Braindex Algorytm pomiaru nasycenia tlenem tkanek mózgowych (SctO2) Ocena i doskonalenie (POC-SctO2)

SPONSOR BRAINDEX sas Parc Eurasanté 12 avenue Pierre Mauroy 59120 Loos

BADACZ KOORDYNATOR Profesor 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, ​​Francja

TYTUŁ Badanie optymalizacyjne in vivo algorytmu pomiaru wysycenia tlenem tkanki mózgowej (SctO2) firmy Braindex w porównaniu z mieszaną wartością referencyjną saturacji żyły szyjnej i tętnic systemowych podczas udowodnionej utraty autoregulacji mózgowej.

NUMER ID-RCB 2022-A02770-43

UZASADNIENIE / TŁO Częstość występowania pooperacyjnych zaburzeń funkcji poznawczych (POCD) w kardiochirurgii jest rzędu 30-50%. Utrata autoregulacji mózgowej jest czynnikiem powodującym POCD i pogorszenie funkcji poznawczych. Cerebral near-infrared oximetry (NIRS), dostępny na rynku nieinwazyjny system monitorowania, ma na celu wykrywanie i ograniczanie utraty autoregulacji mózgowej podczas śródoperacyjnej niestabilności hemodynamicznej.

Obecnie NIRS mierzy nasycenie tlenem tkanki mózgowej (SctO2) w niejednolitej objętości tkanki i odpowiada próbkowaniu krwi obejmującej składniki tętnicze, żylne i włośniczkowe.

Działanie urządzeń do pulsoksymetrii mózgowej dostępnych obecnie na rynku zostało potwierdzone klinicznie w ograniczonym zakresie, często u zdrowych ochotników bez chorób współistniejących lub w sytuacjach sercowo-naczyniowych (testy hipoksemii) poza jakimkolwiek zabiegiem chirurgicznym. W przypadku wielu urządzeń wyniki testów zostały ekstrapolowane i wprowadzone na rynek bez żadnej rzeczywistej walidacji klinicznej w poszczególnych procedurach i bez możliwości pełnego potwierdzenia korelacji między rzeczywistą utratą autoregulacji mózgowej, co jest trudne do potwierdzenia, a spadkiem SctO2 . Oprócz walidacji klinicznej różne urządzenia mają szereg ograniczeń i niedoskonałości technicznych, w szczególności ograniczoną strefę próbkowania, małą liczbę nadajników i odbiorników oraz zmienną jakość algorytmu przetwarzania sygnału. Wszystkie te czynniki mogą wyjaśniać mieszane wyniki ostatnich metaanaliz klinicznych dotyczących korzyści płynących z tej technologii.

Czujnik BRAINDEX oferuje zalety optycznego rejestratora obrazu wyposażonego w 60 diod LED emitujących 6 długości fal (660, 730, 780, 810, 850 i 900nm) oraz 28 fotodiod (czujników optycznych). Ten zestaw optod przekłada się na pomiar 420 wektorów optycznych na półkulę mózgową, zwiększając rozdzielczość pomiaru natlenienia mózgu i liczbę stref analizy w porównaniu z obecnymi urządzeniami na rynku.

Wstępne testy wydajności zostały już przeprowadzone in silico przy użyciu modeli symulacyjnych i na stanowisku badawczym. Chcemy teraz zoptymalizować i skalibrować algorytm analizy sygnału do pomiaru nasycenia tlenem tkanki mózgowej (SctO2) in vivo, w kontekście udowodnionej utraty autoregulacji mózgowej, i porównać go z mieszaną wartością wysycenia żył szyjnych i tętnic systemowych, powszechnie akceptowane referencje.

W tym sensie przezskórna wymiana zastawki aortalnej lub TAVI (zastawka Sapiens, Edwards) ma decydującą zaletę polegającą na wygenerowaniu wystandaryzowanego i doskonale powtarzalnego zatrzymania krążenia, prowadzącego do planowanej utraty autoregulacji mózgowej przez cały czas trwania niedrożności zastawki aortalnej przez rozmieszczenie zastawki balon.

Celem badań jest optymalizacja algorytmu Braindex in vivo podczas zabiegu TAVI, aw szczególności podczas utraty autoregulacji mózgowej związanej z zatrzymaniem krążenia systematycznie indukowanym rozwarciem zastawki. Badanie to będzie również opierać się na pomiarach nasycenia tlenem żył szyjnych (SvjO2) i nasycenia tlenem krwi tętniczej (SaO2), które są pomiarami referencyjnymi dla poprzednich urządzeń.

CELE Głównym celem badań jest optymalizacja algorytmu szacowania SctO2 (SctO2Exp.), in vivo, u pacjentów zakwalifikowanych do zabiegu TAVI udowej i systematycznie narażonych na okres utraty autoregulacji mózgowej podczas przezskórnego otwierania zastawki aortalnej.

Cele drugorzędne to:

• Do oceny jakości sygnałów EEG (elektroencefalogramu) z elektrod w czujniku BRAINDEX,
• Ocenić możliwość obliczenia ANI (Analgesia Nociception Index) z sygnałów PPG (fotopletyzmografii) uzyskanych czujnikiem BRAINDEX
• Zapoznaj się z parametrami technicznymi czujnika BRAINDEX.

SCHEMAT BADAŃ Jest to odkrywcze, prospektywne, interwencyjne, otwarte badanie kliniczne mające na celu opracowanie i optymalizację algorytmu szacowania SctO2Exp.

KRYTERIA PRZYJĘCIA

• Pacjent, mężczyzna lub kobieta, powyżej 18 roku życia
• Pacjent poddawany przezskórnej wymianie zastawki aortalnej z założeniem balonu zastawki aortalnej (zastawka Edwardsa Sapiena) w sedacji prostej remifentanylem w trybie AIVOC, z wentylacją spontaniczną
• Pacjent zrzeszony lub uprawniony w ramach systemu zabezpieczenia społecznego
• Pacjent, który otrzymał pisemną i świadomą informację o badaniu oraz podpisał dobrowolną i świadomą zgodę na udział w badaniu.

KRYTERIA NIEWŁĄCZAJĄCE

• Chirurgia awaryjna
• Pacjent ważący mniej niż 40 kg
• Pacjent z wywiadem udaru niedokrwiennego
• Pacjent z przeciwwskazaniami do cewnikowania cewników tętniczych
• Pacjent z przeciwwskazaniem do urządzenia Braindex
• Pacjent chroniony: osoba dorosła pozostająca pod kuratelą, kuratelą lub inną ochroną prawną, pozbawiona wolności na mocy decyzji sądowej lub administracyjnej
• Kobiety w ciąży, rodzące lub karmiące piersią
• Pacjent hospitalizowany bez zgody

PROCEDURA BADAWCZA Procedura badawcza polega na optymalizacji algorytmu Braindex do pomiaru in vivo SctO2Exp przed, w trakcie i po udowodnionej utracie autoregulacji mózgowej związanej z zatrzymaniem krążenia zaprogramowanym przez przezskórne rozmieszczenie zastawki aortalnej za pomocą balonu przezzastawkowego, u energicznego pacjenta uspokojonego remifentanylem w IVCA .

Ciągły pomiar SvjO2, zwykły pomiar referencyjny dla dostępnych na rynku urządzeń, zostanie przeprowadzony przez wszczepienie światłowodu (CEVOX,PULSIONMedicalSystemsSEHans-Riedl-Str.17 85622 Feldkirchen Niemcy) przez wewnętrzny cewnik szyjny, oprócz konwencjonalnego zewnętrznego cewnika elektrosystolicznego. Co 2 sekundy będą rejestrowane następujące parametry: inwazyjne ciśnienie krwi (skurczowe, średnie i rozkurczowe), częstość akcji serca, SaO2 na fali tętna. SvjO2 będzie rejestrowane w sposób ciągły podczas całej procedury implantacji. Czasy rozpoczęcia nacięcia chirurgicznego, początek częstoskurczu zatokowego (nadmiernego pobudzenia) wywołanego zewnętrzną stymulacją elektrosystoliczną, początek napełniania balonika wewnątrzzastawkowego, maksymalne zamknięcie balonu, koniec całkowitego opróżnienia balonu, koniec stymulacji i koniec zamykania skóry zostaną zarejestrowane.

Zostanie pobrana gazometria żyły szyjnej i tętnic (1 ml na próbkę) w celu wykonania wstępnej kalibracji włókna CEVOX na początku zabiegu (nacięcie skóry), następnie przed nadmiernym naciśnięciem, następnie po zatrzymaniu nadmiernego nadmuchu i na koniec zamknięcia skóry , aby upewnić się, że nie ma wyprowadzenia szacowanej ciągłej wartości włókna CEVOX.

AKT DODANY Umieszczenie sondy CEVOX w celu ciągłego monitorowania SvjO2 zostanie przeprowadzone w znieczuleniu miejscowym, oprócz sedacji remifentanylem, pod kontrolą USG.

Instalacja bezinwazyjnego czujnika czoła BRAINDEX.

KRYTERIA OCENY

Główne punkty końcowe:

• Sygnały NIRS (spektroskopia w bliskiej podczerwieni) rejestrowane przez czujnik BRAINDEX w celu optymalizacji algorytmu
• Wartość SctO2Exp uzyskana z pomiaru żyły szyjnej w celu optymalizacji algorytmu.

Drugorzędowe punkty końcowe:

• Sygnały EEG rejestrowane za pomocą czujnika BRAINDEX oraz informacje o przyspieszeniu w trzech osiach za pomocą akcelerometru
• Sygnały PPG (fotopletyzmokardiografia) za pośrednictwem czujnika BRAINDEX i sygnały ANI za pośrednictwem monitora ANIv2
• Działanie czujnika, odłączenie optody, odłączenie elektrody

WIELKOŚĆ BADANIA Ponieważ jest to badanie eksploracyjne, nie można było sformułować żadnej hipotezy statystycznej. Ponieważ głównym celem badania jest optymalizacja algorytmu in vivo do szacowania SctO2Exp, ważne jest uzyskanie próbki reprezentatywnej dla różnorodności sytuacji hemodynamicznych obserwowanych podczas procedur TAVI, które mają tę zaletę, że są wysoce wystandaryzowane i powtarzalne. Włączenie 40 pacjentów powinno umożliwić nam osiągnięcie tej różnorodności. Włączenie 40 pacjentów powinno umożliwić nam osiągnięcie tej różnorodności.

PRZEZNACZONA LICZBA OŚRODKÓW Jeden ośrodek: Institut de Perfusion, de Réanimation et d'Anesthésie de Chirurgie Cardiaque Paris Sud (IPRA) w Hôpital Privé Jacques Cartier (Massy).

CZAS TRWANIA BADAŃ

• Długość okresu włączenia: 10 miesięcy (przewidywana data rozpoczęcia IC: 01.03.2023)
• Czas trwania udziału każdego uczestnika: czas trwania zabiegu chirurgicznego wraz z obserwacją działań niepożądanych w ciągu 24 godzin pooperacyjnych.
• Całkowity czas trwania badań: 10 miesięcy i 24 godziny (przewidywany koniec CI: 01.05.2024).

ANALIZA STATYSTYCZNA DANYCH Analizy zostaną przeprowadzone na wszystkich włączonych pacjentach. Analiza główna Sygnały NIRS zebrane w całym okresie operacyjnym procedury TAVI posłużą do opracowania algorytmu obliczania SctO2Exp.

Surowe dane zostaną odszumione przy użyciu filtra dolnoprzepustowego o wartości 0,05 Hz rzędu 6 i odjęciu potencjalnych artefaktów, zewnętrznych zakłóceń świetlnych i zakłóceń o wysokiej częstotliwości (fizjologicznych i spowodowanych środowiskiem elektromagnetycznym). Regionalne stężenie tlenu SctO2Exp zostanie następnie obliczone przy użyciu zmodyfikowanego prawa Beera-Lamberta, wyrażonego poniższym równaniem, na wszystkich wektorach optycznych. W celu optymalizacji otrzymanego algorytmu, tak oszacowane stężenia, SctO2Exp, zostaną porównane z pomiarem referencyjnym , SctO2Ref (szacowany jako równy 25% SaO2 i 75% SvjO2) i zostanie wykorzystany do zgrupowania odległości i wektorów wymaganych do dokładniejszego oszacowania nasycenia tlenem.

Analiza wtórna

Ocena jakości sygnału EEG:

- Jakość sygnału EEG w obliczu artefaktów fizjologicznych i środowiskowych artefaktów środowiskowych związanych z procedurą TAVI (obsługa pacjenta, środowisko elektromagnetyczne itp.) zostanie oceniona poprzez obliczenie stosunku sygnału do szumu określonego przez gęstość mocy w widmie pasmo zainteresowania (0,1 - 4 Hz) podzielone przez pozostałą zawartość widmową i wskaźniki nasycenia sygnału (uważane za nasycone, jeśli są większe niż ±200 mV). Opisana zostanie proporcja współczynnika nasycenia, - Obliczone zostaną zmiany sygnału w stosunku do dowolnych lub mimowolnych ruchów głowy pacjenta mierzonych w 3 osiach. Odchylenie większe niż 0,5 g w dowolnej osi będzie uważane za ruch głowy (dobrowolny lub niezamierzony). Zostanie opisana proporcja zmienności powyżej 0,5 g.

Ocena możliwości obliczenia ANI:

- Sygnały PPG zarejestrowane przez czujnik BRAINDEX zostaną wykorzystane do obliczenia ANI. Zgodność między ANI uzyskanym z sygnałów PPG za pośrednictwem czujnika BRAINDEX a ANI uzyskanym z monitora ANIv2 zostanie oceniona przy użyciu współczynnika korelacji wewnątrzklasowej (ICC) oraz graficznej metody Blanda i Altmana. ICC i jego 95% przedział ufności zostaną określone przy użyciu dwuczynnikowej losowej analizy wariancji, pacjenta i metody.

Zapoznaj się z parametrami technicznymi czujnika BRAINDEX:

• Niezawodność operacyjna czujnika BRAINDEX zostanie oceniona za pomocą pliku dziennika wskazującego na potencjalne nieprawidłowe działanie systemu
• Identyfikacja odłączenia optody podczas pomiaru zostanie oceniona poprzez oszacowanie wariancji szumu otoczenia przy wyłączonych diodach
• Wskazanie odłączenia elektrody podczas pomiaru zostanie ocenione poprzez oszacowanie impedancji elektrod przez element akwizycji

OCZEKIWANE KORZYŚCI Oczekiwanym efektem końcowym tych badań jest optymalizacja algorytmu obliczania SctO2Exp czujnika BRAINDEX in vivo, w rzeczywistych warunkach postępowania z pacjentem, w udowodnionych sytuacjach utraty autoregulacji mózgowej.