Research on Respiratory Support Decision-Making for Mechanically Ventilated ICU Patients Based on a Physiological World Model
Mechanical ventilation is essential for ICU patients with respiratory failure, yet ventilator adjustment and weaning decisions remain experience-dependent and highly variable. Current single-point metrics such as the oxygenation index cannot distinguish true recovery from support-dependent stability-the same oxygenation level may reflect either. This study uses EHR data from 4,232 invasively ventilated ICU patients at Ruijin Hospital (2016-2026) to develop LAVENT, a deep learning-based physiological world model of respiratory dynamics. LAVENT learns the co-evolution of patient physiology and respiratory support, generates 96-hour multivariate trajectories under candidate FiO₂/PEEP settings, and compares alternative ventilation strategies within the same patient state. External validation uses the MIMIC-IV database (n = 29,899). This retrospective observational study uses only existing EHR data, with no prospective intervention or biospecimen collection.
Przegląd badań
Status
Status
Warunki
Warunki
Szczegółowy opis
Mechanical ventilation is the cornerstone of life support for critically ill patients with respiratory failure in the ICU. However, adjustments to ventilator settings and decisions regarding weaning remain highly dependent on clinical experience, resulting in substantial inter-clinician variability. A fundamental limitation of current practice is that commonly used single-point metrics-such as the oxygenation index-cannot reliably reflect a patient's true recovery state across different levels of respiratory support. The same oxygenation level may indicate genuine recovery in a patient on low support, or persistent respiratory failure masked by high ventilatory support. This conflation of "true recovery" with "support-dependent stability" is a major contributor to weaning failure and delayed extubation.
To address this challenge, this study will leverage electronic health record (EHR) data from ICU patients who received invasive mechanical ventilation at Ruijin Hospital, Shanghai Jiao Tong University School of Medicine, between 2016 and 2026 (RuiICU-P1 cohort, n = 4,232), to develop a deep learning-based physiological world model of respiratory dynamics (LAVENT). The model is designed to: (1) learn the co-evolutionary dynamics between a patient's physiological state and respiratory support; (2) generate 96-hour multivariate clinical trajectories given the current patient state and candidate ventilator settings (FiO₂, PEEP); and (3) compare the differential clinical outcomes of alternative ventilator adjustment strategies within the same patient state. External validation will be performed using the public MIMIC-IV database (n = 29,899) to assess model transferability across healthcare systems.
This is a retrospective, observational study using only existing EHR data, without any prospective patient intervention, additional examinations, or biospecimen collection.
Typ studiów
Typ studiów
Zapisy (Szacowany)
Zapisy
Kontakty i lokalizacje
Kontakt w sprawie studiów
Kontakt w sprawie studiów
- Nazwa: Jing Xu
- Numer telefonu: +8618217732985
- E-mail: xj40952@rjh.com.cn
Lokalizacje studiów
-
-
Shanghai Municipality
-
Shanghai, Shanghai Municipality, Chiny, 200025
- Ruijin hospital
-
Kontakt:
- Jing Xu
- Numer telefonu: +8618217732985
- E-mail: xj40952@rjh.com.cn
-
-
Kryteria uczestnictwa
Kryteria kwalifikacji
Kryteria kwalifikacji
Wiek uprawniający do nauki
Akceptuje zdrowych ochotników
Płeć kwalifikująca się do nauki
Metoda próbkowania
Badana populacja
Adult ICU patients (≥18 years) who received invasive mechanical ventilation at the Department of Critical Care Medicine, Ruijin Hospital, Shanghai Jiao Tong University School of Medicine, between January 2016 and June 2026.
Opis
Inclusion Criteria:
- Inclusion criteria:
- age ≥ 18 years
- received invasive mechanical ventilation during ICU stay
- had complete 48hour baseline data and 96hour followup data.
Exclusion Criteria:
- age < 18 years
- duration of mechanical ventilation < 24 hours
- missing rate > 50% for key variables (FiO₂, PEEP, SpO₂, respiratory rate)
- received ECMO therapy.
Plan studiów
Jak projektuje się badanie?
Szczegóły projektu
- Modele obserwacyjne: COHORT
- Perspektywy czasowe: RETROSPECTIVE
Co mierzy badanie?
Podstawowe miary wyniku
Podstawowe miary wyniku
Miara wyniku |
Opis środka |
Ramy czasowe |
|---|---|---|
|
success rate of ventilator weaning
Ramy czasowe: 28 days
|
The proportion of participants who successfully achieve liberation from invasive mechanical ventilation (weaning success), expressed as a percentage of all participants who undergo a weaning attempt |
28 days
|
Współpracownicy i badacze
Sponsor
Sponsor
Daty zapisu na studia
Główne daty studiów
Rozpoczęcie studiów (Szacowany)
Rozpoczęcie studiów
Zakończenie podstawowe (Szacowany)
Zakończenie podstawowe
Ukończenie studiów (Szacowany)
Ukończenie studiów
Daty rejestracji na studia
Pierwszy przesłany
Pierwszy przesłany
Pierwszy przesłany, który spełnia kryteria kontroli jakości
Pierwszy przesłany, który spełnia kryteria kontroli jakości
Pierwszy wysłany (Rzeczywisty)
Pierwszy wysłany
Aktualizacje rekordów badań
Ostatnia wysłana aktualizacja (Rzeczywisty)
Ostatnia wysłana aktualizacja
Ostatnia przesłana aktualizacja, która spełniała kryteria kontroli jakości
Ostatnia przesłana aktualizacja, która spełniała kryteria kontroli jakości
Ostatnia weryfikacja
Ostatnia weryfikacja
Więcej informacji
Terminy związane z tym badaniem
Słowa kluczowe
Inne numery identyfikacyjne badania
Inne numery identyfikacyjne badania
- RJ2026681
Plan dla danych uczestnika indywidualnego (IPD)
Planujesz udostępniać dane poszczególnych uczestników (IPD)?
Opis planu IPD
Privacy and confidentiality constraints: The source data contain sensitive clinical information derived from electronic medical records. Although all data are de-identified before analysis, the combination of detailed longitudinal physiological variables, ventilator parameters, and clinical outcomes carries a residual risk of re-identification. Institutional privacy policies and the approved ethics protocol do not permit public deposition of individual-level data.
Ethics approval and consent limitations: This study is approved with a waiver of informed consent for retrospective use of existing EHR data. The ethics approval covers secondary analysis for the specified research purpose only, and does not extend to unrestricted sharing or redistribution of individual-level records.
Informacje o lekach i urządzeniach, dokumenty badawcze
Bada produkt leczniczy regulowany przez amerykańską FDA
Bada produkt urządzenia regulowany przez amerykańską FDA
Te informacje zostały pobrane bezpośrednio ze strony internetowej clinicaltrials.gov bez żadnych zmian. Jeśli chcesz zmienić, usunąć lub zaktualizować dane swojego badania, skontaktuj się z register@clinicaltrials.gov. Gdy tylko zmiana zostanie wprowadzona na stronie clinicaltrials.gov, zostanie ona automatycznie zaktualizowana również na naszej stronie internetowej .