Aplicativos de cockpit de UTI: estudo intervencional com os primeiros aplicativos de software de cockpit de UTI (ICUCockpiApp)

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Desde 2014, o projeto "ICU-Cockpit" foi criado na Unidade Neurointensiva do Hospital Universitário de Zurique em colaboração com a Universidade de Zurique e a ETH Zurich. A tecnologia da informação de última geração coleta, sincroniza e criptografa dados de vários dispositivos médicos em tempo real. O projeto visa iniciar um desenvolvimento fundamental na medicina intensiva e de emergência - e trazer uma melhoria substancial na forma como o diagnóstico, tratamento e gerenciamento de risco são tratados na prática clínica diária.

Com base no monitoramento por vídeo, já foram desenvolvidos algoritmos para sistemas de alarme precoce e suporte à terapia. A fim de tornar os algoritmos utilizáveis ​​para a prática clínica, uma interface de usuário (GUI) está sendo desenvolvida em cooperação com a Universidade de Ciências Aplicadas do Noroeste da Suíça (FHNW), consulte o apêndice 15. A GUI permite visualizar e interpretar os dados multimodais do paciente de forma abrangente.

Em 2016, um projeto de pesquisa iniciado na UTIN do Hospital Universitário de Zurique começou com o título "ICU Cockpit: plataforma integrada para monitoramento multimodal de pacientes e suporte terapêutico em cuidados neurocríticos" (BASEC No. 2016-01101). O objetivo do projeto de site único é configurar uma plataforma integrada (protótipo científico da plataforma de software ICU Cockpit) para monitoramento multimodal de pacientes e suporte terapêutico em cuidados neurocríticos e, como segundo passo, desenvolver e validar algoritmos para algumas primeiras aplicações clínicas. Além disso, as detecções automáticas de artefatos (ou seja, número de alarmes falsos e verdadeiros no Cockpit da UTI em comparação com o sistema de monitoramento padrão) são avaliadas e algoritmos são desenvolvidos para a detecção precoce de crises epilépticas e comprometimento secundário da perfusão cerebral.

O objetivo desta investigação clínica atual é a verificação e validação da plataforma de software ICU Cockpit e os seguintes três aplicativos diferentes para prognóstico e previsão de complicações:

a) ICU Cockpit COVID-19 para monitoramento remoto de pacientes isolados, b) ICU Cockpit Stable State para uma visualização abrangente de parâmetros vitais e como auxílio adicional na detecção precoce de complicações críticas iminentes c) ICU Cockpit Cerebral Isquemia para a previsão de atraso cerebral isquemia em pacientes com hemorragia subaracnóidea (HSA).

1. Cockpit de UTI COVID-19 para monitoramento remoto de pacientes isolados Tendo infectado mais de 100.000 pessoas em 100 países, a doença de coronavírus 2019 (COVID-19) tornou-se uma pandemia. Na China, até 10% dos pacientes com COVID-19 ficaram gravemente doentes, necessitando de tratamento intensivo principalmente devido a pneumonia, síndrome do desconforto respiratório agudo (SDRA) e falência de múltiplos órgãos. Na Itália, com cerca de 5.200 leitos em unidades de terapia intensiva (UTIs), já 1.028 já eram dedicados a pacientes com COVID-19 até 11 de março. Além disso, 20% dos profissionais de saúde, neste momento, já foram infectados e alguns morreram. Para os Estados Unidos, sem auto-isolamento e para R0 = 2 e R0 = 2,5, respectivamente, as admissões na UTI são projetadas para se tornarem 17,4 a 25,7 por 1.000 habitantes, o que excederia significativamente a capacidade dos 100.000 leitos de UTI existentes nos EUA. Além disso, na Suíça, o sistema de saúde e especialmente as UTIs estão enfrentando desafios extraordinários, pois os recursos humanos para profissionais de UTI são limitados.

   Os avanços na informática médica têm o potencial de facilitar a assistência médica e economizar recursos humanos não apenas no setor ambulatorial, mas também nas UTIs, especialmente durante epidemias. Na medicina intensiva e de emergência, a situação é agravada por sinais em tempo real de vários sensores, bem como dentro do corpo humano. Em uma situação de emergência, em particular, não é possível integrar rapidamente esse fluxo de informações ao processo de tomada de decisão.

   O monitoramento remoto de pacientes estritamente isolados reduz especialmente as rotas e caminhadas da equipe, o número de contatos próximos com pacientes infectados e, portanto, a transmissão do vírus. A segurança dos pacientes será aumentada pela redução do estresse e esgotamento em enfermeiros e médicos, que muitas vezes trabalham em crise ao longo do tempo.

2. ICU Cockpit Stable State Como primeira aplicação, um software chamado "estado estável" foi desenvolvido recentemente. Parâmetros vitais como pressão arterial, pressão intracraniana e muitos outros são difíceis de ler de relance devido à sua alta densidade de informações. Como o corpo humano é um sistema complexamente interconectado, esses biosinais também estão fortemente correlacionados. Os clínicos experientes podem reconhecer desvios na estrutura correlacional de vários sinais, mas é impossível compreender o quadro completo devido à enorme quantidade de dados disponíveis. No entanto, alterações sutis de correlação podem indicar um estado instável de um paciente antes que essas alterações sejam visíveis em um sinal específico ou em sua medida composta.

   Recentemente foi desenvolvido um algoritmo que calcula as interdependências em um conjunto arbitrário de sinais durante uma fase estável do paciente. Esse estado estável é comparado a uma estimativa on-line do estado atual. As mudanças correlacionais são didaticamente reduzidas e visualizadas em uma exibição semelhante a Mondrian para comparações rápidas dos estados atuais e passados.

   O aplicativo "estado estável" como parte do GUI ICU Cockpit está planejado para ser implementado como uma ajuda adicional na detecção precoce de complicações críticas iminentes.

3. Cockpit da UTI Isquemia Cerebral O vasoespasmo cerebral (CVS) é um estreitamento morfológico tardio das artérias cerebrais, ocorrendo 4 a 10 dias após a hemorragia subaracnóidea aneurismática. Classicamente, a CVS tem sido associada à isquemia cerebral tardia (DCI), que leva ao infarto cerebral associado à morbidade e mortalidade. Isso tem sido uma espécie de paradigma, e o termo CVS tem sido frequentemente mal utilizado para descrever sinais clínicos de DCI. A maioria das pesquisas foi focada na suposição de que o CVS é ​​o único responsável pela DCI. Hoje, é bem aceito que nem todos os pacientes com CVS desenvolvem DCI. Inversamente, DCI pode ocorrer na ausência de CVS. Revisão recente da literatura indica que CVS não é a única causa de DCI e que todo o quadro de DCI é multifatorial. Há um debate em andamento sobre esse assunto, porém o infarto cerebral em estudos de imagem pode ser a medida mais apropriada de DCI ao lado do resultado funcional. Portanto, foi desenvolvido um algoritmo para prever DCI baseado em um modelo de floresta aleatória, que permite identificar biomarcadores para a ocorrência 24h a 48 horas antes.