Entropianalyse og komplekse pasient-ventilator-interaksjoner under mekanisk ventilasjon (ENTROPY-ICU)

Metoder

1. Definere komplekse pasientventilatorinteraksjoner Etterforskerne definerte "Complex Patient-Ventilator Interactions" (CP-VI) som tilstedeværelse alene eller i kombinasjon av en endring i respirasjonsfrekvensen på mer enn 50 %, og/eller forekomsten av enhver form for asynkronier
2. Datainnsamling og dataanalyse Paw- og Flow-signaler vil kontinuerlig registreres gjennom pasientens opphold på intensivavdelingen (UCI) ved bruk av BetterCare®-systemet (Better Care®, Barcelona, ​​Spania). BetterCare bruker drivere spesielt utviklet for å samhandle med utgangssignalet fra mekaniske ventilatorer og nattbordsmonitorer i stedet for direkte med pasienter. Registrerte signaler synkroniseres og lagres for videre analyse. MATLAB (The MathWorks, Inc., vR2018b, Natick, MA, USA) vil bli brukt til å utføre signalbehandling, dataanalyse og visuell vurdering.
3. Studiepopulasjon Etterforskerne vil innhente data fra en prospektivt konstruert database fra en tilkoblingsplattform (Better Care®) for å interoperere signaler fra forskjellige ventilatorer og monitorer og deretter beregne algoritmer for å diagnostisere pasient-ventilatorasynkronier (ClinicalTrial.gov, NCT03451461). Alle de pasientene som tilsvarer en selvekstubasjonshendelse som tidligere er registrert, vil bli rekruttert til karakteriserings- og valideringsprosessen, for å garantere interaksjoner og episoder når de kjemper mot respiratoren ved pasient-ventilator. Pasienter som har en spontan pusteprøve før et forsøk på å frigjøre ham/henne fra respiratoren, vil også bli rekruttert for å få signaler om Paw og Flow. Kliniske og demografiske data vil hentes fra det medisinske diagrammet. Den institusjonelle vurderingskomiteen godkjente protokollen og ga fra seg informert samtykke fordi studien var ikke-intervensjonell, utgjorde ingen ekstra risiko for pasienter og ikke forstyrret vanlig behandling.
4. Visuell validering av CP-VI Tre forskere vil visuelt gjennomgå Flow- og Paw-registreringene av hendelser. Segmentvarigheten vil velges basert på tidligere studier der asynkrone klynger er evaluert. Datasettet vil på forhånd bli valgt av en ekspert på mekanisk ventilasjon som sikrer balanse etter ventilasjonsmoduser (gruppert etter Pressure Support Ventilation (PSV) og Assist-Control Ventilation moduser) og lik fordeling av CP-VI tilstedeværelse eller fravær. De kontrollerte modusene inkluderte volumassistansekontrollventilasjon (VACV) og trykkassistansekontrollventilasjon (PACV). Flyt- og potesporing vil bli tilfeldig ordnet i MATLAB før visuell analyse for å sikre blinding av målerne. Scorer vil få skriftlig beskrivelse av CP-VI egenskaper før visuell analyse, som referanse. På grunnlag av CP-VI-definisjonen som er beskrevet tidligere, vil hver forsker skåre for tilstedeværelse eller fravær av CP-VI-hendelser, uten tidsbegrensning. Den visuelle vurderingen vil anses som gullstandarden.
5. Entropi Entropi er et ikke-lineært mål som gjør det mulig å vurdere tilfeldigheten til en serie data. Entropiberegning krever tre parametere: innebyggingsdimensjonen, m (et positivt heltall); toleranseverdien eller likhetskriteriet, r (et positivt reelt tall); og den totale lengden, N, av den analyserte serien.
6. Automatisk CP-VI-deteksjon En automatisert algoritme for CP-VI-deteksjon basert på Entropy-verktøyet vil bli implementert.
7. Statistisk analyse Fleiss sin kappa-koeffisient vil bli brukt som pålitelighet av samsvar mellom vurderere for visuell vurdering. Den automatiserte algoritmen for CP-VI-deteksjon vil bli brukt over entropiserien avledet fra samme Flow og Paw. Ytelsen til den automatiserte algoritmen vil bli evaluert på grunnlag av sensitivitet (Se), spesifisitet (Sp), positive og negative prediktive verdier (henholdsvis PPV og NPV), nøyaktighet (ACC) og Matthews korrelasjonskoeffisient (MCC).
8. Valg av m, r og N I entropistudier er et viktig skritt å bestemme de optimale innstillingene for å robust trekke ut tilfeldigheten til en serie data. Derfor vil en optimaliseringsprosedyre av m, r og N utføres for å estimere CP-VI riktig.