Wykorzystanie uczenia maszynowego do modelowania ryzyka wystąpienia sepsy noworodkowej o wczesnym początku w Ugandzie i Zimbabwe (NeoRisk)

Badanie to będzie składało się z trzech głównych etapów i będzie obserwacyjnym badaniem kohortowym.

Faza 1 odbędzie się w szpitalu Kawempe w Kampali w Ugandzie. Uczestnicy zostaną rekrutowani z oddziałów porodowych przez personel badawczy, a analiza pośrednia zostanie zakończona po rekrutacji 10% całkowitej próby. Więcej szczegółów można znaleźć w sekcji 7.3.

Dane będą gromadzone za pośrednictwem internetowego CRF, z uwzględnieniem czynników wymienionych w tabeli w Sekcji 3.

Dodatkowo:

• Od wszystkich noworodków objętych badaniem przez wyznaczony personel badawczy zostanie pobrana próbka krwi żylnej noworodków do hodowli

  o Należy to zrobić przed podaniem antybiotyków lub w ciągu 48 godzin od urodzenia, w zależności od tego, co nastąpi wcześniej, i niezależnie od tego, czy noworodek jest badany i leczony w kierunku posocznicy.

• Informacje poporodowe będą zbierane telefonicznie po 1 miesiącu, włączając stan zdrowia matki i dziecka, ponowną hospitalizację lub chorobę kliniczną oraz podane szczepionki. Wszystkie dane zostaną sprawdzone pod kątem kontroli jakości przez członka zespołu badawczego. Od wszystkich noworodków, które brały udział w badaniu, zaraz po urodzeniu, przed rozpoczęciem leczenia antybiotykami, jeśli jest to bezpieczne, zostanie pobrana posiew krwi. Objętość krwi pobranej do posiewu musi wynosić 1-2 ml i zostanie zweryfikowana poprzez zważenie butelek do posiewu krwi. Zespoły pediatryczne i badawcze zostaną przeszkolone w zakresie metod pobierania próbek krwi, w tym odpowiedniego czyszczenia skóry przed pobraniem próbki. Informacje zwrotne na temat objętości próbek i stopnia skażenia (definicja w sekcji 7.3) zostaną przekazane konsultantom pediatrycznym, a personel zaoferuje dodatkowe szkolenie. Jeżeli po dodaniu 3 ml do butelki na hodowlę pozostanie próbka, nadmiar zostanie zatrzymany jako próbka krwi do wykorzystania w przyszłych, zatwierdzonych pod względem etycznym badaniach, jeśli uczestnik wyraził na to zgodę.

Wyniki badań mikrobiologicznych będą przekazywane zespołowi klinicznemu uczestnika w czasie rzeczywistym – patrz rozdział 7.3.4 dla dalszych szczegółów. Diagnoza sepsy przez lekarza zostanie zarejestrowana, jeśli lekarz na poziomie rejestratora lub wyższym odnotuje diagnozę sepsy w ciągu 48 godzin od urodzenia. Aby zmniejszyć subiektywizm tego pomiaru, oceniony zostanie również poziom pewności GAIA w przypadku rozpoznania sepsy (35) i zarejestrowany zostanie poziom pewności diagnostycznej (1-5, zgodnie z kryteriami GAIA). Dokumentacja medyczna jest zapisywana na papierze w szpitalu Kawempe, zanim zostanie zakodowana w elektronicznej dokumentacji medycznej przez urzędników zajmujących się danymi. W przypadku konieczności szczegółowego przeglądu dostępne będą skany dokumentacji medycznej w formacie PDF.

Wszystkie dane uczestników zostaną zebrane przez przeszkolony personel badawczy i zapisane w internetowym systemie CRF hostowanym w bezpiecznej aplikacji internetowej REDCap. W głównej bazie danych REDCap nie będą przechowywane żadne dane umożliwiające identyfikację pacjenta. Więcej szczegółów na temat planów zarządzania danymi można znaleźć w sekcji 8.6.

Informacje poporodowe zostaną uzupełnione telefonicznie przez personel badawczy 28 dni po porodzie. Numer kontaktowy uczestnika, numer kontaktowy do partnera oraz numer kontaktowy do drugiego przyjaciela lub członka rodziny zostaną pobrane podczas rekrutacji, aby zminimalizować straty w związku ze zmianami numeru telefonu komórkowego. Tożsamość uczestnika zostanie potwierdzona na podstawie trzech czynników (data urodzenia, imię i nazwisko, adres/wieś). Zostaną zebrane następujące informacje:

• Stan zdrowia matki i dziecka

• Wszelkie wizyty w placówce opieki nad noworodkiem

  • W przypadku hospitalizacji lub przyjęcia do szpitali w Kawempe, elektroniczna dokumentacja medyczna zostanie przejrzana przez personel badawczy
  • W przypadku wizyty w innym miejscu matka zostanie zapytana o przyczynę zgłoszenia, informację o przyjęciu noworodka do szpitala, główną diagnozę i zastosowane leczenie.

Rekrutacja pierwszych 160 uczestniczek z oddziału porodowego (10% całej próby) będzie traktowana jako pilotażowa i na tym etapie zarówno rekrutacja, jak i dane zostaną poddane przeglądowi, ze szczególnym uwzględnieniem następujących aspektów:

• Porównanie demograficzne pomiędzy rekrutowanymi kobietami a populacją uczęszczającą do Kawempe
• Uzupełnianie danych
• Objętość pobranych próbek krwi
• Strata w związku z dalszymi stawkami
• Związek między potencjalnymi czynnikami ryzyka a posocznicą kliniczną lub sepsą dodatnią posiewie. Po tej analizie pilotażowej narzędzie do gromadzenia danych można dostosować tak, aby było bardziej zwięzłe, jeśli niektóre czynniki ryzyka wydają się nie mieć związku z wynikami noworodków. Dodatkowo strategię rekrutacji można dostosować tak, aby obejmowała kobiety uczęszczające do klinik położniczych, aby poprawić reprezentatywność próby, jeśli próba pilotażowa znacznie różni się demograficznie od ogólnej populacji kobiet w ciąży uczęszczających do tego samego ośrodka badawczego w okresie przedporodowym. Na koniec, w razie potrzeby, przeprowadzona zostanie informacja zwrotna i przeszkolony personel, aby zapewnić optymalną wielkość próbek i kompletność danych.

Podczas fazy 1 odbędą się dwie oddzielne dyskusje w grupach fokusowych, każda z udziałem 10 uczestników, z udziałem personelu szpitala Kawempe. Jedna dyskusja będzie prowadzona ze starszymi lekarzami, druga z młodszymi lekarzami i położnymi. Grupy fokusowe będą prowadzone na miejscu w Kawempe w języku angielskim. Organizowane są grupy fokusowe, których celem jest uzupełnienie ilościowych wyników tego projektu poprzez zwrócenie uwagi na czynniki ryzyka obecnie postrzegane jako istotne (co powinno wówczas stanowić kluczowy element analizy i rozpowszechniania wyników w celu potwierdzenia ich przydatności), poinformowanie o bieżących trudnościach diagnostycznych w celu ukierunkowania na przyszłość. pracować z modelem stratyfikacji ryzyka oraz zapewnić kontekst dla rozwoju i komunikacji modelu, aby zmaksymalizować jego użyteczność. Grupy fokusowe będą zajmować się następującymi zagadnieniami:

• Potwierdzenie wiedzy i świadomości na temat sepsy noworodków
• Postępowanie w przypadku sepsy u noworodków
• dotyczące ryzyka i konsekwencji sepsy u noworodków oraz
• Aktualne strategie diagnostyczne oraz ich postrzegane mocne i trudne strony
• Postrzeganie sepsy u noworodków i jej wpływ na diagnostykę i leczenie
• Zalecenia usprawniające diagnostykę i leczenie posocznicy noworodków Grupy fokusowe będą prowadzone przez członków zespołu ds. nauk społecznych MUJHU i dr Sarah Sturrock. Zespół nauk społecznych i dr Sturrock opracowali narzędzie na potrzeby tych dyskusji (patrz w załączeniu). Dyskusje będą nagrywane, a nagrania niszczone po transkrypcji dyskusji. Następnie zespół ds. nauk społecznych dokona analizy tematycznej dyskusji.

Badacze przewidują, że faza 1 odbędzie się w okresie od stycznia do lipca 2024 r.

W fazie 2 dane zebrane w fazie 1 zostaną wykorzystane do skonstruowania modelu stratyfikacji ryzyka we współpracy z Advanced Research Computing Center na University College London.

Badacze przewidują, że faza 2 odbędzie się w okresie od marca do września 2024 r.

Faza 3 będzie obejmować zewnętrzną walidację narzędzia stratyfikacji ryzyka. Ten etap odbędzie się w szpitalu centralnym Sally Mugabe w Harare w Zimbabwe. Uczestnicy będą rekrutowani z klinik położniczych i oddziałów porodowych przez personel badawczy.

Podobne dane zostaną zebrane od uczestników fazy 3, jak i fazy 1; po Fazie 2 zostaną określone pola danych wymagane dla modelu i pola te zostaną zebrane dla uczestników Fazy 3.

Gromadzenie danych będzie odbywać się za pośrednictwem platformy Neotree, z której korzysta Sally Mugabe(41). W fazie 1 zbierane będą dane dotyczące elementów nieuwzględnionych w standardowej historii choroby (takich jak dostępność urządzeń sanitarnych i bezpieczeństwo żywnościowe). Jeżeli którykolwiek z tych elementów będzie stanowić kluczową część modelu statystycznego, możliwość dodania tych elementów do platformy Neotree zostanie omówiona z zespołem Neotree. Ze zbioru danych Neotree zostaną pobrane wyłącznie dane pseudonimizowane, a model z fazy 2 zostanie zastosowany do określenia ryzyka posocznicy noworodków.

Głównym wynikiem fazy 3 będzie rozpoznanie sepsy przez starszego klinicystę w ciągu 48 godzin od porodu, a posiewy krwi (jeśli są dostępne) zostaną pobrane wyłącznie u noworodków uznanych za zagrożone lub z klinicznymi objawami posocznicy zgodnie ze standardowymi badaniami klinicznymi. wytyczne. Przyjmowanie diagnozy sepsy przez starszego lekarza jako wyniku wynika z faktu, że zaopatrzenie w butelki do posiewów krwi i analiza laboratoryjna posiewów jest niewiarygodna i jest mało prawdopodobne, że będą dostępne dla wszystkich uczestników badania, jak w fazie 1.

Skuteczność modelu statystycznego zostanie określona poprzez obliczenie jego czułości, swoistości, pozytywnych i negatywnych wartości predykcyjnych, porównując obliczone ryzyko z rozpoznaniem klinicznym sepsy występującej w ciągu 72 godzin od urodzenia.

Badacze przewidują, że faza 3 odbędzie się między końcem 2024 r. a marcem 2025 r.

Przy projektowaniu tego badania zastosowano się do stwierdzenia TRIPOD (Przejrzyste raportowanie wielowymiarowego modelu przewidywania dla indywidualnego prognozowania lub diagnozy) i tak będzie w jego raportowaniu(42). W razie potrzeby wprowadzone zostaną dostosowania wraz z wydaniem nadchodzących wytycznych dotyczących sztucznej inteligencji.