Preoperativt träningsprov och perioperativa utfall (SAMPO)

Submaximal kardiopulmonell träningsprovning (smCPET) för vuxna som genomgår måttlig till högriskoperation och perioperativa utfall (SAMPO) är en encentrumsprospektiv observationskohortdatabas med en retrospektiv valideringskomponent som utformats för att utvärdera om mätvärden från kort, kliniskt integrerad submaximal kardiopulmonell träningsprovning (smCPET) är associerade med perioperativa utfall hos vuxna som genomgår måttlig till högrisk icke-hjärtkirurgi. Databasen utvecklas på Yale New Haven Hospitals preoperativa utredningsklinik för att stödja systematisk insamling, bearbetning och analys av fysiologiska träningsdata som erhålls under rutinmässig preoperativ vård, tillsammans med kliniska, perioperativa och postoperativa utfallsdata. Det övergripande syftet är att avgöra om smCPET-variabler kan förbättra perioperativ riskstratifiering, identifiera patienter med ökad risk för postoperativa komplikationer och generera en skalbart ramverk för framtida perioperativ riskmodellering och implementeringsstudier.

Perioperativa komplikationer förblir vanliga efter större icke-hjärtkirurgi och är associerade med ökad morbiditet, förlängd återhämtning, högre återinläggningsfrekvens, större resursanvändning och högre sjukvårdskostnader. Nuvarande preoperativ riskbedömning förlitar sig ofta på anamnes, komorbiditetsbörda, procedurriskklassificering och subjektiva uppskattningar av funktionskapacitet. Även om formell kardiopulmonell träningsprovning har visat värde för perioperativ prognostisering har bred implementering begränsats av tids-, personal-, tekniska och infrastrukturkrav för konventionell maximal provning. En kort submaximal metod kan erbjuda ett mer pragmatiskt alternativ i den preoperativa klinikmiljön. Tidigt implementeringsarbete av forskarna tyder på att snabb smCPET kan integreras i rutinarbetsflöde, producerar tekniskt användbara data hos en hög andel patienter och kan ge fysiologiska mått associerade med tidig postoperativ morbiditet. Denna databas är avsedd att utvidga detta arbete genom att skapa en strukturerad dataset som möjliggör mer rigorös bedömning av sambandet mellan preoperativa smCPET-fynd och kliniskt meningsfulla postoperativa utfall.

Databasens centrala vetenskapliga premiss är att preoperativ fysiologisk respons på submaximal träning återspeglar kardiopulmonell reserv och integrerad funktionskapacitet på sätt som inte fullt ut fångas av rutinmässig klinisk anamnes eller konventionella screeninginstrument. Variabler som maximal syreupptag under submaximal ansträngning, anaerob tröskel, ventilatorisk effektivitet, hjärtfrekvensrespons och lutningsbaserade träningsmått kan identifiera latent sårbarhet före operation. Om dessa mått visar meningsfulla associationer med tidiga och senare postoperativa komplikationer kan de stödja mer objektiv riskbedömning, perioperativ triage, allokering av optimeringsresurser och urval av patienter för förbättrad övervakning eller framtida interventionsstudier. Databasen är därför utformad inte bara som ett passivt datalagringsprojekt, utan som en analytisk infrastruktur för att validera kliniskt genomförbara fysiologiska markörer i perioperativ miljö.

Studien inkluderar en prospektiv komponent och en retrospektiv komponent. I den prospektiva komponenten kontaktas vuxna deltagare som genomgår rutinmässig preoperativ utvärdering på Yale Pre-Surgical Evaluation Clinic som remitteras för eller genomför smCPET som del av klinisk vård för samtycke till inkludering i databasen. smCPET utförs inte för forskningsändamål; snarare fångar studien data som redan genererats under standard klinisk bedömning och länkar dessa data till perioperativa och postoperativa utfall. Den planerade initiala rekryteringsperioden är 36 månader med uppföljning som sträcker sig genom perioperativ period och inkluderar senare utfallsfastställande. Protokollet beskriver också en total studielängd på 48 månader och en enda studieplats.

Den retrospektiva komponenten består av historiska data från perioden före klinisk implementering av smCPET, inklusive cirka 24 månaders historisk kontroldata för att stödja validering, jämförelse, matchade kohortanalyser och utvärdering av utfall, kostnader och resursanvändningsmönster. Denna aspekt av studien är avsedd att kontextualisera de prospektiva fynden och möjliggöra jämförelse mellan patienter utvärderade i eran med smCPET-baserad preoperativ bedömning och en tidigare period utan rutinmässig smCPET-integrering. Tillsammans skapar de två komponenterna en hybriddatabasstruktur: en prospektiv observationskohort av kliniskt utvärderade patienter kompletterad med retrospektiva kliniska data för validering och jämförelse.

Detta är en observationsstudie. Inget experimentellt ingrepp tilldelas av forskarna, ingen behandling randomiseras och inga ytterligare kliniska procedurer krävs enbart för forskningsdeltagande. Alla smCPET-procedurer som ingår i databasen utförs som del av standard preoperativ klinisk vård och kirurgisk planering. Forskningsdeltagande avser insamling, lagring, länkning, avidentifiering och analys av kliniska och utfallsdata. Följaktligen är studien avsedd att karakterisera associationer och prediktiva samband snarare än att testa effekt av ett ingrepp.

Målpopulationen består av vuxna äldre än 45 år som genomgår måttlig till högrisk icke-hjärtkirurgi och som utvärderas på Yale Pre-Surgical Evaluation Clinic. Patienter identifieras genom rutinmässiga klinikscreeningarbetsflöden, inklusive triageprocesser, klinikscreeningverktyg och klinikerremissvägar baserade på klinisk oro för förhöjd perioperativ risk eller nedsatt funktionskapacitet. Protokollet beskriver remiss- och screeningskriterier som inkluderar låg uppskattad aktivitetskapacitet och utvalda högrisk kardiovaskulära särdrag inom det bredare sammanhanget av måttlig till högrisk kirurgi. Deltagare rekryteras från den framtida poolen av preoperativa smCPET-patienter på Yale Pre-Surgical Evaluation Clinic. Eftersom studien drar från en verklig klinisk population utvärderad i rutinvård, är databasen avsedd att återspegla pragmatisk perioperativ praxis snarare än ett artificiellt utvalt experimentellt kohort.

Screening för klinisk smCPET sker genom standard Yale Pre-Surgical Evaluation Clinic-process. Primär screening kan utföras av triagesjuksköterskor med klinikscreeningverktyget eller genom remiss med fördefinierade kriterier relaterade till kirurgisk risk, funktionskapacitetsbedömning eller högrisk kliniska särdrag. Inskrivning i databasen sker efter smCPET och preoperativ utvärderingsbesök. Potentiella deltagare introduceras först till studien av det kliniska vårdteamet under det rutinmässiga klinikbesöket, varefter en studieteammedlem ger en kort förklaring av databasen och samtyckesprocessen. Detta tillvägagångssätt är avsett att bevara separation mellan kliniska vårdbeslut och forskningsdeltagande. Inskrivningsdiskussioner genomförs privat, tvåspråkig tolkning finns tillgänglig vid behov och studiepersonal använder en strukturerad samtyckesprocess som inkluderar verifiering av förståelse. Deltagare informeras om att deltagande är frivilligt och att beslut om databasinskrivning inte påverkar klinisk vård.

Databasen använder en dubbelspårig samtyckesmetod. Prospektiva deltagare som genomgår klinisk smCPET ombeds ge skriftligt informerat samtycke för inkludering i databasen och associerad uppföljningsdatainsamling. Samtyckesprocessen behandlar lagring av kliniska och utfallsdata, framtida analys inom databasramverket och de skyddsåtgärder som används för konfidentialitet och säker hantering av identifierbar information. För dataelement som kräver tillgång till journal för utfallsfastställande kan identifierare tillfälligt behållas under huvudansvarig forskares ansvar tills utfallslänkning är slutförd. När nödvändig länkning och valideringssteg är avslutade tas identifierare bort och ersätts med en unik studie kod. Avidentifierade data lagras i en säker krypterad REDCap-databas eller annat institutionellt godkänt system. Tillgång till identifierad information är begränsad till auktoriserad studiepersonal, och all extern delning av avidentifierade data kräver huvudansvarig forskare och institutionell granskningsövervakning där tillämpligt.

Data som samlas in i databasen är omfattande och utformade för att stödja både primära och sekundära analyser. Det centrala exponeringsområdet inkluderar fysiologiska variabler härledda från submaximal kardiopulmonell träningsprovning utförd i rutinmässig klinisk vård. Dessa kan inkludera maximalt syreupptag under det submaximala testet, anaerob tröskel, ventilatoriska effektivitetsmått, syreupptagseffektivitet och lutningsbaserade träningsmått, hjärtfrekvens- och blodtrycksrespons, syremättnadstrender och relaterade respiratoriska eller metabola parametrar tillgängliga från det kliniska testplattformen. De specifika smCPET-variablerna tillgängliga för analys kan utvecklas när det kliniska programmet mognar, men databasen är utformad för att bevara standardiserad insamling av variabler bedömda som kliniskt och vetenskapligt relevanta för perioperativ riskstratifiering.

Förutom smCPET-variabler fångar databasen demografiska data och baslinjekliniska egenskaper relevanta för perioperativ risk. Dessa inkluderar ålder, kön, kroppsmassaindex, komorbiditetsbörda och utvald information från preoperativ utvärdering som serumkemi, hematologiska data, ekokardiografifynd, radiografiska data och andra kliniskt erhållna undersökningar. Den perioperativa datastrukturen inkluderar också fysiologiska variabler som hjärtfrekvens, blodtryck, syremättnad och pulsrelaterade mått, tillsammans med procedurrelaterade beskrivningar och andra perioperativa särdrag tillgängliga i journalen. Eftersom databasen är byggd kring rutinmässig klinisk vård kommer den exakta fördelningen av kovariater att återspegla verklig praxismönster och klinisk dokumentation.

Utfallsfastställande är ett huvudsakligt syfte med databasen. Studien är utformad för att undersöka både tidig postoperativ morbiditet och senare komplikationer efter operation. Tidiga postoperativa komplikationer inkluderar händelser registrerade med Postoperative Morbidity Survey-ramverket och relaterade komplikationsdomäner under den omedelbara postoperativa perioden. Dessa domäner inkluderar pulmonala, infektionsrelaterade, njur-, gastrointestinala, kardiovaskulära, neurologiska, hematologiska, sår- och smärtrelaterade komplikationer, bedömda vid utsedda postoperativa tidpunkter som dag 1, 3 och 5 när tillgängligt. Databasen fångar också senare postoperativa händelser, inklusive 30-dagars och 60-dagars komplikationer och mortalitetsutfall. Exempel på senare komplikationer listade i protokollet inkluderar hjärtinfarkt, angina, stroke, förmaksflimmer, kirurgisk platsinfektion, postoperativ pneumoni och andra organspecifika komplikationer identifierade genom återinläggningsjournaler, postoperativ uppföljning eller klinisk dokumentation. Vårdtid och resursanvändningsmått ingår också för att stödja bredare hälso- och sjukvårdsanalyser.

Det primära målet med databasen är att utvärdera associationen mellan etablerade kliniska smCPET-mått och postoperativa utfall hos patienter som genomgår preoperativ smCPET som del av standardvård. Ett nyckelmål är att avgöra om smCPET-härledda variabler kan identifiera trösklar eller mönster associerade med ökad risk för tidiga postoperativa komplikationer och kliniskt viktiga senare ogynnsamma händelser. Databasen är också avsedd att stödja utveckling och förfining av prediktiva modeller med kliniskt tillgängliga träningshärledda fysiologiska data. Genom att identifiera trösklar eller multivariabla mönster associerade med ökad risk syftar studien till att tillhandahålla bevis som stöder användning av smCPET som ett objektivt komplement till befintliga perioperativa utvärderingsstrategier.

Sekundära mål inkluderar validering av preliminära observationer från tidigare implementeringsarbete, undergruppsanalyser i kliniskt relevanta patientunderuppsättningar, jämförelse av smCPET-era patienter med historiska kontroller och explorativ utvärdering av kostnadseffektivitet, kvalitetsmått och resursanvändning. Den retrospektiva valideringskomponenten möjliggör jämförelse mellan samtida patienter bedömda med smCPET-integrerade arbetsflöden och historiska kohorter från perioden före smCPET-implementering. Detta kan bidra till att klargöra om tillägg av strukturerad fysiologisk bedömning är associerat med skillnader i triage, utfallsprofiler eller resursanvändning, även om kausal tolkning förblir begränsad av observationsdesignen. Databasen kan också stödja framtida studier som utvärderar om smCPET-variabler kan assistera i identifiering av kandidater för perioperativ optimering, förbättrad övervakning eller riktade prehabiliteringsstrategier.

Det planerade analytiska ramverket inkluderar tröskelbestämning för kandidat-smCPET-mått, prediktionsmodellering för postoperativa utfall och jämförande analyser som involverar den historiska kontrollkohorten. Statistiskt arbete kommer att fokusera på styrkan och konsistensen av associationer mellan smCPET-variabler och utfall efter kontroll för relevanta kliniska kovariater. Studien förväntas använda deskriptiv statistik för att karakterisera kohorten, univariabla och multivariabla metoder för att utvärdera associationer och modellprestanda tillvägagångssätt lämpliga för riskprediktionsanalyser. Beroende på tillgängligt urval och händelsefrekvenser kan analyser undersöka diskriminering, kalibrering och inkrementellt prognostiskt värde utöver rutinmässigt tillgängliga kliniska variabler. Undergruppsanalyser kan utforska heterogenitet enligt kirurgisk risk, komorbiditetsbörda eller andra kliniskt meningsfulla strata. Eftersom studien är databasbaserad och observationsbaserad kommer alla analyser att tolkas med hänsyn till potentiell förväxling, urvalseffekter och saknade data.

Databasen förväntas rekrytera cirka 1 500 deltagare. Denna urvalsstorlek är avsedd att stödja utvärdering av associationer över ett spektrum av mindre och större perioperativa utfall, även om det effektiva urvalet för specifika analyser kommer att bero på händelsefrekvenser, testkomplettering och tillgänglighet av uppföljning. Studien genomförs på en enda plats, vilket stödjer konsistens i testarbetsflöde och utfallsfångst men kan begränsa generaliserbarhet till andra institutioner med olika patientpopulationer eller perioperativa praxis. Ändå är den pragmatiska verklighetsmiljön en viktig styrka eftersom den möjliggör utvärdering av smCPET inom den faktiska miljön där den slutligen kan användas.

Designen har flera förväntade styrkor. För det första härleds smCPET-data från rutinmässig klinisk vård snarare än ett artificiellt forskningsspecifikt protokoll, vilket förbättrar praktisk relevans. För det andra länkar databasen fysiologisk testning till detaljerade perioperativa utfall, vilket möjliggör utvärdering över tidig morbiditet, senare komplikationer, vårdtid och mortalitet. För det tredje ger den prospektiva datainsamlingsstrukturen kombinerad med retrospektiva valideringsdata en rikare ramverk än något tillvägagångssätt ensamt. För det fjärde kan enplatsarbetsflödet förbättra intern konsistens i screening, testgenomförande, datahantering och uppföljning. Slutligen kan databasen generera återanvändbar infrastruktur och avidentifierade dataset som stödjer framtida metodologisk och translationell perioperativ forskning.

Studien har också förväntade begränsningar. Eftersom det inte finns någon randomisering och inget forskartilldelat ingrepp kan analyser identifiera associationer men kan inte själva fastställa att smCPET-styrd vård förbättrar utfall. Patienter remitterade för klinisk smCPET är en utvald undergrupp av den bredare kirurgiska populationen och kan systematiskt skilja sig från patienter som inte testas. Historiska jämförelser kan påverkas av sekulära förändringar i praxis, fallmix, perioperativ hantering och dokumentationskvalitet. Som med vilken klinisk databas som helst kan saknade data och variation i rutinvårdsmätning påverka vissa analyser. Forskarna avser därför att behandla denna databas som en plattform för noggrann prognostisk utvärdering och hypotesgenerering, inte som definitivt bevis för kausal fördel.

Datasäkerhet och konfidentialitet är centrala operativa särdrag hos databasen. Identifierbar klinisk information som behövs för länkning och uppföljning hanteras under huvudansvarig forskares och auktoriserad studiepersonals överinseende. Elektroniska data förvaras i krypterad REDCap eller jämförbara säkra system, och pappersmaterial, när tillämpligt, lagras i låsta utrymmen med begränsad åtkomst. När länkning är slutförd kodas och avidentifieras data för långtidslagring och analys. Protokollet anger att digital lagring kan vara obestämd, underkastad institutionell övervakning. Extern användning av databasdata kräver lämpligt godkännande, och all delad data kommer att vara avidentifierad, begränsad till miniminödvändiga variabler och styrd av dataanvändningsförväntningar utformade för att förhindra obehörig omdistribution eller försök till återidentifiering.

Övervakning och datakvalitetsprocedurer ingår för att stödja databasens integritet. Protokollet beskriver systematiska datakvalitetssäkringsprocesser, screening- och urvalsdokumentation, kontrollerad åtkomst till journaler, intern övervakning av databasdirektör eller huvudansvarig forskare och periodisk övervakning av dataförfrågningar och protokolländringar. Dessa procedurer är avsedda att överensstämma med Good Clinical Practice-principer som är tillämpliga på en databasstudie, även om projektet är icke-interventionellt. Databasstrukturen möjliggör också dokumentation av utträden, administrativa borttagningar, ofullständig testning och andra omständigheter som kan påverka analytisk urval.

Deltagare kan tas bort från databasen för frivilligt utträde, administrativa skäl eller kliniska omständigheter. Frivilligt utträde kan ske när som helst utan påföljd och utan inverkan på klinisk vård. Administrativ borttagning kan ske om pågående samtycke inte kan upprätthållas eller andra databasvillkor inte längre uppfylls. Klinisk borttagning kan ske i fall som oförmåga att slutföra smCPET, otillräcklig testkvalitet eller förändring i kirurgisk status. Studieteamet dokumenterar borttagningsstatus och bestämmer i vilken utsträckning redan insamlade data kan behållas eller dras tillbaka i enlighet med samtycke, institutionell policy och regelverk.

Den bredare långsiktiga betydelsen av SAMPO är att fastställa om en kort, skalbart fysiologisk bedömning utförd under rutinmässig preoperativ vård kan bidra med meningsfull prognostisk information för vuxna som genomgår måttlig till högrisk icke-hjärtkirurgi. Om smCPET-mått visar reproducerbara associationer med tidig postoperativ morbiditet, större komplikationer och senare utfall kan fynden stödja bredare perioperativ adoption av kort objektiv träningsprovning, mer effektiv identifiering av högre riskpatienter och bättre riktning av perioperativa resurser. Databasen är också avsedd att skapa en grund för framtida externa valideringsstudier, utveckling av kliniska prediktionsverktyg, implementeringsutvärderingar och så småningom interventionsstudier som testar om smCPET-informerade vårdvägar kan förbättra utfall.

Sammanfattningsvis är SAMPO en encentrumsobservationsdatabasstudie som fångar rutinvårds preoperativ submaximal kardiopulmonell träningsprovningsdata och länkar dessa data till detaljerade perioperativa och postoperativa utfall hos vuxna som genomgår måttlig till högrisk icke-hjärtkirurgi. Studien kombinerar prospektiv inskrivning av kliniskt utvärderade patienter med retrospektiva historiska jämförelsedata, använder säkra databasmetoder för datalagring och avidentifiering och fokuserar på att validera genomförbara fysiologiska markörer för perioperativ risk. Genom detta arbete söker forskarna förbättra objektiv preoperativ riskbedömning och bygga en praktisk evidensbas för att integrera kort kardiopulmonella träningsmått i kirurgiska utvärderingsvägar.