Analiza entropii i złożone interakcje pacjent-respirator podczas wentylacji mechanicznej (ENTROPY-ICU)

Metody

1. Definiowanie złożonych interakcji pacjenta z respiratorem Badacze zdefiniowali „Złożone interakcje pacjenta z respiratorem” (CP-VI) jako obecność samej lub w połączeniu zmiany częstości oddechów o ponad 50% i/lub występowanie wszelkiego rodzaju asynchronii
2. Akwizycja i analiza danych Sygnały Paw i Flow będą rejestrowane w sposób ciągły przez cały pobyt pacjenta na oddziale intensywnej terapii (UCI) przy użyciu systemu BetterCare® (Better Care®, Barcelona, ​​Hiszpania). BetterCare wykorzystuje sterowniki zaprojektowane specjalnie do interakcji z sygnałem wyjściowym respiratorów mechanicznych i monitorów przyłóżkowych, a nie bezpośrednio z pacjentami. Zarejestrowane sygnały są synchronizowane i przechowywane do dalszej analizy. MATLAB (The MathWorks, Inc., vR2018b, Natick, MA, USA) zostanie wykorzystany do przetwarzania sygnału, analizy danych i oceny wizualnej.
3. Badana populacja Badacze uzyskają dane z prospektywnie skonstruowanej bazy danych z platformy łączności (Better Care®) w celu współdziałania sygnałów z różnych respiratorów i monitorów, a następnie obliczą algorytmy w celu zdiagnozowania asynchronii pacjenta z respiratorem (ClinicalTrial.gov, NCT03451461). Wszyscy pacjenci, u których wystąpiło wcześniej zarejestrowane zdarzenie samoekstubacji, zostaną włączeni do procesu charakteryzacji i walidacji, aby zagwarantować interakcje pacjenta z respiratorem i epizody walki z respiratorem. Również pacjenci, u których próba oddychania spontanicznego poprzedzająca próbę uwolnienia z respiratora będą rekrutowani w celu uzyskania sygnałów Paw i Flow. Dane kliniczne i demograficzne zostaną uzyskane z karty medycznej. Instytucjonalna komisja rewizyjna zatwierdziła protokół i zrzekła się świadomej zgody, ponieważ badanie nie było interwencyjne, nie stanowiło dodatkowego ryzyka dla pacjentów i nie kolidowało ze zwykłą opieką.
4. Wizualna walidacja CP-VI Trzech badaczy dokona wizualnego przeglądu nagrań zdarzeń Flow i Paw. Czas trwania segmentów zostanie wybrany na podstawie wcześniejszych badań, w których oceniane są klastry asynchroniczne. Zbiór danych zostanie wcześniej wybrany przez eksperta w dziedzinie wentylacji mechanicznej, zapewniając równowagę według trybów wentylacji (pogrupowanych według trybów wentylacji wspomaganej ciśnieniem (PSV) i wspomaganej wentylacji kontrolnej) oraz równego rozkładu obecności lub nieobecności CP-VI. Kontrolowane tryby obejmowały wentylację wspomaganą objętościowo (VACV) i wentylację wspomaganą ciśnieniowo (PACV). Ślady Flow i Paw zostaną losowo uporządkowane w MATLAB przed analizą wizualną, aby zapewnić zaślepienie osób oceniających. Osoby oceniające otrzymają pisemny opis charakterystyki CP-VI przed analizą wizualną, jako odniesienie. Na podstawie wcześniej opisanej definicji CP-VI, każdy badacz oceni obecność lub brak zdarzeń CP-VI, bez ograniczeń czasowych. Ocena wizualna będzie traktowana jako złoty standard.
5. Entropia Entropia jest miarą nieliniową, która pozwala ocenić losowość serii danych. Obliczenie entropii wymaga trzech parametrów: wymiaru osadzenia, m (dodatnia liczba całkowita); wartość tolerancji lub kryterium podobieństwa, r (dodatnia liczba rzeczywista); oraz całkowitą długość N analizowanej serii.
6. Automatyczna detekcja CP-VI Zostanie zaimplementowany zautomatyzowany algorytm detekcji CP-VI oparty na narzędziu Entropy.
7. Analiza statystyczna Współczynnik kappa Fleissa zostanie wykorzystany jako wiarygodność zgodności między oceniającymi do oceny wizualnej. Zautomatyzowany algorytm wykrywania CP-VI zostanie zastosowany do serii entropii pochodzących z tego samego przepływu i łapy. Wydajność zautomatyzowanego algorytmu zostanie oceniona na podstawie czułości (Se), specyficzności (Sp), dodatnich i ujemnych wartości predykcyjnych (odpowiednio PPV i NPV), dokładności (ACC) i współczynnika korelacji Matthewsa (MCC).
8. Wybór m, r i N W badaniach entropii ważnym krokiem jest określenie optymalnych ustawień, aby solidnie wyodrębnić losowość serii danych. Dlatego procedura optymalizacji m, r i N zostanie przeprowadzona w celu prawidłowego oszacowania CP-VI.