Braindex Cerebral Tissue Oksygenmetning (SctO2) Målealgoritmevurdering og forbedring (POC-SctO2)

SPONSOR BRAINDEX sas Parc Eurasanté 12 avenue Pierre Mauroy 59120 Loos

UNDERSØKERKOORDINATOR Professor Julien AMOUR Institut de Perfusion, de Réanimation et d'Anesthésie de Chirurgie Cardiaque Paris Sud (IPRA) Hôpital Privé Jacques Cartier 6 avenue du Noyer Lambert 91300 Massy, ​​Frankrike

TITTEL In vivo optimeringsstudie av algoritmen for måling av oksygenmetning i hjernevev (SctO2) av Braindex sammenlignet med en blandet referanseverdi av jugular venøs og systemisk arteriell metning under bevist tap av cerebral autoregulering.

ID-RCB NUMMER 2022-A02770-43

BEGRUNDELSE / BAKGRUNN Forekomsten av postoperativ kognitiv svikt (POCD) ved hjertekirurgi er i størrelsesorden 30-50 %. Tap av cerebral autoregulering er en faktor i POCD og kognitiv tilbakegang. Cerebral nær-infrarød oksimetri (NIRS), et kommersielt tilgjengelig ikke-invasivt overvåkingssystem, har som mål å oppdage og begrense tap av cerebral autoregulering under intraoperativ hemodynamisk ustabilitet.

NIRS måler i dag oksygenmetning i hjernevev (SctO2) over et ujevnt vevsvolum, og tilsvarer blodprøvetaking som omfatter arterielle, venøse og kapillære komponenter.

Ytelsen til cerebral oksymetriutstyr på markedet er klinisk validert i begrenset grad, ofte hos friske frivillige uten komorbiditet, eller i kardiovaskulære situasjoner (hypoksemi-tester) utenfor enhver kirurgisk prosedyre. For en rekke enheter har testresultater blitt ekstrapolert og markedsført uten noen reell per-prosedyremessig klinisk validering, og uten å være i stand til å hevde sammenhengen mellom et reelt tap av cerebral autoregulering, som er vanskelig å bekrefte, og fallet i SctO2 . Utover klinisk validering presenterer de ulike enhetene en rekke begrensninger og tekniske feil, spesielt en begrenset prøvetakingssone, et lavt antall sendere og mottakere, og variabel signalbehandlingsalgoritmekvalitet. Alle disse faktorene kan forklare de blandede resultatene av nyere kliniske metaanalyser angående fordelene med denne teknologien.

BRAINDEX-sensoren tilbyr fordelen med et optisk bildeapparat utstyrt med 60 lysdioder som sender ut 6 bølgelengder (660, 730, 780, 810, 850 og 900nm) og 28 fotodioder (optiske sensorer). Dette settet med optoder oversetter til en måling av 420 optiske vektorer per hjernehalvdel, noe som forbedrer oppløsningen av cerebral oksygeneringsmåling og antall analysesoner sammenlignet med gjeldende enheter på markedet.

Innledende effektivitetstester er allerede utført i silico ved bruk av simuleringsmodeller og på en testbenk. Vi ønsker nå å optimere og kalibrere signalanalysealgoritmen for måling av oksygenmetning i hjernevev (SctO2) in vivo, i en sammenheng med bevist tap av cerebral autoregulering, og sammenligne den med en blandet verdi av jugular venøs og systemisk arteriell metning, en vanlig akseptert referanse.

I denne forstand tilbyr perkutan aortaklafferstatning eller TAVI (Sapiens valve, Edwards) den avgjørende fordelen av å generere en standardisert og perfekt reproduserbar sirkulasjonsstans, noe som fører til et planlagt tap av cerebral autoregulering, gjennom hele varigheten av aortaklaffokklusjonen av klaffen. ballong.

Målet med forskningen er å optimalisere Braindex-algoritmen in vivo under TAVI-prosedyren, og spesielt under tap av cerebral autoregulering knyttet til sirkulasjonsstans systematisk indusert av ventilutplassering. Denne studien vil også basere seg på måling av jugulær venøs oksygenmetning (SvjO2) og arteriell oksygenmetning (SaO2), som er referansemålingene for de tidligere enhetene.

MÅL Hovedmålet med denne forskningen er å optimalisere en algoritme for å estimere SctO2 (SctO2Exp.), in vivo, hos pasienter som er planlagt for en femoral TAVI-prosedyre og systematisk utsatt for en periode med tap av cerebral autoregulering under utplassering av den perkutane aortaklaffen.

Sekundære mål er:

• For å evaluere kvaliteten på EEG-signaler (elektroencefalogram) fra elektroder i BRAINDEX-sensoren,
• Vurder muligheten for å beregne ANI (Analgesia Nociception Index) fra PPG-signaler (fotopletysmografi) oppnådd med BRAINDEX-sensoren
• Studer den tekniske ytelsen til BRAINDEX-sensoren.

FORSKNINGSORDNING Dette er en utforskende, prospektiv, intervensjonell, åpen klinisk undersøkelse rettet mot å utvikle og optimalisere algoritmen for å estimere SctO2Exp.

INKLUSJONSKRITERIER

• Pasient, mann eller kvinne, over 18 år
• Pasient som gjennomgår perkutan aortaklafferstatning med utplassering av aortaklaffballong (Edwards Sapien ventil) under enkel sedasjon med remifentanil i AIVOC, med spontan ventilasjon
• Pasient tilknyttet eller berettiget i trygdeordning
• Pasient som har mottatt skriftlig og informert informasjon om studien og har signert et fritt og informert samtykke til å delta i studien.

IKKE-INKLUSJONSKRITERIER

• Akuttkirurgi
• Pasient som veier mindre enn 40 kg
• Pasient med historie med iskemisk hjerneslag
• Pasient med kontraindikasjon for kateterisering arterielle katetre
• Pasient med kontraindikasjon mot Braindex-enheten
• Beskyttet pasient: voksen under vergemål, kuratorskap eller annen rettslig beskyttelse berøvet friheten ved rettslig eller administrativ avgjørelse
• Gravide, fødende eller ammende kvinner
• Pasient innlagt på sykehus uten samtykke

FORSKNINGSPROSEDYRE Forskningsprosedyren består i å optimalisere Braindex-algoritmen for måling av in vivo SctO2Exp før, under og etter et påvist tap av cerebral autoregulering knyttet til sirkulasjonsstans programmert ved perkutan aortaklaffutplassering via transvalvulær ballong, på en kraftig pasient som er bedøvet med IVCAmifentanil. .

Kontinuerlig måling av SvjO2, den vanlige referansemålingen for kommersielt tilgjengelige enheter, vil bli utført ved å implantere en optisk fiber (CEVOX,PULSIONMedicalSystemsSEHans-Riedl-Str.17 85622 Feldkirchen Tyskland) gjennom et indre halskateter, i tillegg til det konvensjonelle eksterne elektrosystoliske drevkateteret. Følgende parametere vil bli registrert hvert 2. sekund: invasivt blodtrykk (systolisk, gjennomsnittlig og diastolisk), hjertefrekvens, SaO2 på pulsbølgen. SvjO2 vil bli registrert kontinuerlig gjennom hele implantasjonsprosedyren. Tidspunktene da det kirurgiske snittet begynner, utbruddet av sinustakykardi (overkjøring) indusert av ekstern elektrosystolisk stimulering, starten på oppblåsing av den intra-avalvulære aortaballongen, maksimal ballongokklusjon, slutten av fullstendig ballongtømming, slutten av stimulering og slutten av hudlukking vil bli registrert.

Jugular venøs og arteriell gasometri (1 ml per prøve) vil bli tatt for å utføre innledende kalibrering av CEVOX-fiberen ved starten av prosedyren (hudsnitt), deretter før overkjøring, deretter når overkjøring stoppes og til slutt ved slutten av hudlukking , for å sikre at det ikke er noen avledning av den estimerte kontinuerlige verdien av CEVOX-fiberen.

TILLEGGSHANDLING Plassering av CEVOX-sonden for kontinuerlig SvjO2-overvåking vil bli utført under lokalbedøvelse, i tillegg til remifentanil-sedasjon, under ultralydveiledning.

Installasjon av BRAINDEX ikke-invasiv pannesensor.

EVALUERINGSKRITERIER

Primære endepunkter:

• NIRS (Near-infrared spectroscopy) signaler tatt opp via BRAINDEX-sensoren for å optimalisere algoritmen
• SctO2Exp-verdi hentet fra halsmåling for å optimalisere algoritmen.

Sekundære endepunkter:

• EEG-signaler registrert via BRAINDEX-sensor og treakset akselerasjonsinformasjon via akselerometer
• PPG-signaler (fotopletysmokardiografi) via BRAINDEX-sensor og ANI-signaler via ANIv2-monitor
• Sensordrift, optodeløsning, elektrodeløsning

STUDIESTØRRELSE Siden dette er en eksplorativ studie, kunne ingen statistisk hypotese defineres. Siden hovedmålet med studien er å optimalisere en in vivo-algoritme for å estimere SctO2Exp, er det viktig å få en prøve som er representativ for mangfoldet av hemodynamiske situasjoner observert under TAVI-prosedyrer, som gir fordelen av å være svært standardisert og reproduserbar. Inkluderingen av 40 pasienter skal gjøre oss i stand til å oppnå dette mangfoldet. Inkluderingen av 40 pasienter skal gjøre oss i stand til å oppnå dette mangfoldet.

TILTENKT ANTALL SENTRE Ett senter: Institut de Perfusion, de Réanimation et d'Anesthésie de Chirurgie Cardiaque Paris Sud (IPRA) ved Hôpital Privé Jacques Cartier (Massy).

FORSKNINGENS VARIGHET

• Lengde på inkluderingsperioden: 10 måneder (anslått startdato for IC: 01/03/2023)
• Varighet av hver enkelt deltaker: varighet av det kirurgiske inngrepet med oppfølging av uønskede hendelser i løpet av de 24 postoperative timene.
• Total forskningsvarighet: 10 måneder og 24 timer (anslått slutt på CI: 05/01/2024).

STATISTISK ANALYSE AV DATA Analyser vil bli utført på alle inkluderte pasienter. Hovedanalyse NIRS-signaler samlet over hele operasjonsperioden av TAVI-prosedyren vil bli brukt til å utvikle algoritmen for å beregne SctO2Exp.

Rådataene vil bli forringet ved bruk av et smør verdt 0,05 Hz orden 6 lavpassfilter og trekker fra potensielle artefakter, ekstern lysinterferens og høyfrekvent interferens (fysiologisk og forårsaket av det elektromagnetiske miljøet). Den regionale oksygenkonsentrasjonen SctO2Exp vil deretter bli beregnet ved å bruke den modifiserte Beer-Lambert-loven, uttrykt ved ligningen nedenfor, på alle optiske vektorer. For å optimere den oppnådde algoritmen, vil konsentrasjonene som er beregnet på denne måten, SctO2Exp, bli sammenlignet med referansemålingen , SctO2Ref (estimert til å være lik 25 % SaO2 og 75 % SvjO2), og vil bli brukt til å gruppere avstandene og vektorene som kreves for et mer nøyaktig estimat av oksygenmetning.

Sekundær analyse

Evaluering av EEG-signalkvalitet:

- EEG-signalkvalitet i møte med fysiologiske og miljømessige artefakter miljøartefakter knyttet til TAVI-prosedyren (pasienthåndtering, elektromagnetisk miljø, etc.), vil bli vurdert ved å beregne et signal-til-støyforhold definert av effekttettheten i spektralen bånd av interesse (0,1 - 4hz) delt på gjenværende spektralinnhold og signalmetningsindikatorer (betraktes som mettet hvis større enn ±200mV). Andelen mettet ratio vil bli beskrevet, - Signalvariasjoner i forhold til frivillige eller ufrivillige bevegelser av pasientens hode målt langs 3 akser vil bli beregnet. En variasjon på mer enn 0,5 g i en hvilken som helst akse vil bli betraktet som en hodebevegelse (frivillig eller ufrivillig). Andelen av variasjon over 0,5 g vil bli beskrevet.

Vurdering av muligheten for å beregne ANI:

- PPG-signalene registrert av BRAINDEX-sensoren vil bli brukt til å beregne ANI. Overensstemmelsen mellom ANI oppnådd fra PPG-signalene via BRAINDEX-sensoren og ANI oppnådd fra ANIv2-monitoren vil bli vurdert ved å bruke intraklassekorrelasjonskoeffisienten (ICC) og den grafiske metoden til Bland og Altman. ICC og dets 95 % konfidensintervall vil bli bestemt ved å bruke en 2-faktor tilfeldig analyse av varians, pasient og metode.

Studer den tekniske ytelsen til BRAINDEX-sensoren:

• Driftssikkerheten til BRAINDEX-sensoren vil bli vurdert ved hjelp av en loggfil som indikerer potensiell unormal drift av systemet
• Identifikasjonen av optodeløsning under måling vil bli evaluert ved å estimere variansen til omgivelsesstøy med dioder av
• Indikasjonen på elektrodeløsning under måling vil bli evaluert ved å estimere impedansen til elektrodene av innsamlingskomponenten

FORVENTEDE FORDELER De forventede effektene av denne forskningen er å optimalisere BRAINDEX-sensorens SctO2Exp-beregningsalgoritme in vivo, under faktiske pasientbehandlingsforhold, i påviste situasjoner med tap av cerebral autoregulering.