultatie is waarschijnlijk nog beperkter met een gevoeligheid variërend tussen 75-85%.
Hoewel prenatale en neonatale screening van AHA geassocieerd is met een verhoogde herkenning van de ziekte bij pasgeborenen, wordt een aanzienlijk aantal patiënten niet correct geïdentificeerd en komt vertraagde diagnose nog steeds voor in westerse en zelfs meer in ontwikkelingslanden.
Digitale verwerking van hartgeluiden met diagnostische doeleinden is in het recente verleden onderzocht bij volwassenen en oudere kinderen. Wij stellen voor om een specifieke software te ontwikkelen voor automatische dichotome klinische classificatie van hartgeluiden (normaal versus abnormaal) bij pasgeborenen om de neonatale herkenning van structurele hartziekte in deze populatie te verbeteren.
De studie Digitale dIagnose van cardiale SOUND in pediatrische patiënten (DI_SOUND) heeft als doel een tool te ontwikkelen en valideren met het algemene doel de neonatale herkenning van AHA te verbeteren.
Studiedoelen Doel 1: Ontwikkelen van een binaire classificator voor normale versus abnormale hartgeluiden bij pasgeborenen Doel 2: Valideren van de binaire classificator in een opeenvolgende, onafhankelijke cohort van pasgeborenen Doel 3: Kosteneffectiviteitsanalyse van digitale versus standaard screeningsmodaliteit voor AHA bij pasgeborenen
Methoden en studieontwerp Dit is een multicenterstudie en zal worden uitgevoerd in vier pediatrische cardiologieprogramma's in Italië (IRCCS Azienda Ospedaliero-Universitaria di Bologna, IRCCS Ospedale Pediatrico Bambin Gesù in Rome, Azienda Ospedaliero-Universitaria Policlinico Umberto I in Rome en Ospedale Monaldi in Napels) samen met een technische eenheid (Politecnico di Milano). De studie bestaat uit twee opeenvolgende fasen: een afleidings-/trainingsfase (ontwikkeling van binaire classificatie-algoritme, Doel 1) en een validatiefase (validatie van binaire classificatie-algoritme en kosteneffectiviteitsanalyse Doelen 2 en 3) (Grafisch Abstract). Het studieontwerp is gebaseerd op de SPIRIT 2025 Richtlijn. IRB-goedkeuring is verkregen door elke klinische eenheid.
Studiepopulatie:
Afleidingsfase. De studiepopulatie zal neonaten omvatten met bekende cardiovasculaire status, inclusief pasgeborenen met en zonder AHA.
Validatiefase. De studiepopulatie zal pasgeborenen omvatten zonder eerdere cardiovasculaire evaluatie en onbekende cardiovasculaire status. De pre-test waarschijnlijkheid voor AHA zal worden gedefinieerd: hoogrisico pasgeborene voor structurele cardiovasculaire afwijkingen versus neonaten met laag risico (algemene populatie risiconiveau). De hoogrisico subgroep zal pasgeborenen omvatten met bestaande foetale echografie die cardiovasculaire afwijkingen suggereert en diegenen met klinische indicatie voor pediatrische cardiologie-evaluatie (abnormale neonatale screening, tekenen/symptomen). De laagrisico subgroep (benaderend patiëntniveau prevalentie voor structurele cardiovasculaire afwijkingen) zal opeenvolgende neonaten omvatten specifiek ingeschreven voor dit onderzoeksdoel en zonder enige indicatie voor cardiovasculaire evaluatie.
Inclusiecriteria
- Leeftijd < 30 dagen
- Ondertekende geïnformeerde toestemming verkregen van ouder(s) of vertegenwoordiger(s) Exclusiecriteria
- Onvermogen om een diagnostische echocardiogram te verkrijgen
- Gewicht minder dan 1,5 kg
Studie-instrument:
Hartgeluiden zullen worden opgenomen met behulp van de Littmann Core Stethoscoop (Eko Software) (3M Company, Minnesota/USA). Digitale opnames zullen worden opgeslagen als wav-bestanden in een speciaal versleuteld platform voor gegevensuitwisseling tussen centra.
Elke pasgeborene ingeschreven in de studie zal een gestandaardiseerd en volledig echocardiogram ondergaan door ervaren operators zoals gerapporteerd in Tabel 1 en in het volledige Studieprotocol ingediend als Online Aanvullend Materiaal. Echocardiografische evaluatie zal worden uitgevoerd volgens bestaande richtlijnen voor neonatale echocardiografie.28 Onderzoeken zullen worden uitgevoerd met gestandaardiseerde en reproduceerbare aanpak (Tabel 1). Ze zullen worden opgeslagen op een digitale drager. Na anonimisering zullen de onderzoeken worden overgedragen aan het Echocardiografische Studie Core Imaging Laboratorium voor formele beoordeling en adjudicatie.
Een webgebaseerd, versleuteld Case Report Form zal worden gemaakt met behulp van de institutionele REDCap (Vanderbilt University) licentie van IRCCS Azienda Ospedaliero-Universitaria di Bologna.
Studieprocedure:
Patiëntinschrijving Voor de afleidingsfase zullen pasgeborenen zonder AHA worden ingeschreven op het moment van ontslag uit het Ob/Gyn-programma en pasgeborenen met AHA zullen worden ingeschreven op het moment van cardiovasculaire evaluatie. Voor de validatiefase zullen opeenvolgende pasgeborenen worden ingeschreven op het moment van ontslag uit de Ob/Gyn-eenheid.
Grafisch abstract vat de studiepijplijn samen. Afleidingsfase Na screening van in aanmerking komende patiënten, zal schriftelijke geïnformeerde toestemming worden verkregen van ouders of verzorgers.
De eerste echocardiografische evaluatie zal plaatsvinden op een postnatale leeftijd < 30 dagen. Leeftijd bij opname en echocardiografische evaluatie zal niet eerder dan 7 dagen na de geboorte worden gepland om voltooiing van een goede cardio-circulatoire transitie in de gezonde pasgeborenen mogelijk te maken (d.w.z. ductus-sluiting, pulmonale vasculaire remodeling, foramen ovale fysiologische shunt). Het echocardiogram zal worden gekoppeld aan een anonieme identificator die zal worden gebruikt om het onderzoek aan de patiënt te koppelen zonder de privacy van de patiënt te schenden. Het onderzoek zal digitaal worden opgeslagen en overgedragen aan het Echocardiografie Studie Core Lab voor formele revisie. De neonatale cardiovasculaire status zal op gepaste wijze worden gelabeld als met of zonder cardiovasculaire afwijkingen.
Hartgeluid zal digitaal worden opgenomen met als acquisitieapparaat de Littmann Core Stethoscoop (Eko Software) (3M Company, Minnesota/USA). Cardiale geluidstracés zullen worden opgenomen en opgeslagen in wav-formaat en versleuteld overgedragen aan de Bioengineer Onderzoeksunit voor verdere verwerking. De neonatale cardiovasculaire status zal niet geblindeerd zijn voor de Bioengineer Onderzoeksunit om een goede afhandeling van classificator training mogelijk te maken.
De details van de acquisitiemethode zijn als volgt:
- Acquisitieapparaat: Littmann Core Stethoscoop (Eko Software) (3M Company, Minnesota/USA)
- Positie van de auscultatie: midden precordium. Zachte druk wordt uitgeoefend op de borst, spontane ademhaling, patiënten worden zo kalm mogelijk gehouden met maternage zonder enige sedatie
- Gemiddelde opnameduur: 15 seconden Fonocardiografische signalen zullen worden opgeslagen als wav-bestanden in een versleuteld cloudsysteem om te worden overgedragen voor verdere analyse (Grafisch abstract). Tracés zullen een voorlopige verwerking ondergaan om achtergrondruis te verwijderen, en zullen worden gesegmenteerd om geluidsmonsters van homogene geschikte afgestemde duur te genereren. Als laatste stap van de preprocessing zullen de gefilterde opnamen worden genormaliseerd om inhomogeniteit in de geëxtraheerde kenmerken te voorkomen. Gegevensanalyse zal vervolgens worden geïmplementeerd op basis van handgemaakte kenmerk extractie. Het hoofddoel van kenmerk extractie is om een klein aantal representatieve kenmerken te identificeren, d.w.z., karakteristieke eigenschappen van een geluidsmonster, die de hoogdimensionale ruwe signalen vervangen terwijl nog steeds de informatieve inhoud met betrekking tot het onderzochte fenomeen behouden blijft. Relevante kenmerken worden vervolgens gevoed aan het classificatie-algoritme om te onderscheiden tussen gezonde en abnormale proefpersonen. Meerdere verschillende technieken worden typisch gebruikt voor kenmerk extractie in geluidssignalen, en kunnen losjes worden gegroepeerd in frequentiedomeintechnieken (bijv., Fast Fourier transform (FFT), Discrete Cosine Transform (DCT), Short Time Fourier transform (STFT)), tijd-frequentie domeintechnieken (bijv., Linear Frequency Band Cepstral (LFBC), Mel Frequency Cepstrum Coefficients (MFCC) en lineaire predictieve codering (LPC)), en tijddomeintechnieken (bijv., zero-crossing detectie en peak finding). Elk van deze technieken biedt descriptoren van potentieel relevante eigenschappen van het geluidsmonster, die kunnen worden gebruikt als kenmerken of verder kunnen worden verwerkt om hogere niveau kenmerken van het signaal te extraheren (zoals systole en diastole variabiliteit). Om de robuustheid van onze resultaten voor minder-dan-ideale acquisitieomstandigheden te maximaliseren, zullen we de classificators trainen met kenmerken uit alle bovengenoemde domeinen en zullen we een kenmerk selectieprocedure uitvoeren om die kenmerken te selecteren die het meest gecorreleerd zijn aan de uitkomst van belang. We zullen als mogelijke classificators beschouwen: Logistische Regressie, AdaBoost, XGBoost, Random Forest, Support Vector Machines en Hidden Markov Models. Neurale netwerken kunnen worden geïmplementeerd indien passend en haalbaar. Volgens de standaard best practice, zal de dataset worden gesplitst in trainingsset, validatieset en testdataset. Voor het evalueren van de prestaties van classificators, zal K-Fold kruisvalidatie met verschillende vouw aantallen worden gebruikt: 10-voud, 5-voud, en Leave-One-Out-Cross-Validation (LOOCV). In LOOCV is het aantal vouwen gelijk aan het aantal opnamen. Gini belangrijkheid voor Random Forest classificators zal worden gebruikt als een tool om parameters met de minste voorspellende bijdrage te valideren. Zodra een geschikte classificator is getraind, zal een post-training analyse worden uitgevoerd om de meest relevante kenmerken te bepalen. Het doel van deze analyse is om te onderzoeken in welke mate elk kenmerk bijdraagt aan de selectie van de ene klasse ten opzichte van de andere. Technieken voor kenmerk relevantie schatting gebaseerd op SHAP-waarden, of permutatieanalyse zullen ook worden toegepast met het doel om een juiste verklaring te geven voor de modelbeslissing (Grafisch Abstract).
Validatiefase Klinische softwarevalidatie (Doel 2) Na screening van in aanmerking komende patiënten zal schriftelijke geïnformeerde toestemming worden verkregen van ouders of verzorgers.
Klinische screening zal worden uitgevoerd zoals vereist door de Italiaanse wet. Pre-ductale (rechterarm) zuurstofsaturatie en post-ductale (been) zuurstofsaturatie zullen worden geregistreerd. Lichamelijk onderzoek zal femorale arteriële pulsdetectie en hartauscultatie omvatten.
Klinische screeningsuitvoer drempelcriteria zijn samengevat in Tabel 2. Voor deze fase zullen we patiënten inschrijven met behulp van een blokstratificatie voor hoog AHA risico versus laag (standaard) AHA risicostatus voor elke pasgeborene.
Hartopnamen zullen worden verworven (30 seconden lengte) vóór uitgebreide echocardiografie door een getrainde onderzoeksonderzoeker. Leeftijd bij opname en echocardiografische evaluatie zal niet eerder dan 7 dagen na de geboorte worden gepland om voltooiing van een goede cardio-circulatoire transitie in de gezonde pasgeborenen mogelijk te maken (d.w.z. ductus-sluiting, pulmonale vasculaire remodeling, foramen ovale fysiologische shunt).
De echocardiografie zal worden uitgevoerd volgens huidige richtlijnen door een ervaren pediatrische cardiovasculaire beeldvormer geblindeerd voor klinische en digitale screeningsresultaten. Voorlopige inter- en intra-observer variabiliteit tussen toegewijde expert cardiovasculaire beeldvormers tussen centra zal worden uitgevoerd in een kleine patiëntsubset.
Relevante geanonimiseerde demografische gegevens, cardiovasculaire status, en relevante onderzoeksvariabelen zullen worden opgeslagen in een versleutelde, webgebaseerde, op onderzoek gerichte online software.
Digitaal geanonimiseerde echocardiografische clips zullen worden overgedragen aan het Echocardiografie Studie Core Lab dat de uiteindelijke, formele beoordeling van de onderzoeken zal uitvoeren door de patiëntenpopulatie te dichotomiseren in normaal en abnormaal onderzoek. Elk potentieel conflict van interpretatie zal worden opgelost met consensus en onder alle Units hartbeeldvormers.
Concordantie/discordantie patroon tussen patiëntgerichte vergelijkingen tussen digitale en klinische screeningsresultaten zal worden uitgevoerd met behulp van de echocardiografie als primaire modaliteit van uitkomst vaststelling (Figuur 1).
Kosteneffectiviteitsvalidatie (Doel 3) Doel 3 zal de potentiële directe effecten op gezondheidszorg en uitgavenbeperking van de digitale screening vergeleken met de huidige praktijk onderzoeken. Voor dit onderzoeksdoel zal de doelpopulatie alleen bestaan uit laag AHA risico pasgeborenen zonder enige indicatie voor cardiovasculaire evaluatie om de niet-geselecteerde cardiovasculaire afwijkingen prevalentie in de algemene populatie te benaderen.
Het aantal voorkomen onnodige onderzoeken met behulp van digitale screening en het aantal gemiste potentieel noodzakelijke onderzoeken met behulp van digitale screening zullen worden gemodelleerd als uitkomst van belang. Disease related group nationale vergoeding zal worden gebruikt om de marginale kosteneffectiviteit van neonatale digitale screening te modelleren met standaard van zorg screeningsmodaliteit als vergelijking.
Statistische overwegingen:
Methoden van gegevensverzameling Patiëntniveau gegevens (demografie, obstetrische geschiedenis, familiegeschiedenis) zullen worden verzameld op het moment van digitale acquisitie van hartopnamen, en opgeslagen (zoals eerder aangegeven) in een gebruikelijk, webgebaseerd, goed versleuteld database met digitale anonimisering, door toegewijde onderzoekspersoneel. Digitale acquisitie van hartopnamen zal worden verworven zoals eerder gespecificeerd. Echocardiografie zal worden uitgevoerd door toegewijde ervaren pediatrische cardiovasculaire beeldvormers. Een voorlopige inter- en intra-observer variabiliteit voor de echocardiografische evaluatie zal worden uitgevoerd op 1% van de totale populatie (variabiliteit testcohort).
Statistisch plan Tussen-groep vergelijkingen voor klinische en uitkomstvariabelen zullen worden uitgevoerd met behulp van onafhankelijke steekproeven t-toets, Wilcoxon rangsomtoets, chi-kwadraat analyse, of Fisher's exacte toets met geschikte variabele-specifieke noemers.
Voor experimenteel ontwerp doel 1, zijn beperkte gegevens beschikbaar om een betrouwbare powerberekening op te stellen in dit stadium, maar we verwachten 600 patiënten in te schrijven met een 2:1 ziek:gezonde pasgeborenen ratio in deze experimentele fase.
Specifieke potentiële classificators zullen worden bestudeerd in de spectrale kenmerken, cepstrale kenmerken en tijddomeinkenmerken. Logistische regressie, boosting algoritmen (AdaBoost, XGBoost, Random Forest) zullen worden gebruikt. Dataset zal worden gesplitst in trainingsset, validatieset en testdataset. De prestaties van de classificators zullen worden geëvalueerd met behulp van K-Fold kruisvalidatie met verschillende vouw aantallen. Verschillende vouw niveaus zullen worden getest: 10-voud, 5-voud, en Leave-One-Out-Cross-Validation (LOOCV), strevend naar >95% gevoeligheid en >90% specificiteit. Gini belangrijkheid voor Random Forest classificators zal worden gebruikt als een tool om parameters met de minste voorspellende bijdrage te valideren.
Gini belangrijkheid kan worden gedefinieerd als de waarschijnlijkheid van het maken van een foutieve classificatie van een willekeurig gekozen record als het willekeurig zou worden gelabeld in de klassendistributie. Tijdens de training van de beslissingsbomen van het random forest, is elke boom een set van interne knopen en bladeren. In de interne knoop wordt het geselecteerde kenmerk gebruikt om een beslissing te nemen om de dataset in twee afzonderlijke splitsingen te verdelen. Selectie van het kenmerk wordt gedaan met het Gini onzuiverheidscriterium. Het kenmerk dat de hoogste afname van Gini onzuiverheid brengt, wordt geselecteerd voor de interne knopen. Zelfs na training, kan hoe elk kenmerk de onzuiverheid vermindert worden berekend en geaccepteerd als het belang van dat kenmerk.
Netto classificatieverbetering zal worden gebruikt als de belangrijkste statistische analyse voor Experimenteel Doel 2, met 'standaard van zorg' screeningsmodaliteit als vergelijkingsgroep. Gevoeligheid, specificiteit, positieve en negatieve voorspellende waarden zullen worden berekend, en likelihood ratio zal worden geanalyseerd. C-statistiek zal worden gebruikt om de diagnostische prestaties van het nieuw gevalideerde algoritme te berekenen. Bootstrapping zal worden gebruikt om betrouwbaarheidsintervallen te genereren.
Voor experimenteel ontwerp doel 2, wordt steekproefgrootte berekening gepresenteerd voor gevoeligheid. Vaststellen van alfafout op 0,05 en strevend naar 0,9 power (1-beta fout), zullen ~1900 patiënten nodig zijn om onze software te valideren als de ziekteprevalentie 0,01 is. Dienovereenkomstig zal een onafhankelijk validatiecohort van geschikte grootte opeenvolgend worden gescreend.
Gegevens zullen worden gerapporteerd als gemiddelde ± standaarddeviatie, mediaan (eerste en derde kwartiel) of frequentie (%). Alle toetsen waren tweezijdig. Een p-waarde <0,05 werd als significant beschouwd. Standaard statistische analyse zal worden uitgevoerd met behulp van STATA® 17h Release data-analyse software (StataCorp LP, College Station, TX).
Discussie Het hoofddoel van de DI_SOUND studie is het ontwikkelen en valideren van een digitale classificator van pasgeboren hartgeluiden om de efficiëntie en effectiviteit van neonatale AHA screening te verbeteren. Huidige klinische neonatale screening berust op arm- en beenzuurstofsaturatie aflezing samen met lichamelijk onderzoek door een neonatoloog op het moment van pre-ontslag postnatale evaluatie. Cardiovasculaire auscultatie is historisch gezien een belangrijk onderdeel van neonatale cardiovasculaire screening, maar het heeft beperkingen. De diagnostische prestaties van huidige neonatale cardiovasculaire screeningsprotocollen zijn beperkt. Potentiële factoren die de screeningsgevoeligheid beïnvloeden omvatten: a) prenatale herkenning van AHA die meestal leidt tot centrale zorg van neonaten met cardiovasculaire afwijkingen die de blootstelling aan pasgeborenen met AHA door de algemene gemeenschap van pediatrische artsen in opleiding en junior pediatrische zorgverleners kan beïnvloeden; b) vroege postnatale ontslag (meestal binnen 48-72 uur na geboorte) dat de akoestische correlaten van grote post-tricuspid shunt en complexe AHA kan beperken in de setting van resterende hoge pulmonale vasculaire weerstand en vroege circulatoire transitie; c) verminderd vermogen om een lichamelijk onderzoek uit te voeren in de setting van geavanceerde medische technologieën. Bovendien is tijdige herkenning van pasgeborenen met AHA bijzonder problematisch in ontwikkelingslanden, waar algemene neonatale zorg verminderd is en de beschikbaarheid van neonatologen meestal zeer beperkt is. Vanuit een puur kosteneffectiviteitsprofiel is neonatale herkenning en passende zorg van kritieke (meestal ductus-afhankelijke) zeer gunstig omdat AHA behandeling leidt tot een substantiële winst van kwaliteit-gecorrigeerde levensjaren, zelfs in ontwikkelingslanden met beperkte gezondheidszorgmiddelen.
AHA screening heeft ook beperkte specificiteit. Dit genereert meestal een aanzienlijk aantal onnodige cardiovasculaire neonatale evaluaties met significante gezondheidszorg inefficiënte middelenbenutting, familieangst, verlengde neonatale hospitalisatie.
Wij geloven dat een tool gemakkelijk implementeerbaar in commercieel beschikbare digitale gezondheidszorgplatforms een substantiële positieve impact kan hebben op het beheer van pasgeborenen met AHA. Het verbeteren van screeningsgevoeligheid zal het aantal "vals negatieve" screeningsresultaten verminderen met een potentieel grote impact op patiëntveiligheid, prognose, patiëntenzorg, ziekenhuislogistiek en dit effect kan zelfs meer uitgesproken zijn in lage-inkomensinstellingen zoals ontwikkelingslanden of afgelegen gebieden met uitdagende toegang tot tertiaire verwijzingscentra, en langere transporttijd.33 Betere screeningsspecificiteit zal het aantal "vals positieve" resultaten verminderen met positief effect op gezondheidszorgkosten, verminderde familieangst en pasgeboren ongemak. Belangrijker nog, een digitale classificator kan gemakkelijk worden geïmplementeerd in tele-geneeskunde webgebaseerde platforms, waardoor screeningsschaalbaarheid, penetratie en real-world efficiëntie worden geoptimaliseerd.
Beperking De meest opmerkelijke beperking is het ontbreken van betrouwbare gegevens om de power te berekenen voor de ontwikkelings-/trainingsfase. Ten tweede, sommige ernstige AHA (onder andere transpositie van de grote arteriën met intact ventriculair septum) kunnen minimale akoestische correlaten hebben, en daarom kan onze aanpak van beperkte efficiëntie zijn voor deze laesies. Ten derde, klinische screeningsmodaliteit integreert een verscheidenheid aan niet-akoestische informatie, zoals algemeen pasgeboren uiterlijk, ademhalingspatroon, femorale pulsen, zuurstofsaturatie. Het is mogelijk dat klinische screeningsmethode beter presteert dan digitale screening voor specifieke subsets van aangeboren laesies. Tenslotte, ontwikkeling en validatie van een diagnostische tool in een specifieke wereldregio kan op zichzelf een beperking vormen die de wereldwijde generaliseerbaarheid beïnvloedt.
Conclusie De DI_SOUND studie heeft het algemene doel om cardiovasculaire pasgeboren screening te transformeren door technologie te benutten om diagnostische prestaties te verbeteren, wereldwijde penetratie van telemonitoring screening te bevorderen, gezondheidszorgkosten te verminderen, patiëntveiligheid te verbeteren. De studie zal bewijzen of ontwikkeling en validatie van een digitale classificator van neonatale hartgeluiden haalbaar is en hoe dit klinische uitkomsten, patiëntenzorg, ziekenhuisopnames en screeningsefficiëntie zal beïnvloeden.
Studietype
Inschrijving (Geschat)
Contacten en locaties
Studiecontact
- Naam: Gabriele Egidy Assenza, MD
- Telefoonnummer: +39 0512149072 0512149072
- E-mail: gabriele.egidyassenza@aosp.bo.it
Studie Locaties
-
-
-
Naples, Italië, 80131
- Werving
- Azienda Ospedaliera Monaldi di Napoli
-
Contact:
- Maria Giovanna Russo, MD
- Telefoonnummer: +39 0817061111 0817061111
- E-mail: ospedalideicolli@pec.it
-
-
BO
-
Bologna, BO, Italië, 40138
- Werving
- IRCCS Azienda Ospedaliero-Universitaria di Bologna Sant'Orsola-Malpighi
-
Contact:
- Gabriele Egidy Assenza, MD
- Telefoonnummer: +39 0512149072 0512149072
- E-mail: gabriele.egidyassenza@aosp.bo.it
-
-
Michigan
-
Milan, Michigan, Italië, 20133
- Actief, niet wervend
- Politecnico di Milano
-
-
RM
-
Roma, RM, Italië, 00161
- Werving
- Policlinico Umberto i di Roma
-
Contact:
- Paolo Versacci, MD
- Telefoonnummer: +39 0649977050 0649977050
- E-mail: protocollo@pec.policlinicoumberto1.it
-
Roma, RM, Italië
- Werving
- IRCCS Ospedale Pediatrico Bambin Gesu', Roma
-
Contact:
- Giulio Calcagni, MD
- Telefoonnummer: +39 0668591 0668591
- E-mail: presidenza@pec.opbg.net
-
-
Deelname Criteria
Geschiktheidscriteria
Leeftijden die in aanmerking komen voor studie
- Kind
Accepteert gezonde vrijwilligers
Bemonsteringsmethode
Studie Bevolking
Beschrijving
Inclusiecriteria:
- Leeftijd < 30 dagen
- Ondertekende toestemmingsverklaring verkregen van ouder(s) of vertegenwoordiger(s)
Exclusiecriteria:
- Onvermogen om een diagnostische echocardiogram te verkrijgen
- Gewicht minder dan 1,5 kg
Studie plan
Hoe is de studie opgezet?
Ontwerpdetails
Wat meet het onderzoek?
Primaire uitkomstmaten
Uitkomstmaat |
Maatregel Beschrijving |
Tijdsspanne |
|---|---|---|
|
Binaire classificator voor normale versus abnormale hartgeluiden bij pasgeborenen
Tijdsspanne: een jaar
|
Er zal een algoritme worden ontwikkeld dat in staat is normale van pathologische hartgeluiden te onderscheiden op basis van hartauscultatie uitgevoerd met een digitale stethoscoop
|
een jaar
|
Secundaire uitkomstmaten
Uitkomstmaat |
Maatregel Beschrijving |
Tijdsspanne |
|---|---|---|
|
Validatie van de binaire classifier in een opeenvolgende, onafhankelijke cohort van pasgeborenen
Tijdsspanne: een jaar
|
Opeenvolgende pasgeborenen ondergaan klinische screening en digitale screening met behulp van het DI_SOUND-algoritme.
Een uitgebreid echocardiogram dient als referentie om de diagnostische prestaties van het DI_SOUND-algoritme te beoordelen.
|
een jaar
|
Andere uitkomstmaten
Uitkomstmaat |
Maatregel Beschrijving |
Tijdsspanne |
|---|---|---|
|
Kosteneffectiviteitsanalyse van digitale versus standaard screeningsmodaliteit voor CHD bij pasgeborenen
Tijdsspanne: Zes maanden
|
De mogelijkheden voor een direct effect op de gezondheidszorg en kostenbeheersing van de digitale screening in vergelijking met de huidige praktijk zullen worden onderzocht.
|
Zes maanden
|
Medewerkers en onderzoekers
Onderzoekers
- Hoofdonderzoeker: Gabriele Egidy Assenza, MD, IRCCS Azienda Ospedaliero-Universitaria di Bologna Sant'Orsola-Malpighi
Publicaties en nuttige links
Algemene publicaties
- van der Linde D, Konings EE, Slager MA, Witsenburg M, Helbing WA, Takkenberg JJ, Roos-Hesselink JW. Birth prevalence of congenital heart disease worldwide: a systematic review and meta-analysis. J Am Coll Cardiol. 2011 Nov 15;58(21):2241-7. doi: 10.1016/j.jacc.2011.08.025.
- Norwood WI, Lang P, Hansen DD. Physiologic repair of aortic atresia-hypoplastic left heart syndrome. N Engl J Med. 1983 Jan 6;308(1):23-6. doi: 10.1056/NEJM198301063080106. No abstract available.
- Lai WW, Geva T, Shirali GS, Frommelt PC, Humes RA, Brook MM, Pignatelli RH, Rychik J; Task Force of the Pediatric Council of the American Society of Echocardiography; Pediatric Council of the American Society of Echocardiography. Guidelines and standards for performance of a pediatric echocardiogram: a report from the Task Force of the Pediatric Council of the American Society of Echocardiography. J Am Soc Echocardiogr. 2006 Dec;19(12):1413-30. doi: 10.1016/j.echo.2006.09.001. No abstract available.
- Yang Y, Huang Y, Knight JH, Oster ME, Kochilas LK. Association of Rurality With Mortality After Congenital Heart Surgery. Circ Cardiovasc Qual Outcomes. 2025 Jun;18(6):e011708. doi: 10.1161/CIRCOUTCOMES.124.011708. Epub 2025 May 13.
- Hom LA, Martin GR. U.S. international efforts on critical congenital heart disease screening: can we have a uniform recommendation for Europe? Early Hum Dev. 2014 Sep;90 Suppl 2:S11-4. doi: 10.1016/S0378-3782(14)50004-7.
- Zhang NS, Yang JY, Goldhaber JI, Phan BAP, Cheitlin MD. Cardiac auscultation skills among medical trainees. Am Heart J. 2025 Aug;286:14-17. doi: 10.1016/j.ahj.2025.03.006. Epub 2025 Mar 15.
- Wazed E, Lee J, Jeong H. Deep Learning for Heart Sound Abnormality of Infants: Proof-of-Concept Study of 1D and 2D Representations. Children (Basel). 2025 Sep 12;12(9):1221. doi: 10.3390/children12091221.
- Jabbar A, Grooby E, Poh YY, Ahmad KI, Hassanuzzaman M, Mostafa R, Khandoker AH, Marzbanrad F. Automated detection of pediatric congenital heart disease from phonocardiograms using deep and handcrafted feature fusion. Comput Biol Med. 2025 Oct;197(Pt A):110993. doi: 10.1016/j.compbiomed.2025.110993. Epub 2025 Sep 9.
- Thompson WR, Reinisch AJ, Unterberger MJ, Schriefl AJ. Artificial Intelligence-Assisted Auscultation of Heart Murmurs: Validation by Virtual Clinical Trial. Pediatr Cardiol. 2019 Mar;40(3):623-629. doi: 10.1007/s00246-018-2036-z. Epub 2018 Dec 12.
- Sharma P, Newman K, Long CS, Gasiewski AJ, Barnes F. Use of Wavelet Transform to Detect Compensated and Decompensated Stages in the Congestive Heart Failure Patient. Biosensors (Basel). 2017 Sep 20;7(3):40. doi: 10.3390/bios7030040.
- Sepehri AA, Kocharian A, Janani A, Gharehbaghi A. An Intelligent Phonocardiography for Automated Screening of Pediatric Heart Diseases. J Med Syst. 2016 Jan;40(1):16. doi: 10.1007/s10916-015-0359-3. Epub 2015 Oct 30.
- Pedrosa J, Castro A, Vinhoza TT. Automatic heart sound segmentation and murmur detection in pediatric phonocardiograms. Annu Int Conf IEEE Eng Med Biol Soc. 2014;2014:2294-7. doi: 10.1109/EMBC.2014.6944078.
- Beritelli F, Capizzi G, Lo Sciuto G, Napoli C, Scaglione F. Automatic heart activity diagnosis based on Gram polynomials and probabilistic neural networks. Biomed Eng Lett. 2017 Aug 22;8(1):77-85. doi: 10.1007/s13534-017-0046-z. eCollection 2018 Feb.
- Chowdhury MEH, Khandakar A, Alzoubi K, Mansoor S, M Tahir A, Reaz MBI, Al-Emadi N. Real-Time Smart-Digital Stethoscope System for Heart Diseases Monitoring. Sensors (Basel). 2019 Jun 20;19(12):2781. doi: 10.3390/s19122781.
- Elgendi M, Kumar S, Guo L, Rutledge J, Coe JY, Zemp R, Schuurmans D, Adatia I. Detection of Heart Sounds in Children with and without Pulmonary Arterial Hypertension--Daubechies Wavelets Approach. PLoS One. 2015 Dec 2;10(12):e0143146. doi: 10.1371/journal.pone.0143146. eCollection 2015.
- Huang Y, Zhong S, Zhang X, Kong L, Wu W, Yue S, Tian N, Zhu G, Hu A, Xu J, Zhu H, Sun A, Qin F, Wang Z, Wu S. Large scale application of pulse oximeter and auscultation in screening of neonatal congenital heart disease. BMC Pediatr. 2022 Aug 12;22(1):483. doi: 10.1186/s12887-022-03540-7.
- Freud LR, McElhinney DB, Marshall AC, Marx GR, Friedman KG, del Nido PJ, Emani SM, Lafranchi T, Silva V, Wilkins-Haug LE, Benson CB, Lock JE, Tworetzky W. Fetal aortic valvuloplasty for evolving hypoplastic left heart syndrome: postnatal outcomes of the first 100 patients. Circulation. 2014 Aug 19;130(8):638-45. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.114.009032. Epub 2014 Jul 22.
- Kotb MA, Elmahdy HN, Seif El Dein HM, Mostafa FZ, Refaey MA, Rjoob KWY, Draz IH, Basanti CWS. The Machine Learned Stethoscope Provides Accurate Operator Independent Diagnosis of Chest Disease. Med Devices (Auckl). 2020 Jan 23;13:13-22. doi: 10.2147/MDER.S221029. eCollection 2020.
- Durand LG, Pibarot P. Review: Most Recent Advancements in Digital Signal Processing of the Phonocardiogram. Crit Rev Biomed Eng. 2017;45(1-6):453-509. doi: 10.1615/CritRevBiomedEng.v45.i1-6.170.
- Banerjee R, Dutta Choudhury A, Deshpande P, Bhattacharya S, Pal A, Mandana KM. A robust dataset-agnostic heart disease classifier from Phonocardiogram. Annu Int Conf IEEE Eng Med Biol Soc. 2017 Jul;2017:4582-4585. doi: 10.1109/EMBC.2017.8037876.
- Hoff H, Quary S, Keesari R, Oster ME. Evaluating the Modified American Academy of Pediatrics Screening Algorithm for Critical Congenital Heart Disease. Am J Perinatol. 2025 Apr;42(5):674-682. doi: 10.1055/a-2416-5637. Epub 2024 Sep 17.
- Gardiner HM, Kovacevic A, van der Heijden LB, Pfeiffer PW, Franklin RC, Gibbs JL, Averiss IE, Larovere JM. Prenatal screening for major congenital heart disease: assessing performance by combining national cardiac audit with maternity data. Heart. 2014 Mar;100(5):375-82. doi: 10.1136/heartjnl-2013-304640. Epub 2013 Nov 22.
- Sharland G. Fetal cardiac screening and variation in prenatal detection rates of congenital heart disease: why bother with screening at all? Future Cardiol. 2012 Mar;8(2):189-202. doi: 10.2217/fca.12.15.
- Martin GR, Ewer AK, Gaviglio A, Hom LA, Saarinen A, Sontag M, Burns KM, Kemper AR, Oster ME. Updated Strategies for Pulse Oximetry Screening for Critical Congenital Heart Disease. Pediatrics. 2020 Jul;146(1):e20191650. doi: 10.1542/peds.2019-1650. Epub 2020 Jun 4.
- Arlettaz R, Bauschatz AS, Monkhoff M, Essers B, Bauersfeld U. The contribution of pulse oximetry to the early detection of congenital heart disease in newborns. Eur J Pediatr. 2006 Feb;165(2):94-8. doi: 10.1007/s00431-005-0006-y. Epub 2005 Oct 7.
- Khammari Nystrom F, Petersson G, Stephansson O, Johansson S, Altman M. Diagnostic values of the femoral pulse palpation test. Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed. 2020 Jul;105(4):375-379. doi: 10.1136/archdischild-2019-317066. Epub 2019 Oct 9.
- Aggarwal V, Mulukutla V, Maskatia S, Justino H, Mullins CE, Qureshi AM. Outcomes after Balloon Pulmonary Valvuloplasty for Critical Pulmonary Stenosis and Incidence of Coronary Artery Fistulas. Am J Cardiol. 2018 Jun 15;121(12):1617-1623. doi: 10.1016/j.amjcard.2018.02.049. Epub 2018 Mar 13.
- Durand I, Deverriere G, Thill C, Lety AS, Parrod C, David N, Barre E, Hazelzet T. Prenatal Detection of Coarctation of the Aorta in a Non-selected Population: A Prospective Analysis of 10 Years of Experience. Pediatr Cardiol. 2015 Aug;36(6):1248-54. doi: 10.1007/s00246-015-1153-1. Epub 2015 Apr 7.
- Tworetzky W, Wilkins-Haug L, Jennings RW, van der Velde ME, Marshall AC, Marx GR, Colan SD, Benson CB, Lock JE, Perry SB. Balloon dilation of severe aortic stenosis in the fetus: potential for prevention of hypoplastic left heart syndrome: candidate selection, technique, and results of successful intervention. Circulation. 2004 Oct 12;110(15):2125-31. doi: 10.1161/01.CIR.0000144357.29279.54. Epub 2004 Oct 4.
- Chakraborty A, Gorla SR, Swaminathan S. Impact of prenatal diagnosis of complex congenital heart disease on neonatal and infant morbidity and mortality. Prenat Diagn. 2018 Nov;38(12):958-963. doi: 10.1002/pd.5351. Epub 2018 Sep 27.
Studie record data
Bestudeer belangrijke data
Studie start (Werkelijk)
Primaire voltooiing (Werkelijk)
Studie voltooiing (Geschat)
Studieregistratiedata
Eerst ingediend
Eerst ingediend dat voldeed aan de QC-criteria
Eerst geplaatst (Werkelijk)
Updates van studierecords
Laatste update geplaatst (Werkelijk)
Laatste update ingediend die voldeed aan QC-criteria
Laatst geverifieerd
Meer informatie
Termen gerelateerd aan deze studie
Aanvullende relevante MeSH-voorwaarden
Andere studie-ID-nummers
- PNRR-MR1-2022-12376762
- PNRR: M6/C2_CALL 2022 (Ander subsidie-/financieringsnummer: PNRR)
Plan Individuele Deelnemersgegevens (IPD)
Bent u van plan om gegevens van individuele deelnemers (IPD) te delen?
Informatie over medicijnen en apparaten, studiedocumenten
Bestudeert een door de Amerikaanse FDA gereguleerd geneesmiddel
Bestudeert een door de Amerikaanse FDA gereguleerd apparaatproduct
Deze informatie is zonder wijzigingen rechtstreeks van de website clinicaltrials.gov gehaald. Als u verzoeken heeft om uw onderzoeksgegevens te wijzigen, te verwijderen of bij te werken, neem dan contact op met register@clinicaltrials.gov. Zodra er een wijziging wordt doorgevoerd op clinicaltrials.gov, wordt deze ook automatisch bijgewerkt op onze website .