周術期人工知能駆動型統合手術モデリング：麻酔、身体、認知状態を用いた入院転帰予測

核心概念

高齢者の手術転帰を予測する上で、術中の麻酔、身体状態、手術に関する変数に加えて、術前の認知機能が重要な役割を果たす可能性がある。

要約

研究論文要約

書誌情報

Bandyopadhyay, S., Zhang, J., Ison, R. L., Libon, D. J., Tighe, P., Price, C., & Rashidi, P. (2023). Peri-AIIMS: Perioperative Artificial Intelligence Driven Integrated Modeling of Surgeries using Anesthetic, Physical and Cognitive Statuses for Predicting Hospital Outcomes. Anesthesia & Analgesia, 137(1), 120–130.

研究目的

本研究は、高齢者の術後合併症の予測における、術前認知機能評価（時計描画テスト）の重要性を、術中変数、術前身体状態、人口統計学的特性、併存疾患に加えて検討することを目的とした。

方法

2018年1月から2019年12月までに、第三次医療センターで待機的手術を受けた65歳以上の患者22,473人のデータを用いた後向きコホート研究を実施した。術中データ、術前身体状態情報、人口統計学的特性、時計描画テストの結果を含む、完全なデータセットを持つ患者を分析に含めた。術後アウトカムは、入院期間、入院費用、1年後の死亡率、追跡期間中の平均疼痛であった。術後アウトカムを予測するために、術中変数、人口統計学的特性、術前身体状態、併存疾患、時計描画テストの結果を組み合わせた機械学習モデルを開発した。

主要な結果

術中変数、人口統計学的特性、術前身体状態、併存疾患に加えて、時計描画テストの結果を含む周術期認知データセットは、18の可能な手術とアウトカムの組み合わせのうち12で、術後アウトカムを分類するための最良のデータセットとして機能した。解釈可能性分析の結果、手術時間、続いて麻酔中に使用されたイソフルランまたはセボフルランの平均肺胞濃度が、有害事象の最も重要な予測因子であることが示された。

結論

術前認知機能は、術中変数、術前身体状態、人口統計学的特性、併存疾患に加えて、高齢者の術後アウトカムを予測する上で重要な役割を果たす可能性がある。

統計

18の可能な手術とアウトカムの組み合わせのうち12で、周術期認知データセットが術後アウトカムを分類するための最良のデータセットであった。
手術時間は、18のシナリオのうち7つで、上位2つの最も重要な予測因子の中にあった。
イソフルランまたはセボフルランの平均肺胞濃度は、18のシナリオのうち7つで、上位2つの最も重要な予測因子の中にあった。
経口モルヒネミリグラム等価量は、18のシナリオのうち7つで、上位10の予測因子の中にあった。

引用

抽出されたキーインサイト

Peri-AIIMS: Perioperative Artificial Intelligence Driven Integrated Modeling of Surgeries using Anesthetic, Physical and Cognitive Statuses for Predicting Hospital Outcomes

by Sabyasachi B... 場所 arxiv.org 11-05-2024

https://arxiv.org/pdf/2411.00840.pdf

深掘り質問

術前認知機能と術後アウトカムの関係に影響を与える可能性のある他の要因は何ですか？

術前認知機能と術後アウトカムの関係は複雑であり、多くの要因が影響を与える可能性があります。本研究で検討された要因に加えて、以下のような要素も関係すると考えられます。

患者の社会的背景: 経済状況、家族のサポート体制、居住環境などは、患者の術後の回復に影響を与える可能性があります。例えば、経済的に困窮している患者は、適切な栄養摂取やリハビリテーションを受けることが難しい場合があります。
術前の精神状態: うつ病や不安などの精神的な問題は、術後の回復を遅らせたり、合併症のリスクを高めたりする可能性があります。術前の精神状態を評価し、必要に応じて適切な介入を行うことが重要です。
栄養状態: 術前の栄養状態が悪い患者は、術後の合併症のリスクが高く、回復も遅くなる可能性があります。栄養状態を評価し、必要に応じて栄養指導や栄養療法を行うことが重要です。
併存疾患の種類と重症度: 糖尿病や心疾患などの併存疾患は、術後の合併症のリスクを高める可能性があります。併存疾患の種類と重症度を考慮した上で、周術期管理を行う必要があります。
手術の種類と侵襲度: 手術の種類や侵襲度によって、術後の回復過程や合併症のリスクは異なります。例えば、大手術や緊急手術は、術後の合併症のリスクが高くなる傾向があります。
麻酔の種類と管理: 麻酔の種類や管理方法によって、術後の認知機能障害のリスクが異なる可能性があります。高齢患者では、特に麻酔薬の種類や投与量に注意する必要があります。
術後の合併症: 術後の感染症や疼痛などは、患者の回復を遅らせたり、認知機能に悪影響を及ぼしたりする可能性があります。術後の合併症を予防し、早期に発見・治療することが重要です。
これらの要因が複合的に作用することで、術前認知機能と術後アウトカムの関係に影響を与えている可能性があります。

術前認知機能の低下を示す患者に対して、術後アウトカムを改善するためにどのような介入を検討する必要がありますか？

術前認知機能の低下を示す患者に対しては、術後アウトカムを改善するために、以下のような介入を検討する必要があります。

術前評価とリスク層別化: 術前評価において、認知機能検査や日常生活動作の評価などを実施し、患者の状態を正確に把握します。その上で、術後の合併症リスクを層別化し、個々の患者に合わせた周術期管理計画を立案します。
患者と家族への十分な説明と同意: 手術の内容やリスク、術後の見通しなどを、患者と家族に対して分かりやすく説明し、十分な理解と同意を得るように努めます。特に、認知機能が低下している患者に対しては、繰り返し説明したり、図や写真などを用いたりするなど、工夫が必要です。
術中の認知機能保護: 術中は、麻酔薬の種類や投与量を調整したり、血圧や酸素飽和度などのバイタルサインを適切に管理したりすることで、認知機能への影響を最小限に抑えるように努めます。
術後の早期リハビリテーション: 術後は、早期からリハビリテーションを開始することで、身体機能や認知機能の低下を予防し、早期の社会復帰を目指します。リハビリテーションの内容は、患者の状態に合わせて個別に設定する必要があります。
せん妄の予防と早期発見・治療: 術後のせん妄は、認知機能の低下や入院期間の延長、死亡リスクの増加などに繋がる可能性があります。せん妄のリスク因子を把握し、予防対策を講じることが重要です。また、せん妄の兆候を早期に発見し、適切な治療を開始することで、重症化を防ぐことができます。
退院後のサポート体制の整備: 退院後は、訪問看護やデイサービスなどのサービスを利用することで、患者が安心して自宅での生活を送れるように支援します。また、家族に対しては、介護に関する相談窓口を紹介したり、介護負担を軽減するための支援制度を案内したりするなど、きめ細やかなサポートが必要です。
これらの介入を総合的に実施することで、術前認知機能の低下を示す患者に対しても、安全な手術とより良い術後アウトカムを目指せる可能性があります。

術前認知機能評価は、高齢患者における周術期リスク層別化と個別化医療にどのように役立ちますか？

高齢患者における周術期リスク層別化と個別化医療において、術前認知機能評価は非常に重要な役割を果たします。
1. 周術期リスク層別化:

合併症リスクの予測: 術前認知機能の低下は、術後のせん妄、認知機能障害、肺炎、心血管イベント、入院期間の延長、死亡などのリスク増加と関連することが知られています。認知機能評価を実施することで、これらの合併症リスクの高い患者を事前に特定し、適切な予防策や治療介入を行うことができます。
リソース配分の最適化: 限られた医療資源を有効活用するためには、リスクの高い患者に集中的な医療を提供することが重要です。認知機能評価に基づいて患者をリスク層別化することで、医療資源の適切な配分が可能となります。
2. 個別化医療の実現:

患者に応じた周術期管理計画の立案: 認知機能レベルは患者ごとに異なり、それに伴い、術後の回復過程やサポートニーズも異なります。認知機能評価の結果に基づいて、患者一人ひとりの状態に合わせた麻酔方法、疼痛管理、リハビリテーション計画などを立案することができます。
患者と家族への個別的な説明: 認知機能の低下は、医療従事者からの説明に対する理解度や記憶力に影響を与える可能性があります。認知機能評価の結果を踏まえ、患者と家族に対して、手術や術後の見通しについて、より分かりやすく、丁寧な説明を行うことが重要です。
適切な退院先・在宅支援の選択: 認知機能レベルは、退院後の生活の質や介護負担に大きく影響します。術前認知機能評価の結果を参考に、患者に最適な退院先（自宅、リハビリテーション病院など）を決定し、必要に応じて訪問看護やデイサービスなどの在宅支援サービスを導入することで、円滑な社会復帰を支援することができます。
このように、術前認知機能評価は、高齢患者における周術期リスク層別化と個別化医療の実現に不可欠な要素と言えるでしょう。