Предоперационное тестирование физической нагрузки и периоперационные исходы (SAMPO)

Субмаксимальное кардиопульмональное нагрузочное тестирование у взрослых, направленных на операции умеренного и высокого риска, и периоперационные исходы (SAMPO) – это проспективное обсервационное когортное хранилище данных одного центра с ретроспективным компонентом валидации, предназначенное для оценки того, связаны ли показатели, полученные в ходе краткого, клинически интегрированного субмаксимального кардиопульмонального нагрузочного тестирования (smCPET), с периоперационными исходами у взрослых, переносящих некардиохирургические операции умеренного и высокого риска. Хранилище создаётся в Клинике предоперационной оценки Йельской больницы Нью-Хейвена для систематического сбора, курирования и анализа физиологических данных, полученных во время рутинной предоперационной подготовки, вместе с клиническими, периоперационными и послеоперационными данными об исходах. Общая цель – определить, могут ли переменные smCPET улучшить стратификацию периоперационного риска, выявить пациентов с повышенным риском послеоперационных осложнений и создать масштабируемую основу для будущего моделирования периоперационного риска и исследований по внедрению.

Периоперационные осложнения остаются частыми после крупных некардиохирургических операций и связаны с повышенной заболеваемостью, затяжным восстановлением, более высокими показателями повторной госпитализации, большим использованием ресурсов и более высокими затратами на здравоохранение. Текущая предоперационная оценка риска часто основывается на анамнезе, бремени сопутствующих заболеваний, классификации риска процедуры и субъективных оценках функциональных возможностей. Хотя формальное кардиопульмональное нагрузочное тестирование доказало свою ценность для периоперационного прогнозирования, его широкое внедрение ограничивается временем, персоналом, техническими и инфраструктурными требованиями традиционного максимального тестирования. Краткий субмаксимальный подход может предложить более прагматичную альтернативу в условиях предоперационной клиники. Ранняя работа исследователей по внедрению предполагает, что быстрое smCPET можно интегрировать в рутинный рабочий процесс, оно даёт технически пригодные данные у большой доли пациентов и может давать физиологические показатели, связанные с ранней послеоперационной заболеваемостью. Это хранилище предназначено для расширения этой работы путём создания структурированного набора данных, который позволяет более строго оценить взаимосвязь между предоперационными данными smCPET и клинически значимыми послеоперационными исходами.

Центральная научная предпосылка хранилища заключается в том, что предоперационная физиологическая реакция на субмаксимальную нагрузку отражает кардиопульмональный резерв и интегративные функциональные возможности способами, не полностью улавливаемыми рутинным клиническим анамнезом или обычными скрининговыми инструментами. Переменные, такие как пиковое потребление кислорода, достигнутое во время субмаксимального усилия, анаэробный порог, вентиляционная эффективность, реакция сердечного ритма и показатели нагрузки на основе наклона, могут выявить скрытую уязвимость до операции. Если эти показатели демонстрируют значимые ассоциации с ранними и поздними послеоперационными осложнениями, они могут поддержать более объективную оценку риска, периоперационное сортировку, распределение ресурсов для оптимизации и отбор пациентов для усиленного мониторинга или будущих интервенционных исследований. Таким образом, хранилище задумано не просто как пассивное хранилище данных, а как аналитическая инфраструктура для валидации клинически осуществимых физиологических маркеров в периоперационных условиях.

Исследование включает проспективный компонент и ретроспективный компонент. В проспективном компоненте взрослые участники, проходящие рутинную предоперационную оценку в Клинике предоперационной оценки Йельского университета, которым назначено или которые прошли smCPET как часть клинического ухода, приглашаются дать согласие на включение в хранилище. smCPET не проводится в исследовательских целях; скорее, исследование захватывает данные, уже сгенерированные в ходе стандартной клинической оценки, и связывает эти данные с периоперационными и послеоперационными исходами. Планируемый начальный период набора составляет 36 месяцев с последующим наблюдением, охватывающим периоперационный период и включающим более позднее определение исходов. Протокол также описывает общую продолжительность исследования в 48 месяцев и одно место проведения исследования.

Ретроспективный компонент состоит из исторических данных за период до клинического внедрения smCPET, включая приблизительно 24 месяца исторических контрольных данных для поддержки валидации, сравнения, анализа подобранных когорт и оценки исходов, затрат и моделей использования ресурсов. Этот аспект исследования предназначен для контекстуализации проспективных находок и позволяет сравнить пациентов, оцененных в эпоху предоперационной оценки с использованием smCPET, и более ранний период без рутинной интеграции smCPET. Вместе два компонента создают гибридную структуру хранилища: проспективную обсервационную когорту клинически оценённых пациентов, дополненную ретроспективными клиническими данными для валидации и сравнения.

Это обсервационное исследование. Исследователи не назначают экспериментального вмешательства, не рандомизируют лечение и не требуют дополнительных клинических процедур исключительно для участия в исследовании. Все процедуры smCPET, включённые в хранилище, выполняются как часть стандартного предоперационного клинического ухода и хирургического планирования. Участие в исследовании касается сбора, хранения, связывания, деидентификации и анализа клинических данных и данных об исходах. Соответственно, исследование предназначено для характеристики ассоциаций и прогностических взаимосвязей, а не для проверки эффективности вмешательства.

Целевая популяция состоит из взрослых старше 45 лет, которые направлены на некардиохирургические операции умеренного и высокого риска и проходят оценку в Клинике предоперационной оценки Йельского университета. Пациенты идентифицируются через рутинные рабочие процессы скрининга клиники, включая процессы сортировки, инструменты скрининга клиники и пути направления клиницистов, основанные на клинической обеспокоенности повышенным периоперационным риском или нарушенными функциональными возможностями. Протокол описывает критерии направления и скрининга, которые включают низкую предполагаемую способность к активности и выбранные высокорисковые сердечно-сосудистые особенности в более широком контексте операций умеренного и высокого риска. Участники набираются из будущей группы предоперационных пациентов smCPET в Клинике предоперационной оценки Йельского университета. Поскольку исследование черпает из реальной клинической популяции, оценённой в условиях рутинного ухода, хранилище предназначено для отражения прагматичной периоперационной практики, а не искусственно отобранной экспериментальной когорты.

Скрининг на клиническое smCPET происходит через стандартный процесс Клиники предоперационной оценки Йельского университета. Первичный скрининг может проводиться медсёстрами сортировки с использованием инструмента скрининга клиники или путём направления с использованием предопределённых критериев, связанных с хирургическим риском, оценкой функциональных возможностей или высокорисковыми клиническими особенностями. Включение в хранилище происходит после smCPET и назначения предоперационной оценки. Потенциальным участникам сначала представляют исследование клинической командой во время рутинного визита в клинику, после чего член исследовательской группы даёт краткое объяснение хранилища и процесса согласия. Этот подход предназначен для сохранения разделения между решениями по клиническому уходу и участием в исследовании. Обсуждения включения проводятся конфиденциально, при необходимости доступен двуязычный перевод, а персонал исследования использует структурированный процесс согласия, включающий проверку понимания. Участники информируются о том, что участие является добровольным и что решение о включении в хранилище не повлияет на клинический уход.

Хранилище использует двухэтапный подход к согласию. Проспективных участников, проходящих клиническое smCPET, просят предоставить письменное информированное согласие на включение в хранилище и связанный сбор данных последующего наблюдения. Процесс согласия затрагивает хранение клинических данных и данных об исходах, будущий анализ в рамках структуры хранилища и меры защиты, используемые для конфиденциальности и безопасного обращения с идентифицируемой информацией. Для элементов данных, требующих доступа к медицинской карте для определения исходов, идентификаторы могут временно сохраняться под руководством главного исследователя до завершения связывания исходов. После завершения необходимых шагов связывания и валидации идентификаторы удаляются и заменяются уникальным исследовательским кодом. Деидентифицированные данные хранятся в защищённой зашифрованной базе данных REDCap или другой утверждённой институционально системе. Доступ к идентифицированной информации ограничен уполномоченным персоналом исследования, а любое внешнее использование данных хранилища требует соответствующего одобрения главного исследователя и институционального надзора, где это применимо.

Данные, собранные в хранилище, обширны и предназначены для поддержки как первичных, так и вторичных анализов. Основная область воздействия включает физиологические переменные, полученные из субмаксимального кардиопульмонального нагрузочного тестирования, проведённого в рамках рутинного клинического ухода. Они могут включать пиковое потребление кислорода, достигнутое во время субмаксимального теста, анаэробный порог, метрики вентиляционной эффективности, эффективность потребления кислорода и показатели нагрузки на основе наклона, реакцию сердечного ритма и артериального давления, тенденции насыщения кислородом и связанные респираторные или метаболические параметры, доступные с клинической тестовой платформы. Конкретные переменные smCPET, доступные для анализа, могут развиваться по мере созревания клинической программы, но хранилище предназначено для сохранения стандартизированного захвата переменных, признанных клинически и научно значимыми для стратификации периоперационного риска.

В дополнение к переменным smCPET, хранилище захватывает демографические данные и базовые клинические характеристики, значимые для периоперационного риска. Они включают возраст, пол, индекс массы тела, бремя сопутствующих заболеваний и выбранную информацию из предоперационной оценки, такую как биохимические показатели сыворотки, гематологические данные, данные эхокардиографии, рентгенографические данные и другие клинически полученные исследования. Структура периоперационных данных также включает физиологические переменные, такие как частота сердечных сокращений, артериальное давление, насыщение кислородом и показатели, связанные с пульсом, вместе с дескрипторами, связанными с процедурой, и другими периоперационными характеристиками, доступными в медицинской карте. Поскольку хранилище построено вокруг рутинного клинического ухода, точное распределение ковариат будет отражать реальные модели практики и клиническую документацию.

Определение исходов является основной целью хранилища. Исследование предназначено для изучения как ранней послеоперационной заболеваемости, так и поздних осложнений после операции. Ранние послеоперационные осложнения включают события, зарегистрированные с использованием структуры Опросника послеоперационной заболеваемости и связанных областей осложнений в непосредственный послеоперационный период. Эти области включают лёгочные, инфекционные, почечные, желудочно-кишечные, сердечно-сосудистые, неврологические, гематологические, раневые и связанные с болью осложнения, оцениваемые в назначенные послеоперационные временные точки, такие как дни 1, 3 и 5, когда это доступно. Хранилище также захватывает поздние послеоперационные события, включая 30-дневные и 60-дневные осложнения и исходы смертности. Примеры поздних осложнений, перечисленных в протоколе, включают инфаркт миокарда, стенокардию, инсульт, фибрилляцию предсердий, инфекцию области хирургического вмешательства, послеоперационную пневмонию и другие органоспецифические осложнения, выявленные через записи о повторной госпитализации, послеоперационное наблюдение или клиническую документацию. Продолжительность пребывания и меры использования ресурсов также включены для поддержки более широких анализов служб здравоохранения.

Основная цель хранилища – оценить связь между установленными клиническими показателями smCPET и послеоперационными исходами у пациентов, которые проходят предоперационное smCPET как часть стандартного ухода. Ключевая задача – определить, могут ли переменные, полученные из smCPET, идентифицировать пороги или паттерны, связанные с повышенным риском ранних послеоперационных осложнений и клинически значимых поздних неблагоприятных событий. Хранилище также предназначено для поддержки разработки и усовершенствования прогностических моделей с использованием клинически доступных физиологических данных, полученных при нагрузке. Выявляя пороги или многомерные паттерны, связанные с повышенным риском, исследование стремится предоставить доказательства, поддерживающие использование smCPET как объективного дополнения к существующим стратегиям периоперационной оценки.

Вторичные цели включают валидацию предварительных наблюдений из более ранней работы по внедрению, анализ подгрупп в клинически значимых подмножествах пациентов, сравнение пациентов эпохи smCPET с историческими контролями и разведочную оценку экономической эффективности, метрик качества и использования ресурсов. Ретроспективный компонент валидации позволяет сравнивать современных пациентов, оценённых с рабочими процессами, интегрированными с smCPET, и исторические когорты из периода до внедрения smCPET. Это может помочь прояснить, связано ли добавление структурированной физиологической оценки с различиями в сортировке, профилях исходов или использовании ресурсов, хотя причинная интерпретация останется ограниченной обсервационным дизайном. Хранилище также может поддерживать будущие исследования, оценивающие, могут ли переменные smCPET помочь в выявлении кандидатов для периоперационной оптимизации, усиленного наблюдения или целевых стратегий предреабилитации.

Планируемая аналитическая структура включает определение порогов для кандидатных показателей smCPET, моделирование прогнозирования послеоперационных исходов и сравнительные анализы с участием исторической контрольной когорты. Статистическая работа будет сосредоточена на силе и последовательности ассоциаций между переменными smCPET и исходами после учёта соответствующих клинических ковариат. Ожидается, что исследование будет использовать описательную статистику для характеристики когорты, однофакторные и многофакторные методы для оценки ассоциаций и подходы к производительности моделей, подходящие для анализов прогнозирования риска. В зависимости от доступной выборки и частоты событий, анализы могут исследовать дискриминацию, калибровку и добавочную прогностическую ценность помимо рутинно доступных клинических переменных. Анализы подгрупп могут исследовать неоднородность в соответствии с хирургическим риском, бременем сопутствующих заболеваний или другими клинически значимыми стратами. Поскольку исследование основано на хранилище и является обсервационным, все анализы будут интерпретироваться с учётом потенциального смешения, эффектов отбора и пропущенных данных.

Ожидается, что хранилище включит приблизительно 1500 участников. Этот размер выборки предназначен для поддержки оценки ассоциаций в диапазоне от незначительных до серьёзных периоперационных исходов, хотя эффективная выборка для конкретных анализов будет зависеть от частоты событий, полноты тестирования и доступности последующего наблюдения. Исследование проводится в одном центре, что поддерживает согласованность в рабочем процессе тестирования и захвате исходов, но может ограничить обобщаемость на другие учреждения с разными популяциями пациентов или периоперационными практиками. Тем не менее, прагматичная обстановка реального мира является важным преимуществом, поскольку она позволяет оценить smCPET в фактической среде, в которой оно может в конечном итоге использоваться.

Дизайн имеет несколько ожидаемых сильных сторон. Во-первых, данные smCPET получены из рутинного клинического ухода, а не из искусственного протокола только для исследований, что повышает практическую значимость. Во-вторых, хранилище связывает физиологическое тестирование с детальными периоперационными исходами, позволяя оценку по ранней заболеваемости, поздним осложнениям, продолжительности пребывания и смертности. В-третьих, структура проспективного сбора данных в сочетании с ретроспективными данными валидации предоставляет более богатую основу, чем любой подход по отдельности. В-четвёртых, рабочий процесс одного места может улучшить внутреннюю согласованность в скрининге, проведении теста, обработке данных и последующем наблюдении. Наконец, хранилище может генерировать повторно используемую инфраструктуру и деидентифицированные наборы данных, которые поддерживают будущие методологические и трансляционные периоперационные исследования.

Исследование также имеет ожидаемые ограничения. Поскольку нет рандомизации и нет вмешательства, назначенного исследователем, анализы могут выявлять ассоциации, но не могут сами по себе установить, что уход под руководством smCPET улучшает исходы. Пациенты, направленные на клиническое smCPET, являются отобранной подгруппой более широкой хирургической популяции и могут систематически отличаться от пациентов, не прошедших тестирование. Исторические сравнения могут быть подвержены влиянию временных изменений в практике, составе случаев, периоперационном ведении и качестве документации. Как и в любом клиническом хранилище, пропущенные данные и вариабельность измерений в рутинном уходе могут повлиять на некоторые анализы. Поэтому исследователи намерены рассматривать это хранилище как платформу для тщательной прогностической оценки и генерации гипотез, а не как окончательное доказательство причинной пользы.

Безопасность данных и конфиденциальность являются центральными операционными особенностями хранилища. Идентифицируемая клиническая информация, необходимая для связывания и последующего наблюдения, обрабатывается под наблюдением главного исследователя и уполномоченного персонала исследования. Электронные данные хранятся в зашифрованном REDCap или сравнимых защищённых системах, а бумажные материалы, когда применимо, хранятся в запираемых местах с ограниченным доступом. После завершения связывания данные кодируются и деидентифицируются для долгосрочного хранения и анализа. Протокол утверждает, что цифровое хранение может быть неопределённым, подлежащим институциональному надзору. Внешнее использование данных хранилища требует соответствующего одобрения, и любые общие данные будут деидентифицированы, ограничены минимально необходимыми переменными и регулируются ожиданиями использования данных, предназначенными для предотвращения несанкционированного перераспределения или попыток повторной идентификации.

Мониторинг и процедуры контроля качества данных включены для поддержания целостности хранилища. Протокол описывает систематические процессы обеспечения качества данных, документацию по скринингу и соответствию критериям, контролируемый доступ к записям, внутренний мониторинг директором хранилища или главным исследователем и периодический надзор за запросами данных и модификациями протокола. Эти процедуры предназначены для соответствия принципам Надлежащей клинической практики, применимым к исследованию-хранилищу, даже несмотря на то, что проект является неинтервенционным. Структура хранилища также позволяет документировать отзывы, административные удаления, неполное тестирование и другие обстоятельства, которые могут повлиять на аналитическое соответствие критериям.

Участники могут быть удалены из хранилища по добровольному отказу, административным причинам или клиническим обстоятельствам. Добровольный отказ может произойти в любое время без штрафных санкций и без влияния на клинический уход. Административное удаление может произойти, если постоянное согласие не может быть поддержано или другие условия хранилища больше не выполняются. Клиническое удаление может произойти в случаях, таких как невозможность завершить smCPET, неадекватное качество теста или изменение хирургического статуса. Команда исследования документирует статус удаления и определяет, в какой степени уже собранные данные могут быть сохранены или отозваны в соответствии с согласием, институциональной политикой и нормативными требованиями.

Более широкое долгосрочное значение SAMPO заключается в установлении того, может ли краткая, масштабируемая физиологическая оценка, проведённая во время рутинной предоперационной подготовки, внести значимую прогностическую информацию для взрослых, сталкивающихся с некардиохирургическими операциями умеренного и высокого риска. Если показатели smCPET демонстрируют воспроизводимые ассоциации с ранней послеоперационной заболеваемостью, серьёзными осложнениями и поздними исходами, результаты могут поддержать более широкое периоперационное внедрение краткого объективного нагрузочного тестирования, более эффективное выявление пациентов более высокого риска и лучшее таргетирование периоперационных ресурсов. Хранилище также предназначено для создания основы для будущих исследований внешней валидации, разработки клинических инструментов прогнозирования, оценок внедрения и, в конечном итоге, интервенционных испытаний, проверяющих, могут ли пути ухода, информированные smCPET, улучшить исходы.

В заключение, SAMPO – это обсервационное исследование-хранилище одного центра, которое захватывает данные предоперационного субмаксимального кардиопульмонального нагрузочного тестирования рутинного ухода и связывает эти данные с детальными периоперационными и послеоперационными исходами у взрослых, переносящих некардиохирургические операции умеренного и высокого риска. Исследование сочетает проспективный набор клинически оценённых пациентов с ретроспективными данными исторического сравнения, использует безопасные методы хранилища для хранения и деидентификации данных и фокусируется на валидации осуществимых физиологических маркеров периоперационного риска. Посредством этой работы исследователи стремятся улучшить объективную предоперационную оценку риска и построить практическую доказательную базу для интеграции кратких кардиопульмональных нагрузочных показателей в пути хирургической оценки.