Использование машинного обучения для моделирования риска раннего неонатального сепсиса в Уганде и Зимбабве (NeoRisk)

Это исследование, которое представляет собой обсервационное когортное исследование, будет состоять из трех основных этапов.

Фаза 1 будет проходить в больнице Кавемпе в Кампале, Уганда. Участники будут набраны из родильных палат исследовательским персоналом, а промежуточный анализ будет завершен после набора 10% от общей выборки. Дополнительную информацию см. в разделе 7.3.

Данные будут собираться через онлайн-ИФД, включая факторы, перечисленные в таблице в разделе 3.

Кроме того:

• У всех новорожденных, участвующих в исследовании, будет взят образец неонатальной венозной крови для посева назначенным исследовательским персоналом.

  o Это необходимо сделать перед введением антибиотиков или в течение 48 часов после рождения, в зависимости от того, что наступит раньше, и независимо от того, проходит ли новорожденный обследование и лечение от сепсиса.

• Послеродовая информация будет собрана по телефону через 1 месяц, включая исходы для матери и ребенка, повторную госпитализацию или клиническое заболевание, а также данные о вакцинации. Все данные будут проверены на предмет контроля качества членом исследовательской группы. Посев крови будет взят у всех новорожденных участников при рождении, до начала лечения антибиотиками, если это безопасно. Объем крови, взятой для посева, должен составлять 1-2 мл и проверяется путем взвешивания флаконов для посева крови. Педиатрические и исследовательские группы будут обучены методам отбора проб крови, включая соответствующую очистку кожи перед взятием проб. Отзывы об объемах проб и степени загрязнения (определения см. в разделе 7.3) будут переданы консультантам-педиатрам, и будет предложено дополнительное обучение персонала. Если образец остается после добавления 3 мл в бутыль с культурой, избыток будет сохранен в качестве образца пятна крови для использования в будущих этически одобренных исследованиях, если участник дал на это согласие.

Результаты микробиологических тестов будут переданы клинической команде участника в режиме реального времени – см. раздел 7.3.4. для получения более подробной информации. Клинический диагноз сепсиса будет зарегистрирован, если врач уровня регистратора или выше зафиксировал диагноз сепсиса в течение 48 часов после рождения. Чтобы снизить субъективность этого показателя, также будет оцениваться уровень достоверности диагноза сепсиса по GAIA (35) и регистрироваться уровень диагностической достоверности (1–5 в соответствии с критериями GAIA). Медицинские записи записываются на бумаге в больнице Кавемпе, а затем клерки данных кодируют их в электронную медицинскую карту. Если потребуется детальное рассмотрение, будут доступны PDF-сканы медицинских записей.

Все данные участников будут собраны обученным исследовательским персоналом и записаны в онлайн-CRF, размещенную в безопасном веб-приложении REDCap. Никакие данные, позволяющие идентифицировать пациента, не будут храниться в основной базе данных REDCap. Дополнительную информацию о планах управления данными см. в разделе 8.6.

Послеродовая информация будет предоставлена ​​по телефону через 28 дней после родов, сделанным исследовательским персоналом. Контактный номер участников, контактный номер их партнера и контактный номер второго друга или члена семьи будут взяты при наборе персонала, чтобы свести к минимуму потери для последующих действий из-за изменения номера мобильного телефона. Личность участника будет подтверждена с использованием трех факторов (дата рождения, полное имя, адрес/село). Будет собрана следующая информация:

• Состояние здоровья матери и ребенка

• Любые визиты к врачу для новорожденного

  • При посещении или госпитализации в больницах Кавемпе эти электронные медицинские записи будут проверены исследовательским персоналом.
  • При посещении в другом месте у матери спросят причину обращения, был ли новорожденный госпитализирован, основной диагноз и назначенное лечение.

Набор первых 160 участников из родильного отделения (10% от общей выборки) будет рассматриваться как пилотный, и на этом этапе набор и данные будут рассмотрены с особым вниманием к следующим аспектам:

• Демографическое сравнение завербованных женщин и населения, посещающего Кавемпе
• Заполнение данных
• Объем взятых образцов культуры крови
• Убыток для последующих ставок
• Связь между потенциальными факторами риска и клиническим сепсисом или культурально-положительным сепсисом. После этого пилотного анализа инструмент сбора данных можно скорректировать, чтобы сделать его более кратким, если окажется, что некоторые факторы риска не имеют связи с неонатальными исходами. Кроме того, стратегия набора может быть скорректирована, включив в нее женщин, посещающих женскую консультацию, чтобы повысить репрезентативность выборки, если пилотная выборка значительно отличается демографически от общей популяции беременных женщин, посещающих тот же центр исследования в антенатальном периоде. Наконец, при необходимости будет предоставлена ​​обратная связь и обучение персонала для обеспечения оптимальных объемов выборки и полноты данных.

На первом этапе с персоналом больницы Кавемпе будут проведены две отдельные дискуссии в фокус-группах по 10 участников каждая. Одно обсуждение будет проводиться со старшими врачами, а другое — с младшими врачами и акушерками. Фокус-группы будут проводиться на территории Кавемпе на английском языке. Фокус-группы проводятся для того, чтобы дополнить количественные результаты этого проекта, выделив факторы риска, которые в настоящее время воспринимаются как значимые (которые затем должны стать ключевой частью анализа и распространения результатов для подтверждения их полезности), информировать о текущих диагностических трудностях для руководства в будущем. работать с моделью стратификации рисков и обеспечивать контекст для разработки и распространения модели, чтобы максимизировать ее полезность. На фокус-группах будут рассмотрены следующие вопросы:

• Установить знания и осведомленность о неонатальном сепсисе.
• Лечение неонатального сепсиса
• относительно рисков и последствий неонатального сепсиса, и
• Текущие диагностические стратегии, их сильные стороны и трудности.
• Представления о неонатальном сепсисе и как это может повлиять на диагностику и лечение
• Рекомендации по улучшению диагностики и лечения неонатального сепсиса. Фокус-группы будут проводиться членами группы социальных наук MUJHU и доктором Сарой Старрок. Для этих обсуждений группа социальных наук и доктор Старрок разработали инструмент (см. приложение). Обсуждения будут записываться, а после их расшифровки записи уничтожаются. Затем группа социальных наук завершит тематический анализ дискуссий.

Следователи предполагают, что первая фаза состоится в период с января по июль 2024 года.

На втором этапе данные, собранные на первом этапе, будут использоваться для построения модели стратификации рисков в сотрудничестве с Вычислительным центром перспективных исследований Университетского колледжа Лондона.

Следователи предполагают, что вторая фаза состоится в период с марта по сентябрь 2024 года.

Этап 3 будет включать внешнюю проверку инструмента стратификации рисков. Этот этап будет проходить в Центральной больнице Салли Мугабе в Хараре, Зимбабве. Участники будут набраны из женских консультаций и родильных палат исследовательским персоналом.

От участников Фазы 3 будут собраны аналогичные данные, как и на Фазы 1; После этапа 2 будут определены поля данных, необходимые для модели, и эти поля будут собраны для участников этапа 3.

Сбор данных будет осуществляться через платформу Neotree, которая используется в Салли Мугабе(41). На этапе 1 будут собраны данные по показателям, не входящим в стандартную историю болезни (например, о наличии санитарных условий и продовольственной безопасности). Если какой-либо из этих элементов станет ключевой частью статистической модели, возможность добавления этих элементов на платформу Neotree будет обсуждаться с командой Neotree. Из набора данных Neotree будут извлекаться только псевдонимизированные данные, а для определения риска неонатального сепсиса будет применяться модель Фазы 2.

Первичным результатом для фазы 3 будет диагноз сепсиса, поставленный старшим клиницистом в течение 48 часов после родов, а посев крови (если таковой имеется) будет взят только у новорожденных, которые, как считается, находятся в группе риска или имеют клинические признаки сепсиса в соответствии со стандартными клиническими исследованиями. методические рекомендации. Использование диагноза сепсиса старшим клиницистом в качестве результата связано с тем, что поставка бутылочек для посева крови и лабораторный анализ культур ненадежны и вряд ли будут доступны всем участникам исследования, как в условиях фазы 1.

Эффективность статистической модели будет определяться путем расчета ее чувствительности, специфичности, положительных и отрицательных прогностических значений, сравнивая расчетный риск с клиническим диагнозом сепсиса, возникающего в течение 72 часов после рождения.

Следователи предполагают, что третий этап состоится в период с конца 2024 года по март 2025 года.

Утверждение TRIPOD (Прозрачная отчетность о модели многовариантного прогнозирования для индивидуального прогноза или диагноза) использовалось при разработке этого исследования и будет соблюдаться при составлении отчетов (42). При необходимости будут внесены коррективы с выпуском предстоящих руководящих принципов, касающихся искусственного интеллекта.