Monitoramento de acesso à diálise usando um sistema de aprendizado profundo baseado em estetoscópio digital

A hemodiálise (HD) é realizada através de um acesso vascular de hemodiálise, de modo que o sangue do paciente possa ser retirado do paciente, circulado pela máquina de diálise e depois devolvido ao paciente. Os acessos vasculares de HD podem assumir a forma de uma fístula arteriovenosa (FAV), um enxerto arteriovenoso (AVG) ou um cateter de diálise temporário ou permanente. Por apresentar baixo índice de complicações e boa longevidade (durabilidade), a FAV é o acesso preferencial; As recomendações atuais de melhoria da qualidade dos resultados da doença renal "Fistula First" são de que qualquer paciente com uma taxa de filtração glomerular estimada de 25 mL/min deve ser submetido à cirurgia de criação de FAV em preparação para eventual HD.

O estágio IV é escolhido como o momento ideal para a criação da FAV, mesmo que o paciente ainda não precise de HD. Isso ocorre porque (1) geralmente leva cerca de 8 semanas para agendar um paciente para cirurgia de criação de FAV, (2) leva mais 12 a 16 semanas após a criação para que a FAV "amadureça" e fique pronta para uso e (3) até 60% das FAVs criadas cirurgicamente não chegam a amadurecer. Tendo em conta o atraso na maturação e a eventual necessidade de intervenção num acesso que não matura, é necessário um lead time significativo para evitar o encontro de um doente em DRC em fase V que necessite de HD de imediato e depois tenha de recorrer a um cateter de diálise tunelizado com todos os riscos inerentes de infecção, trombose e estenose venosa central.

Ser capaz de monitorar ativamente uma FAV desde o momento da criação cirúrgica com um dispositivo que pode prever se essa FAV falhará ou amadurecerá, capacitará os pacientes e seus médicos a decidir muito antes de intervir e colocar essa FAV "de volta nos trilhos" para maturação. Isso significa que muito mais pacientes poderão iniciar HD quando necessário, usando sua FAV como acesso de diálise e, portanto, reduzir o uso de cateteres de diálise tunelizados.

Esse tipo de monitoramento, no entanto, requer medições frequentes para acompanhar a progressão em direção à maturidade. Ao treinar um algoritmo AI/ML para analisar os sinais sonoros registrados da FAV nascente do paciente, o algoritmo pode detectar quando uma FAV tem probabilidade ou não de amadurecer. Se treinado adequadamente, deve ser capaz de detectar uma condição "improvável de amadurecer" logo após a cirurgia, talvez até nas primeiras duas semanas. Isso levará o médico do paciente a considerar a intervenção na FAV que aumentaria a probabilidade de maturação e aumentaria a taxa de maturação geral. Um estetoscópio digital habilitado para AI/ML, talvez até usado na casa do paciente no futuro, poderia facilmente facilitar esse requisito de monitoramento, bem como transmitir as informações relevantes ao médico do paciente para que uma intervenção oportuna pudesse ser providenciada.

O Eko CORE é um estetoscópio eletrônico aprovado pela FDA e com a marca CE. O CORE permite a gravação de áudio do pulmão, coração e outros sons do corpo. O CORE possui amplificação de áudio 40x, redução de ruído ambiente, taxa de amostragem de 4000 Hz e 3 filtros de áudio. As gravações de som CORE auscultatórias não identificadas são transmitidas sem fio via Bluetooth para o aplicativo Eko seguro e compatível com HIPAA em um smartphone ou tablet, que permite ao usuário reproduzir gravações de som, fazer anotações em áudio gravado e salvar gravações. Esses dados são sincronizados em tempo real com um servidor de banco de dados Amazon Web Services (AWS) seguro, compatível com HIPAA e baseado em nuvem, gerenciado pela Eko Devices.

Este estudo prospectivo, observacional, longitudinal e de prova de conceito incluirá pacientes no Kidney Center da Universidade da Carolina do Norte (UNC). Este estudo incluirá no mínimo 25 e no máximo 50 pacientes com doença renal terminal (ESRD) na unidade de hemodiálise (HDU) com FAVs em maturação que estão sendo dialisados ​​por meio de um cateter de diálise em túnel (TDC). As gravações serão feitas uma vez por semana durante a consulta de HD do paciente. A duração do estudo se estenderá desde o momento da inscrição até que um dos seguintes ocorra primeiro: (a) abandono da FAV, ou (b) 2 semanas de medição após documentação de canulação bem-sucedida definida por canulação de 2 agulhas para 3 diálise sucessivas tratamentos, ou (c) 6 meses de participação no estudo. Esses conjuntos de dados serão usados ​​para derivar um modelo AI/ML para prever a probabilidade de um novo AVF amadurecer ou falhar.