Автоматизированная функция сердца плода у детей с сердечными заболеваниями

План расследования

Участвующим пациенткам будет предложена эхокардиография сердечной функции плода между 27+6 и 29+6 неделями беременности и еще одна между 34+6 и 36+6 неделями.

На этапе, когда пациенты придут для проведения эхокардиографии функции сердца плода, они уже будут знать, поражен ли ребенок врожденным пороком сердца, поскольку скрининг пороков развития проводится между 18 и 20 неделями беременности и уже был проведен. В отдаленном случае обнаружения недиагностированного порока развития плода во время одного из исследований пациенты будут успокоены и назначены на прием в клинику медицины матери и плода (MFM) для дальнейшей консультации с уведомлением своего лечащего врача.

Каждому участнику будет присвоен номер исследования в соответствии с порядком набора участников. Деидентификация будет проводиться при получении изображений врачами до их просмотра инженерами. Исследователи получат доступ к системе онлайн-форм пациентов, соберут назначенные номера пациентов и добавят необходимую информацию о результатах. Ультразвуковые изображения будут сохраняться локально на аппарате УЗИ под тем же присвоенным пациенту номером исследования и загружаться в специальную папку Microsoft (OneDrive), созданную в Сиднее. Эти данные будут храниться в течение как минимум 5 лет после публикации, затем запись данных будет надежно уничтожена в соответствии с процессами уничтожения записей Университета Нового Южного Уэльса (UNSW).

Исследовательское ультразвуковое сканирование будет выполняться обученным сонографом с использованием либо клинической ультразвуковой системы, либо исследовательской ультразвуковой системы, одобренной Управлением терапевтических товаров (TGA) для исследовательской визуализации. Аппарат, используемый в клинике, изготовлен одним из распространенных коммерческих производителей (в данном случае General Electric E10) и представляет собой модель, идентичную той, которая используется в отделении медицины матери и плода. Аппарат, используемый для исследования морских свиней, называется Vantage 256 и производится частной компанией в США (Verasonics). В нем используется та же основная электронная схема и конструкция преобразователя, что и в обычных коммерческих машинах, и фактически используются те же преобразователи, что и в коммерческих машинах. Однако способ проведения УЗИ отличается. Вместо передачи лучей, используемых в обычных ультразвуковых аппаратах, Verasonics сканирует интересующую область с помощью несфокусированных волн, что позволяет получать высококачественные изображения с ограниченным количеством сложных плоских волн и сокращать время сбора данных.

Женщин помещают в полулежачее положение, что является стандартом для УЗИ беременных. После плановой биометрии будет проведено ультразвуковое исследование сердечной функции плода.

Каждое исследование сердечной функции плода будет включать следующие параметры:

1. Биометрические параметры плода (бипариетальный диаметр, окружность головы, окружность живота, длина диафиза бедренной кости)
2. Стандартные допплеровские параметры плода (пупочная артерия, медиальная мозговая артерия, венозный проток)
3. ЧСС плода
4. Наличие перикардиального выпота или водянки

5. Морфометрия сердца - все измерения проводят в конце диастолы, за исключением размеров предсердий, измеряемых в систолу (при максимальном их растяжении)

   • Измерение площади сердца/грудной клетки
   • Измерения 4 камер сердца (апикальная/базальная 4-камерная проекция в 2D)
   • Области предсердий и желудочков (апикальная/базальная 4-камерная проекция в 2D)
   • Расчет сферичности желудочков и предсердий
   • Измерение толщины межжелудочковой перегородки и стенок миокарда (поперечная 4-камерная проекция в 2D или М-режиме)

6. Сердечная сократимость

   • Пространственно-временная корреляция изображений (STIC) Ударный объем в М-режиме, фракция выброса и фракция укорочения
   • Автоматизированная систолическая экскурсия в плоскости кольца митрального клапана STIC (MAPSE), систолическая экскурсия в плоскости кольца трехстворчатого клапана (TAPSE), систолическая экскурсия в плоскости кольца перегородки (SAPSE)
   • Автоматизированная импульсно-волновая допплерография (PWD) Модифицированный левый и правый индекс производительности миокарда (Mod-MPI)

7. Оценка функции атриовентрикулярных клапанов

   • Кинопетля оценки правильного открытия и закрытия
   • Антероградная цветная допплерография без регургитации
   • Импульсная допплеровская оценка скорости кровотока (монофазная или двухфазная)
   • Расчет отношения левого и правого E/A
   • При наличии регургитации: количественная оценка пиковой скорости и продолжительности

8. Оценка оттока аорты

   • Измерение артерии аорты (на уровне клапанного кольца в систолу)
   • Оценка аортального кровотока (оценка систолической пиковой скорости с помощью цветового допплера)

9. Оценка легочного оттока

   • Измерение легочной артерии (на уровне клапанного кольца в систолу)
   • Оценка легочного кровотока (оценка систолической пиковой скорости с помощью цветового допплера)

10. V-знак оценки

    • Подтверждение антероградного кровотока по всей длине артерий
    • Индекс пульсации перешейка аорты и артериального протока

Все морфометрические и функциональные сердечные параметры плода будут нормализованы по Z-показателю по гестационному возрасту, где это возможно. Будут исключены объемы сердца плода и 2D-изображения ненадлежащего качества из-за движений плода, наличия акустических теней ребер или позвоночника плода и дыхания матери. Если водянка развивается, оценка сердечно-сосудистого профиля будет добавлена ​​к рутинному исследованию сердечной функции.

Исследуемая популяция будет находиться под наблюдением до родов и выписки как матери, так и новорожденного. Информация о пациентах будет собираться анонимно. Будет оценен анамнез каждой пациентки и собрана информация о предыдущих беременностях (заболевания матери или плода во время беременности) и исходах (тип родов, состояние матери и новорожденного при рождении, отдаленный исход беременности). Кроме того, исследователи планируют собрать информацию о текущей беременности (наблюдения за матерью и плодом во время беременности) и исходах (тип родов, состояние матери и новорожденного при рождении и до выписки обоих из стационара).

Процедура исследования Риски

Нет никакого повышенного риска, связанного с участием в этом исследовании. В исследовании используется обычное ультразвуковое оборудование, используемое при рутинной оценке плода, без изменения выходной мощности (согласно тепловому индексу или механическому индексу). Исследовательская ультразвуковая система Verasonics также сопоставима с обычными ультразвуками с точки зрения рисков.

Приблизительно 20-30 минут сканирования предполагаются для получения необходимых данных исследования, что соответствует стандартному ультразвуковому исследованию и принципу «настолько низко, насколько разумно достижимо» (ALARA), обычно применяемому при визуализации плода.

Расчет размера выборки

Первичным результатом исследования является разница в средних автоматизированных функциональных кардиальных параметрах плода между случаями ИБС и контрольной группой. Это будет проанализировано с использованием двухвыборочного t-критерия.

Для оценки размера выборки использовался наиболее часто применяемый функциональный параметр плода, в частности MPI левого желудочка (LV-MPI) в качестве показателя всех автоматических параметров сердца плода.

Из-за редкости врожденных пороков сердца расчет размера выборки был выполнен на основе набора двух контролей для каждого случая. При объединении случаев с изолированным стенозом клапана легочной артерии (n = 16) и контрольной группы (n = 48) в предыдущей работе наблюдалось стандартное отклонение 0,098 в измерениях LV-MPI. Используя это наблюдаемое объединенное стандартное отклонение (СО), общая выборка из 381 беременных (127 ИБС + 254 контрольных) с завершенными измерениями требуется для достижения по крайней мере 80% мощности для обнаружения разницы в 0,03 в среднем ИМЛЖ, с двумя односторонняя частота ошибок I типа 5%.

Исследователи признают, что некоторые экспериментальные данные могут потребоваться для оценки ограниченного числа патологических случаев, и поэтому необходимы некоторые приближения, например. для стандартного отклонения в популяции. По этой причине исследователи стремились набрать большее количество участников (приблизительно 30%), 165 ИБС и 330 контролей, допуская также исключение некоторых пациентов из-за выбывания пациентов, трудностей при сканировании из-за движений плода и т. д., а также неполных данных. наборы.

Цель состоит в том, чтобы набрать достаточное количество случаев, чтобы иметь возможность оценить, существует ли значительная разница в параметрах сердечной функции плода между пораженными и непораженными плодами, чтобы получить информацию для дальнейших исследований.

План анализа данных

Необработанные (радиочастотные) ультразвуковые данные, полученные с помощью Verasonics, позволят исследователям проанализировать обработку сигнала/изображения, которая происходит перед отображением, что позволит усовершенствовать этот метод визуализации.

Анализ изображений будет осуществляться сначала вручную посредством оптической оценки, а затем с использованием математических алгоритмов, которые будут распознавать и анализировать только высококачественные изображения. Это может быть ограничением, поскольку автоматически будут включены только высококачественные изображения (что не является репрезентативным для реальной клинической работы), но также гарантируется, что параметры собираются только из почти идеального исследовательского материала (показывая истинные различия, если они существуют).

Ультразвуковые изображения будут проанализированы, а параметры сердечной функции интерпретированы исследователями местного медицинского округа Юго-Восточного Сиднея (SESLHD) / UNSW из Королевской больницы для женщин (RHW), Рандвик. Изображения будут проанализированы группой врачей-фетологов Королевской женской больницы и инженерами UNSW, чтобы убедиться, что алгоритмы правильно применяются для расчета параметров сердечной функции плода.

Сравнения интереса между случаями и контролями по базовым характеристикам будут выполняться с использованием двухвыборочных t-тестов, критериев суммы рангов Уилкоксона или критерия хи-квадрат Пирсона, в зависимости от ситуации.

Вторичные результаты, сравнивающие случаи и средства контроля в один момент времени, будут анализироваться аналогично первичным результатам, при условии проверки допущений. Анализ изменений параметров функции плода с течением времени (т.е. между сканированиями 27+6-29+6 и 34+6-36+6 недель) и сравнение этих изменений между случаями и контролем будут использовать обобщенные линейные смешанные модели, как соответствующий параметру.

Логистическая регрессия будет использоваться для оценки связи между сердечными параметрами плода и частотой водянки. Будет проведен анализ кривой рабочих характеристик приемника для оценки функциональных параметров сердца по сравнению с обычно используемой оценкой сердечно-сосудистого профиля для прогнозирования сердечной недостаточности у плодов с врожденным пороком сердца.

Статистический анализ будет проводиться с использованием SPSS версии 22.0 (SPSS Inc., Чикаго, Иллинойс (Иллинойс), США).

Для тех случаев без полного сбора данных (т.е. намеревается, но не выполняет второе сканирование), анализ будет проводиться только для изолированного значения, а не для какого-либо временного изменения. Их единственный набор данных ультразвуковых измерений во время беременности будет по-прежнему включен в анализ, но исключен из любого анализа последовательных изменений.

Совет по безопасности и мониторингу данных

Для обеспечения высокого качества сбора данных изображения будут собираться в каждом участвующем центре опытными врачами-фетологами, практикующими фетальную медицину более 10 лет. Каждое изображение будет надежно сохранено. Данные будут анонимизированы и проверены исследователями из SESLHD/UNSW. Исследователи UNSW также рассмотрят и завершат сбор данных в случае отсутствия данных.

Наша команда из RHW будет контролировать и гарантировать качество данных. В каждом участвующем центре будет научный сотрудник, фетальный кардиолог, который обсудит и подпишет форму согласия, соберет ультразвуковые изображения и соответствующие данные пациентов. Собранные данные будут загружены и надежно сохранены на платформе UNSW.

Как только будет получено этическое одобрение для каждого зарубежного центра, команда UNSW загрузит данные из всех центров, объединит информацию в уникальную базу данных и проанализирует их с помощью статистика. Команда UNSW будет отвечать за анализ изображений и анализ данных. Затем все участники будут сотрудничать в составлении рукописей для публикации.

Доступ к данным результатов будут иметь только авторизованные исследователи, использующие зашифрованный код для защиты данных. Окончательные варианты для публикации будут рассмотрены всеми авторами из каждого исследовательского центра.

Распространение результатов и политика публикации

Результаты исследования будут опубликованы в рецензируемых научных журналах, в презентациях на конференциях или других профессиональных форумах. В любой публикации конфиденциальность пациентов будет защищена и представлена ​​обезличенным образом.