Monitorowanie dostępu do dializy za pomocą cyfrowego systemu głębokiego uczenia opartego na stetoskopie

Hemodializa (HD) jest prowadzona przez dostęp naczyniowy do hemodializy, tak że krew pacjenta może zostać usunięta z organizmu pacjenta, przepuszczona przez aparat do dializy, a następnie zwrócona pacjentowi. Dostępy naczyniowe HD mogą mieć postać przetoki tętniczo-żylnej (AVF), przeszczepu tętniczo-żylnego (AVG) lub tymczasowego lub stałego cewnika dializacyjnego. Ze względu na niski wskaźnik komplikacji i dobrą trwałość (trwałość) preferowanym dostępem jest AVF; Aktualne zalecenia dotyczące poprawy jakości wyników leczenia chorób nerek „Najpierw przetoka” zalecają, aby każdy pacjent z szacowanym współczynnikiem przesączania kłębuszkowego wynoszącym 25 ml/min przeszedł operację wytworzenia AVF w ramach przygotowań do ewentualnej HD.

Etap IV jest wybierany jako optymalny czas do stworzenia AVF, mimo że pacjent nie potrzebuje jeszcze HD. Wynika to z faktu, że (1) zaplanowanie pacjenta na operację utworzenia AVF zwykle zajmuje około 8 tygodni, (2) potrzeba kolejnych 12-16 tygodni po utworzeniu, aby AVF „dojrzał” i stał się gotowy do użycia oraz (3) aż 60% chirurgicznie utworzonych AVF w ogóle nie dojrzewa. Biorąc pod uwagę opóźnienie dojrzewania i ewentualną potrzebę interwencji w przypadku niedojrzałego dostępu, wymagany jest znaczny czas realizacji, aby uniknąć spotkania pacjenta w stadium V CKD, który wymaga natychmiastowej HD, a następnie musi uciekać się do tunelizowanego cewnika dializacyjnego z towarzyszącym mu ryzykiem infekcji, zakrzepicy i zwężenia żyły centralnej.

Możliwość aktywnego monitorowania AVF od czasu chirurgicznego utworzenia za pomocą urządzenia, które może przewidzieć, czy AVF ulegnie awarii, czy dojrzeje, umożliwi pacjentom i ich lekarzom podjęcie znacznie wcześniejszej decyzji o interwencji i przywróceniu AVF „z powrotem na właściwe tory”. dojrzewanie. Oznacza to, że o wiele więcej pacjentów będzie mogło w razie potrzeby rozpocząć HD, używając AVF jako dostępu do dializy, a tym samym ograniczyć użycie tunelizowanych cewników dializacyjnych.

Ten rodzaj monitorowania wymaga jednak częstych pomiarów w celu śledzenia postępów w kierunku dojrzałości. Ucząc algorytm AI/ML w celu analizowania sygnałów dźwiękowych zarejestrowanych z powstającego AVF pacjenta, algorytm może wykryć, kiedy AVF prawdopodobnie dojrzeje lub nie. Jeśli jest odpowiednio wyszkolony, powinien być w stanie wykryć stan „mało prawdopodobne, aby dojrzał” bardzo wcześnie po operacji, być może nawet w ciągu pierwszych dwóch tygodni. To skłoni lekarza pacjenta do rozważenia interwencji na AVF, która zwiększyłaby prawdopodobieństwo dojrzewania i ogólny wskaźnik dojrzewania. Cyfrowy stetoskop obsługujący sztuczną inteligencję/uczenie maszynowe, być może nawet używany w przyszłości w domu pacjenta, mógłby z łatwością spełnić ten wymóg monitorowania, a także przekazywać odpowiednie informacje lekarzowi pacjenta, aby można było zorganizować interwencję na czas.

Eko CORE jest stetoskopem elektronicznym zatwierdzonym przez FDA i posiadającym znak CE. CORE umożliwia nagrywanie dźwięku płuc, serca i innych dźwięków ciała. CORE oferuje 40-krotne wzmocnienie dźwięku, redukcję szumów otoczenia, częstotliwość próbkowania 4000 Hz i 3 filtry audio. Zanonimizowane nagrania dźwiękowe CORE są przesyłane bezprzewodowo przez Bluetooth do bezpiecznej, zgodnej z HIPAA aplikacji Eko na smartfonie lub tablecie, która umożliwia użytkownikowi odtwarzanie nagrań dźwiękowych, dodawanie notatek do nagranego dźwięku i zapisywanie nagrań. Dane te są synchronizowane w czasie rzeczywistym z bezpiecznym, zgodnym z HIPAA, opartym na chmurze serwerem bazy danych Amazon Web Services (AWS) zarządzanym przez Eko Devices.

Do tego prospektywnego, obserwacyjnego, podłużnego badania potwierdzającego słuszność koncepcji zostaną włączeni pacjenci z Centrum Nerek Uniwersytetu Północnej Karoliny (UNC). Do tego badania zostanie włączonych co najmniej 25, a maksymalnie 50 pacjentów ze schyłkową niewydolnością nerek (ESRD) na oddziale hemodializy (HDU) z dojrzewającymi AVF, którzy są dializowani przez tunelizowany cewnik dializacyjny (TDC). Nagrania będą wykonywane raz w tygodniu podczas wizyty pacjenta w HD. Czas trwania badania będzie rozciągał się od momentu włączenia do badania, dopóki nie wystąpi jedna z poniższych sytuacji: (a) rezygnacja z AVF lub (b) 2 tygodnie pomiaru po udokumentowaniu pomyślnej kaniulacji określonej przez kaniulację 2-igłową przez 3 kolejne dializy leczenia lub (c) 6 miesięcy udziału w badaniu. Te zestawy danych zostaną wykorzystane do wyprowadzenia modelu AI/ML w celu przewidywania prawdopodobieństwa dojrzałości lub niepowodzenia nowego AVF.