Forutsi beinsementimplantasjonssyndrom ved bruk av kunstig intelligensmetoder

Siden forekomsten av hofte- og kneartrose øker med alderen, utføres ortopediske proteseoperasjoner mye over hele verden og i vårt land. Ved disse operasjonene brukes beinsement for å sikre adhesjon av protesen til beinet. Bensementimplantasjonssyndrom (BCIS) er en dødelig komplikasjon av sementert beinkirurgi preget av systemisk hypotensjon, pulmonal hypertensjon, arytmier, bevissthetstap og hjertestans, som oftest forekommer under sementering og proteseplassering, og rapporteres i økende grad.

Syndromet ses oftest ved sementert hemiartroplastikk etter forskjøvede lårhalsbrudd, men forekommer også ved total hofte- og kneprotesekirurgi. Til tross for publisering av sikkerhetsretningslinjer for å redusere BCIS, er det fortsatt en vanlig intraoperativ komplikasjon med en total forekomst på opptil 28 % og er en hovedårsak til intraoperativ og postoperativ morbiditet og dødelighet.

Patofysiologien til BCIS er uklar, inkludert hemodynamisk ustabilitet som følge av endringer i pulmonal og systemisk vaskulær motstand, økt intramedullært trykk som resulterer i inkorporering av polymetylmetakrylatmonomerer i sirkulasjonen som forårsaker vasodilatasjon, frigjøring av mediatorer fra polymetylmetakrylat, frigjøring av fettsyrer , og frigjøring av mediatorer fra polymetylmetakrylat, Akutt høyre ventrikkelsvikt, anafylaksi, inflammatorisk og eksoterm reaksjon, og komplementaktivering kan omfatte en eller en kombinasjon av akutt høyre ventrikkelsvikt, anafylaksi, inflammatorisk og eksoterm reaksjon, og komplementaktivering, som utvikles når sement- og koagelpartikler forårsaker emboli i mange organer i kroppen, spesielt i lungesystemet, med økt pulmonal vaskulær motstand. Donaldson et al. utviklet et klassifiseringssystem for alvorlighetsgrad av BCIS. Grad 0: ingen hypotensjon/hypoksi; Grad 1 moderat hypoksi (SpO2 < 94 %) eller hypotensjon [systolisk blodtrykk (SBP) > 20 % reduksjon fra baseline]; Grad 2 alvorlig hypoksi (SpO2 < 88 %) eller hypotensjon (SBP > 40 % reduksjon fra baseline) eller uventet tap av bevissthet; Kardiovaskulær kollaps av grad 3 som krever hjerte-lunge-redning.

Pasienter med BCIS grad 2 og 3 har vist seg å ha en 16 ganger økning i 30 dagers postoperativ mortalitet sammenlignet med de med BCIS grad 1. De fleste rapporter om BCIS fokuserer på dødsfall og alvorlige problemer, og de fleste tilfeller av mild BCIS blir ikke rapportert. Mistenkt BCIS bør behandles med aggressiv gjenopplivning og støttende behandling.

Denne risikoen kan få noen kirurger til ikke å bruke sement i leddoperasjoner. Selv om sementløs hemiartroplastikk eliminerer denne risikoen og sparer en gjennomsnittlig driftstid på 20 minutter, er det forbundet med alvorlige komplikasjoner. Pasienter som gjennomgår usementerte hofteproteseimplantater er mer sannsynlig å oppleve periprostetiske frakturer samt tidlig revisjon. Usementert artroplastikk har 17 ganger større risiko for periprostetisk frakturrevisjon eller aseptisk revisjon på grunn av løsning sammenlignet med sementert hofteprotese. Siden ytterligere kirurgi medfører en ekstra risiko for død, er det kanskje ikke det beste valget å hoppe over sementeringstrinnet hos disse pasientene som har større sannsynlighet for å falle og gjennomgå revisjonskirurgi.

Tidlig oppdagelse av denne komplikasjonen og tidlig intervensjon er avgjørende da det vil redusere dødeligheten. Forebygging av BCIS inkluderer identifisering av høyrisikopasienter, preoperativ optimalisering av pasientrisikofaktorer og komorbiditeter, og god kommunikasjon med kirurgisk team. På denne måten kan pasientens komfort og levealder økes. Det økende antallet pasienter som trenger og venter på artroplastikk gjør det vanskelig å identifisere høyrisikopasienter, optimalisere pasientrisikofaktorer og komorbiditeter preoperativt for å forhindre denne potensielt dødelige komplikasjonen.

Tilstanden der BCIS kan oppstå vurderes i henhold til resultatene av analyse av dataene som er hentet fra retrospektive og prospektive datasett med komplekse biostatistiske metoder. For å forutsi komplikasjonen forsøkes prediktive faktorer knyttet til den å bli bestemt.

Spann et al. (2020) uttalte i sin oversiktsstudie at maskinlæring kan brukes i analyser utover komplekse biostatistiske metoder. På dette tidspunktet vil et beslutningsstøttesystem laget med kunstig intelligens-modellering hjelpe til med tidlig oppdagelse av denne komplikasjonen og dermed tjene som en viktig beslutningsstøttemekanisme for klinikere ved å øke pasientens komfort og forventet levetid. Det er imidlertid ikke lett å vurdere på hvilket nivå denne komplikasjonen vil bli predikert og redusert uten å implementere systemet.