En 48-fagsstudie ved bruk av ikke-invasive multiteknologimålinger for tidlig påvisning av pågående blødninger

Blødningssjokk er fortsatt en ledende dødsårsak på slagmarken også i sivile samfunn. Tidlig påvisning av pågående blødning før progresjon til åpent sjokk vil tillate tidlig intervensjon. Det er allment verdsatt at de klassiske medisinske vitale tegnene fungerer dårlig til sent i progresjonen til sjokk etter traumatisk skade. Nåværende tilgjengelige teknikker, inkludert intermitterende overvåking av vitale tegn, laboratorieanalyser og enkeltmåleenheter har dårlig ytelse før klinisk åpenbare fysiologiske plager.

Det overordnede målet med dette prosjektet er å utvikle et multiteknologisk ikke-invasivt system for tidlig oppdagelse av pågående blødning. Den underliggende hypotesen er at dyplæringsutviklede algoritmer som oppnår diagnostiske signaler fra flere kilder vil utkonkurrere enkeltteknologiske løsninger.

Mens løftet om nyskapende ikke-invasiv testing har fått bred oppmerksomhet, har utviklingen av effektive sengekantteknologier så langt vært begrenset og deres ytelse skuffende. I 2014 uttalte Kim et al at "Resultatene fra denne metaanalysen fant at unøyaktighet og unøyaktighet av kontinuerlige ikke-invasive arterielle trykkovervåkingsenheter er større enn det som ble definert som akseptabelt" og ikke-invasiv blodtrykksmåling er blant de mest fullt utviklede av disse teknologier. Svikten til ikke-invasive teknologier i påvisning eller diagnostisering av komplekse sykdomstilstander har i det vesentlige vært fullstendig. Etterforskerne mener at denne feilen gjenspeiler begrensningene til uniplex-systemer (en enkelt sensor på en enkelt plassering) og pasient-til-pasient variasjon i fysiologisk respons. Uniplex-systemer ofrer hele det diagnostiske signalet i anatomisk-temporale mønstre, som sannsynligvis har betydelig diskriminerende kraft.

Til dags dato har teknologisk innovasjon innen tidlig oppdagelse av pågående blødning vært av to brede kategorier: 1) et søk for å oppdage en enkelt ny måling av vev eller organstatus eller 2) anvendelse av mer sofistikerte matematiske teknikker basert på maskinlæring og signalbehandling.

Etterforskerne foreslår å utvikle et system som kombinerer state-of-the-art ikke-invasiv sanseteknologi og avanserte multivariable statistiske algoritmer. Dette systemet vil bli utviklet fra starten for å være billig og enkelt å bruke, selv i strenge omgivelser.

For å unngå unødvendig bruk av blodprodukter utføres hepatektomier med lavt sentralvenetrykk (CVP). Dette oppnås gjennom restriktiv bruk av intravenøse væsker og til tider medisiner for å senke det sentrale venetrykket. Lavt sentralt venetrykk under hepatektomi er en utmerket modell for utvikling av teknologier som vår og har ikke tidligere vært brukt til dette formålet.

Under hver prosedyre vil etterforskerne få et komplett ensemble av ikke-invasive optiske, elektromagnetiske og impedansfysiologiske signaler under LCVPLR-prosedyren. Arbeidet som foreslås her vil evaluere disse teknologiene under standard leverreseksjoner med lavt sentralt venetrykk (LCVPLR). Disse dataene vil bli brukt for videre maskinlæringsbasert algoritmeutvikling. Den foreslåtte studien vil ha lav risiko siden de målte dataene ikke vil være tilgjengelige for klinikerne.

Spesifikke mål:

1. Evaluer ytelsen til eksisterende ikke-invasive sensorteknologier og multivariable algoritmer i LCVPLR.
2. Skaff trenings- og valideringsdatasett for menneskelige modeller under LCVPLR for ytterligere foredling av algoritmene.

Kraft og prøvestørrelse: Etterforskerne forventer å innhente data fra hvert påmeldte emne. Dataene innhentet før utbruddet av parenkymal transeksjon vil bli brukt som "ingen blødning" kontroll. Kraft- og prøvestørrelsesberegninger indikerer at en prøvestørrelse på 48 forsøkspersoner bør være tilstrekkelig til å: 1) identifisere den minimale undergruppen av ikke-invasive måleteknologier som er nødvendige for den ønskede diagnostiske ytelsen, 2) validere de eksisterende algoritmene og 3) i utgangspunktet trene et menneske klinisk iterasjon av algoritmene, med tilstrekkelig grad av nøyaktighet (p < 0,05 for ROC-AUC).

Som en minimal risikostudie vil det ikke være noen endring fra standardbehandling for pasienter som skal opereres. De kirurgiske prosedyrene og farmakoterapiene vil fortsette i henhold til standard klinisk behandling. Registrerte pasienter vil gjennomgå standard preoperativ, anestesi og postoperativ fysiologisk overvåking.