Trender i oksygenmetning hos friske spedbarn i de første dagene av livet: "TOST"-studien

BAKGRUNN:

Nyfødtperioden er en overgangstid fra det intrauterine til det ekstrauterine miljøet. Arteriell føtal oksygenmetning før fødsel er omtrent 65 %. I løpet av minutter etter fødsel, og med start av respirasjon, stiger den nyfødtes oksygenmetning nær normale postnatale verdier.

I praksis måles oksygenmetning kontinuerlig ved hjelp av en transkutan sonde koblet til et pulsoksymeter. Sonden belyser det lokale vevet og den sanne oksygenmetningen estimeres ved å måle bølgelengdene til lys som ikke absorberes. Denne metoden for transkutan oksygenmetningsmåling (SpO2) gir et nøyaktig estimat av den sanne oksygenmetningen som kan sammenlignes med målinger gjort via kooksymetri ved bruk av fullblod (1,2).

Beskrivelse av problem: Friske nyfødte gjennomgår ikke rutinemessig overvåking av oksygenmetning. Helseteamet vet derfor ikke om svingninger i oksygenmetning er et normalt fenomen. Det er viktig å ha en klar forståelse av postnatale oksygenmetningstrender og deres variasjon hos friske babyer for å hjelpe til med å identifisere spedbarn som krever videre undersøkelse eller intervensjon, både på neonatal intensivavdeling (NICU) og i den "normale" nyfødte barnehagen.

Identifisering av "utsatte" nyfødte:

Studier av oksygenmetning hos tilsynelatende friske babyer beskriver en postnatal oksygenmetning på 95-98 % de første dagene etter fødselen (3-5). Det er en ytterligere liten økning i SpO2 på 2 til 3 % i løpet av de neste 72 timene etter lukking av ductus arteriosus. I disse studiene førte oksygenmetning under en terskelverdi til ytterligere undersøkelser og/eller behandlingsendring. En studie blindet helseteamet for oksygenmetningsverdiene hos bare en liten undergruppe av de rekrutterte pasientene (6). Disse studiene definerte "normal" oksygenmetning basert på om signifikant patologi ble oppdaget ved videre undersøkelse. Ved å sette en terskel SpO2-verdi for å bestemme behovet for ytterligere undersøkelser eller intervensjoner og selektivt målrette mot denne gruppen, introduserte etterforskere potensielt skjevhet.

Det er ofte vanskelig å klinisk identifisere babyer i tidlige stadier av potensielt alvorlige sykdommer som infeksjon eller kritisk medfødt hjertesykdom. Slike babyer kan se godt ut i flere dager etter fødselen og blir derfor utskrevet hjem før en diagnose kan stilles. I disse tilfellene er det en alvorlig risiko for rask forverring ut av sykehuset som resulterer i at babyen returnerer til akuttmottaket med påfølgende reinnleggelse til sykehus. Oksygenmetningsscreening før utskrivning hjemme etter fødsel kan hjelpe til med å identifisere babyer som ser godt ut som har en alvorlig underliggende tilstand. Av disse grunner vedtar mange sentre en policy om å utføre screening av SpO2-målinger av alle nyfødte. En nylig systematisk gjennomgang av pulsoksymetriscreening for påvisning av kritisk medfødt hjertesykdom med 229421 nyfødte viste en sensitivitet på 76•5 %, spesifisitet på 99•9 % og falsk-positiv rate på 0•14 %(7). I denne anmeldelsen var det 748 falske positive resultater, seks ganger flere enn sanne positive tester. Enda viktigere, 33 babyer med kritisk medfødt hjertesykdom ble ikke identifisert. Positiv prediktiv verdi for denne testen var lav (13 %) på grunn av lav prevalens av sykdommen og svært høy falsk positiv rate. Den høye falske positive raten støtter et behov for normative metningsdata av høy kvalitet før disse testene implementeres i samfunnet. Det er usikkerhet i hvordan slik informasjon skal tolkes, da gjeldende retningslinjer har en tendens til å sette en enkelt grenseverdi for SpO2 som en terskel for videre undersøkelser, for eksempel et ekkokardiogram. Dette kan være en altfor forenklet tilnærming ettersom den ikke tar i betraktning normale svingninger i oksygenmetning som etterforskere forventer vil forekomme hos friske nyfødte. Å ha SpO2-verdier av høy kvalitet fra friske terminbarn som sammenligningsgrunnlag kan føre til mer nøyaktig identifisering av "utsatte" nyfødte.

Testing av bilsete:

Mange babyer som legges inn på NICU gjennomgår 90 minutter med kontinuerlig SpO2-registrering mens de er plassert i bilsetet før de slippes hjem. Prosedyren, referert til en bilsetetesting, er ment å identifisere babyer som ikke er i stand til å tolerere den bøyde kroppsstillingen som er resultatet av å sitte i et bilsete. Den 90-minutters registreringen presenteres som et frekvenshistogram av SpO2-verdier, slik at klinikeren kan identifisere babyer som tilbringer en overdreven andel av tiden med oksygenmetninger som er for lave. Tolkningen av testresultater for bilseter er i stor grad subjektiv. Ved å sammenligne testresultater med SpO2-histogrammer fra friske babyer, kunne klinikeren mer objektivt identifisere babyer som "bestått" eller "ikke bestått" en bilsetetest.

Tolkning av oksygenmetningshistogram:

Premature spedbarn ved 37 uker korrigert svangerskap som krever kontinuerlig mekanisk ventilasjon, kontinuerlig positivt luftveistrykk eller oksygen levert via neseutstikkerne, har rutinemessig SpO2-frekvenshistogrammer laget for å hjelpe med å avgjøre når de er klare for ekstubasjon eller overgang fra kontinuerlig positivt luftveistrykk. Foreløpig er det ingen normative SpO2-data av god kvalitet som hjelper til med å definere kriterier for vurdering av SpO2-histogrammer for å avgjøre om en baby er klar til å gå over av pustestøtte.

METODER

STUDIEDESIGN: Prospektiv, longitudinell, observasjonsstudie.

STUDIESENTER: Denne studien vil bli utført i byen Calgary, Alberta (høyde 1054 meter) i postpartum-avdelingene på 3 geografisk adskilte sykehus: Foothills Medical Center, Rocky View General Hospital og Peter-Lougheed Hospital. Calgary har omtrent 18 000 fødsler per år.

I referansestudier med oksygenmetning utført i forskjellige høyder, var postnatale oksygenmetninger ved sentre under 1500 meter ikke signifikant forskjellig fra de som ble målt ved havnivå. Derfor forventer etterforskere at resultatene våre vil gjelde for alle sentre under 1500 meters høyde.

Som en del av denne studien gjennomfører etterforskere også en pilotstudie av samme design i Bogota, Columbia. Bogota ligger i en høyde av 2625 meter. Pilotstudien vil undersøke om mønstrene for oksygenmetning hos friske babyer er de samme i stor høyde som de er i Calgary (høyde 1045 meter).

FAGIDENTIFIKASJON OG PÅMELDING:

Etterforskere vil gjennomgå de elektroniske helsejournalene for babyer som legges inn på fødselsavdelingen på daglig basis for å identifisere potensielle forsøkspersoner. Den elektroniske journalen viser alderen til hver pasient. Nyfødte identifiseres ved en alder på 0 dager. Etter at personalet som tar seg av moren har bekreftet at hun er villig til å snakke med oss ​​angående studien vår, vil en lokal medetterforsker henvende seg til mor til potensielle forsøkspersoner for å be om samtykke til studieregistrering. For påmeldte spedbarn vil fødselsmeldingen ha en etikett festet som varsler helsesøster om at babyen er en del av studien. For de foreldrene som avslår å delta i studien, vil etterforskerne be om tillatelse til å følge opp disse spedbarnene i 8 uker for å identifisere akuttbesøk og sykehusinnleggelser. Å sammenligne dataene til disse spedbarnene med data fra de andre spedbarnene i studien vil hjelpe oss med å oppdage skjevheter i rekrutteringen vår.

DATA SOM SKAL SAMLES inn Gestasjonsalder, alder (timer/levedager), kjønn, fødselsvekt, multipler, fødselsmåte, gruppe-B streptokokkstatus, varighet av membranbrudd, tilstedeværelse av fødsel, chorioamnionitt, mors sykehistorie og fødselshjelp anamnese, mors røyking, svangerskapsdiabetes, svangerskapsindusert hypertensjon, prenatale ultralydresultater, resultater fra fostervannsprøver/korionisk villøs prøvetaking, Apgar-score, gjenopplivingsdetaljer og resultater fra navlestrengsblodgass vil bli samlet inn fra pasientens elektroniske helsejournal og papirjournal. Oksygenmetningsdata vil bli samlet inn som beskrevet nedenfor.

MÅLING AV OKSYGENMETNING:

Når de er registrert, vil nyfødte spedbarn få målt oksygenmetninger i 90 minutter med et Masimo Radical 7 pulsoksymeter. Dette pulsoksymeteret ble valgt på grunn av dets motstand mot bevegelsesartefakter og god ytelse i tilstander med lav perfusjon (14,15). Pulsoksymeteret vil stilles inn for normal følsomhet med 8 sekunders gjennomsnittstid og vil lagre datapunkter hvert 2. sekund. Én pulsoksymeterprobe vil bli plassert på høyre håndledd (pre-duktal) og den andre sonden vil bli plassert på begge foten (postduktal) for å ta kontinuerlige målinger i 10 minutter, med start fra punktet der perfusjonsindeksen er et mål av vevsperfusjon og signalkvalitet, er akseptabelt (>1,0). Denne innledende fasen av registreringen vil skje under tilsyn av en medetterforsker i barnehagens undersøkelsesrom med babyen i en rolig tilstand for å sikre innhenting av nøyaktige avlesninger. Hvert spedbarns våkenhetstilstand vil bli klassifisert i henhold til March of Dimes' "States of the Term Newborn"-beskrivelse (16).

Babyen vil bli returnert til moren med ett pulsoksymeter fortsatt festet til høyre håndledd for å fullføre den 90-minutters registreringsperioden. I løpet av denne 80-minutters perioden vil etterforskerne kun registrere preduktal metning, da det vil være upraktisk for moren å ha to prober festet til spedbarnet.

Ytterligere 15 minutter med samtidige pre- og postduktale SpO2-målinger vil bli utført på klinikken for helsesøster (PHN) 2-3 dager etter utskrivning av en PHN som er opplært i bruk av pulsoksymetri.

NEONATAL STAT:

Neonatal tilstand er en gruppe karakteristiske atferder og fysiologiske endringer som går igjen i et regelmessig mønster (17). Med hver neonatal tilstand kan det være endringer med hjertefrekvens, blodstrøm, elektroencefalografiske og metningsforandringer (18-20) . Identifisering av neonataltilstanden under oksygenmetningsregistrering kan hjelpe med tolkningen av metningstrendene med konteksten til hver nyfødttilstand, og derfor vil det bli kontrollert for den i analysen. For å kategorisere spedbarnets tilstand, vil du bruke "March of Dimes"-tilstandene til begrepet nyfødt (Ref: March of dimes) (se vedlegg). Selv om denne metoden ikke har blitt validert ved sammenligning med elektrofysiologiske studier, er den enkel og rask å utføre, ikke-invasiv og krever ikke sofistikert utstyr.

TIDSPUNKT FOR OPPTAK:

Oksymetriregistreringer vil bli utført hver 12.-24. time før utskrivning i vanlig arbeidstid, med første registrering mellom 6 og 24 timer etter fødsel (21). Opptak vil ikke bli utført før 6 timers alder for å tillate normal overgang til det ekstrauterine miljøet å fullføres. En ytterligere SpO2-registrering vil bli utført av PHN 2 til 3 dager etter utskrivning i folkehelseklinikken. Merk at i Calgary blir alle babyer rutinemessig fulgt opp av folkehelsen i løpet av få dager etter utskrivning.

BLINDING:

Pulsoksymeteravlesninger vil bli skjult ved å feste et ugjennomsiktig deksel over oksymeterets display. Perfusjonsindeksen, et mål på styrken til signalet, vil være synlig slik at etterforskeren kan sikre at et signal av god kvalitet oppnås. Slag-til-slag-tonefunksjonen vil bli slått av og høy/lav SpO2-alarmer vil dempes ettersom de er indirekte indikatorer på oksygenmetningen. På denne måten vil etterforskerne og personalet bli blindet for oksygenmetningsmålingene.

INTER OBSERVATØRAVTALE FOR VURDERING AV NEONATAL TILSTAND (MARSH OF DIMES):

Med flere etterforskere i vår studie, er det viktig å definere neonataltilstanden enhetlig. Med denne enkle metoden for vurdering forventer etterforskerne at avtalen mellom observatører vil være høy. For å estimere inter-observatørvariabiliteten, vil de første 10 spedbarn på hvert sted (totalt 30 spedbarn for 3 steder) som rekrutteres til studien bli observert samtidig av 2 etterforskere. Hver observasjon vil skje i løpet av de første 10 minuttene av opptak (i ​​den vanlige barnehagen for nyfødte) og vil bli registrert uavhengig av etterforskerne på forhåndstrykte skjemaer.

Inter-observatørvariabilitet vil bli bestemt ved å bruke nominell kappa-statistikk med bootstrapped bias-korrigerte 95 % konfidensintervaller. Kappa-verdier kan klassifiseres som følger: under null = dårlig, null til 0,20 = liten, 0,21 til 0,4 = rimelig, 0,41 til 0,6 = moderat, 0,61 til 0,8 = betydelig, 0,81 til 1 = nesten perfekt. Siden hovedformålet med denne vurderingen ikke er å validere vurderingen av neonataltilstanden, men å forstå graden av variasjon blant observasjonene, valgte etterforskerne et bekvemmelighetsutvalg på 30 spedbarn.

DATALEDELSE:

Data blir automatisk registrert og lagret i pulsoksymeteret i sanntid. Før hver måling vil medetterforskeren eller helsesøster registrere dato og klokkeslett på pulsoksymeteret ved begynnelsen av SpO2-målinger. Dette vil gjøre det lettere å koble hver pasient med deres oksymetridata når du laster ned den registrerte informasjonen fra pulsoksymeteret.

Pulsoksymeteret lagrer 3 forskjellige typer data for hvert tidspunkt: oksygenmetning, hjertefrekvens og en heksadesimal kode som inneholder informasjon om kvaliteten på opptaket. Dataene vil bli importert fra pulsoksymeteret til Microsoft Excel ved hjelp av en bærbar datamaskin som kjører et hyperterminalprogram. Hvert oksymeter kan håndtere alle målingene uten å overskride lagringskapasiteten. Imidlertid vil oksymeternedlastinger finne sted kort tid etter innsamling for å sikre at dataene er trygt lagret i tide.

Studiedata vil bli samlet inn og administrert ved hjelp av REDCap (Research Electronic Data Capture), en nettbasert forskningsdatabase.1 REDCap er en sikker, nettbasert applikasjon designet for å støtte datafangst for forskningsstudier, og gir: 1) et intuitivt grensesnitt for validerte data inngang; 2) revisjonsspor for sporing av datamanipulering og eksportprosedyrer; 3) automatiserte eksportprosedyrer for sømløs datanedlasting til vanlige statistiske pakker; og 4) prosedyrer for import av data fra eksterne kilder(22) . Identifikasjonsinformasjon vil bli oppbevart i en studieperm og vil ikke bli lagt inn i REDCap-databasen.

OPPFØLGING AV BABYER:

Babyer vil bli fulgt frem til 8 ukers alder, ved å gå gjennom deres elektroniske helsejournal, for å identifisere de som døde, trengte reinnleggelse på sykehus eller besøkte legevakten. For disse babyene vil etterforskere gjennomgå sykehusoversiktene og elektroniske helsejournaler for å identifisere viktige diagnoser som ble gjort. Etterforskerne vil også gjennomgå alle ekkokardiogrammer som ble utført under oppfølgingsperioden. Babyer som senere blir funnet å ha diagnosen medfødt hjertesykdom, luftveissykdom (medfødte luftveislidelser/misdannelser), bloddyskrasi eller intrauterin/perinatalt ervervet infeksjon (basert på kliniske trekk eller mikrobiologiske bevis sammen med individuell kartgjennomgang) vil ikke få dataene sine inkludert i nomogrammet. Spedbarn med noen av de ovennevnte tilstandene vil bli analysert separat for å finne ut om deres oksygenmetninger var forskjellige fra friske babyer.

PRØVESTØRRELSE:

Forutsatt at gjennomsnittlig oksygenmetningsmåling er innenfor en feilmargin på 0,25 % og basert på publiserte estimater av standardavvik for målinger av oksygenmetning i denne populasjonen, vurderte etterforskerne et standardavvik på 3,35. Dette vil også tjene til å estimere gjennomsnittlig variasjonskoeffisient innenfor slik feilmargin. Den faktiske prøvestørrelsesberegningen er 14. Men gitt vårt primære mål om å lage et nomogram med persentiler av oksygenmetninger, er det nødvendig å registrere et større antall babyer. Forutsatt en frafallsrate på 10 til 15 % og 1-2 % av spedbarn utelukket etter utskrivning på grunn av diagnoser av hjertesykdom osv., planlegger etterforskerne å registrere 625 babyer for å oppnå en endelig prøvestørrelse på 500 babyer.

ANALYSE:

Undersøkere vil analysere trendene i post-duktal SpO2, SpO2 variabilitet og forskjeller mellom pre- og postduktale oksygenmetninger for denne innledende fasen. "R-prosjektet" statistisk databehandlingspakke vil bli brukt til analyser under veiledning av en av våre medetterforskere (A Nettel-Agguire, PhD-statistiker). Etterforskere vil presentere beskrivende statistikk for populasjonskarakteristikker. Kategoriske variabler vil bli presentert som proporsjoner og 95% CI, mens numeriske variabler vil bli presentert som gjennomsnitt (standardavvik) eller median (IQR) etter behov.

For hver baby vil oksygenmetningsmiddelet bli beregnet sammen med SD (standardavvik) og variasjonskoeffisienten (SD/gjennomsnitt) for hver tidsperiode (dag 0, dag 1, dag 2, osv.). Prøvemidler for disse tre parameterne vil bli beregnet med tilsvarende konfidensintervaller.

Undersøkere vil beregne oksygenmetningspersentiler ved å bruke LMS-metoden (skewness-median-coefficient of variation method) basert på de individuelle gjennomsnittene separat for hver dag SpO2-målinger ble gjort.

Etterforskere forventer at SpO2 forblir stabil over tid. For å vurdere dette, i det minste grafisk, vil funksjonell dataanalyse (FDA) på alle de fullstendige individuelle profilene bli utført. FDA oppretter en kurveprofil (via statistisk straffetilpasning av splines) for SpO2-dataene med hensyn til tid for hver enkelt person. Derfor kan en gjennomsnittsprofil eller gjennomsnittskurve utledes fra alle forsøkspersonene med deres tilsvarende 95 % konfidensbånd. Dette gjøres separat for dag 0 og dag 1, dag 2 osv.

Logistisk regresjon vil bli gjort for å vurdere kovariatene av oksygenmetninger, variasjoner av oksygenmetninger, svangerskapsalder, fødselsvekt og kjønn for 8-ukers utfall av død, alvorlig sykdom eller sykehusreinnleggelse.

STUDIENS NYHET:

Denne studien legger til dette feltet på følgende måter:

1. Så vidt vi vet, er dette den første studien som blinder helseteamet, medetterforskere og foreldre for pulsoksymeteravlesningene for alle registrerte spedbarn. Blinding for pulsoksymeteravlesningene fjerner en potensielt viktig kilde til skjevhet.

2. Tidligere studier har gitt enten en enkelt oksygenmetningsverdi på et enkelt tidspunkt eller en enkelt oksygenmetningsverdi ved flere tidspunkt. Etterforskere vil måle kontinuerlige oksygenmetninger ved flere anledninger. Dette har 2 potensielle hovedfordeler:

   1. Undersøkere vil være i stand til å konstruere SpO2-histogrammer av minimum, gjennomsnitt, standardavvik og variasjonskoeffisient fra de individuelle observerte verdiene
   2. Å utføre pulsoksymetri ved mer enn én anledning vil tillate oss å identifisere og kvantifisere endringer i oksygenmetninger over tid
3. Denne studien er unik i sin definisjon av "sunn" som vil avgjøres av spedbarnets velvære ved 8 ukers alder. Denne tilnærmingen vil tillate etterforskere å identifisere spedbarn som virket bra ved fødselen, men som senere ble identifisert som "ikke sunne".
4. Felles oksygenmetningsregistrering av PHN er et nytt konsept for screening på et annet tidspunkt og på et tidspunkt da kritisk medfødt hjertesykdom er mer sannsynlig å bli oppdaget ved pulsoksymetri ettersom ductus arteriosus normalt lukkes innen 72 timer etter fødselen (23) . En nylig systematisk gjennomgang viste at antallet falske positive synker 10 ganger hvis SpO2-målinger gjøres etter 24 timers alder(7).
5. Måling av både pre- og postduktal SpO2 kan øke evnen til å oppdage sykdom som ikke er klinisk tydelig (24).

ETIKK:

En etikksøknad er sendt til Conjoint Health Research Ethics Board. Informert samtykke vil bli innhentet før du registrerer babyer i studien. Bruk av pulsoksymetri med nyfødte på NICU er rutine. Det er en sikker prosedyre uten kjente skadelige effekter. Siden rutinemessig bruk av pulsoksymetri for tiden ikke er standardbehandling på postpartum og fødselsavdelinger, er det ikke etiske utfordringer å blinde personalet for pulsoksymeteravlesningene. I tillegg kan det å blinde helsepersonellet for SpO2-avlesningene forhindre potensielt upassende endringer i et spedbarns ledelse basert på SpO2-avlesninger.