Methodenartikel

Signaalverwerving, score-interpretatie en economie van een niet-invasieve point-of-care-test voor coronaire hartziekte

1.5K weergaven

⸱

DOI:

10.3791/66933

⸱

9 augustus 2024

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Analytics for Life, Toronto, 2Analytics for Life, Bethesda

In dit artikel

Samenvatting

De methodologie om het fysiologische signaal voor een coronaire hartziekte (CAD) -test te verkrijgen, wordt gepresenteerd. Er wordt een methode voorgesteld om de CAD-score met betrekking tot testpositiviteit en negativiteit te interpreteren, met inbegrip van de granulariteiten van elk. De economie van de test wordt besproken in de context van de huidige zorgstandaard.

Samenvatting

Eerder is al een point-of-care niet-invasieve test voor coronaire hartziekte (CAD) (POC-CAD) ontwikkeld en gevalideerd. De test vereist de gelijktijdige verwerving van orthogonale spanningsgradiënt (OVG) en fotoplethysmogramsignalen, wat de primaire methodologie is die in dit artikel wordt beschreven. De verwerving van de OVG, een biopotentiaalsignaal, vereist de plaatsing van elektroden op de voorbereide huid van de thorax van de patiënt (op dezelfde manier gerangschikt als de Frank-leadconfiguratie, bestaande uit zes bipolaire elektroden en een referentie-elektrode) en een hemodynamische sensor op de vinger (met behulp van een standaard transmissiemodaliteit). Het signaal wordt geüpload naar een cloudgebaseerd systeem, waar technische functies uit het signaal worden geëxtraheerd en aan een machinaal geleerd algoritme worden geleverd om de CAD-score te behalen. De arts moet dan de waarde van de CAD-score interpreteren in de context van de pre-test waarschijnlijkheid van CAD van zijn patiënt, wat resulteert in een post-test waarschijnlijkheid van CAD. Deze interpretatie kan worden uitgevoerd op het niveau van testpositiviteit en testnegativiteit of op een fijner niveau van granulariteit; Methodologieën voor elk worden hier voorgesteld op basis van waarschijnlijkheidsratio's. Aan de hand van de waarschijnlijkheid na de test moet de arts de juiste volgende stap in de behandeling van zijn patiënt bepalen; Aan de hand van verschillende scenario's wordt dit proces geïllustreerd. Testadoptie is alleen haalbaar als het economisch haalbaar is; er wordt een bespreking gegeven van de integratie van de test in de CAD-diagnosestroom en de daaruit voortvloeiende kostenbesparingen voor het gezondheidszorgsysteem. Het economische model toont aan dat kostenbesparingen voor het gezondheidszorgsysteem kunnen worden bereikt door vertraagde behandeling te voorkomen, wat, als er niets aan wordt gedaan, resulteert in ziekteprogressie die meer geavanceerde (en dure) zorg vereist.

Inleiding

Ischemische hartziekte (IHD) is momenteel wereldwijd de belangrijkste doodsoorzaak1. Coronaire hartziekte (CAD) is de anatomische voorloper van IHD, gekenmerkt door de aanwezigheid van significante laesies in de kransslagaders. Significantie kan anatomisch worden gedefinieerd door een occlusie van ten minste 70%, of 50% in de linker hoofdslagader2. Significantie kan ook worden gedefinieerd op basis van de functionele impact van de laesie door het effect op de bloedstroom te meten. In het bijzonder beoordelen fractionele stroomreserve (FFR) en momentane stroomreserve (iFR) de verandering in stroom veroorzaakt door de laesie, en laesies worden gedefinieerd als significant bij FFR < 0,80 of iFR < 0,892. De gouden standaard voor het bevestigen van de aanwezigheid van significante CAD is invasieve coronaire angiografie (ICA) door middel van linkerhartkatheterisatie (LHC). Significante CAD rechtvaardigt revascularisatie door het plaatsen van een stent of bypasstransplantatie van de kransslagader, die myocardischemie en bijbehorende anginasymptomen verlicht en de plaque stabiliseert (in het geval van stenting).

De huidige niet-invasieve tests voor CAD vereisen vaak blootstelling aan straling, stress en contrastinjectie (met niereffecten)1. De meest gebruikte diagnostische tests zijn myocardperfusiebeeldvorming (MPI), ook bekend als computertomografie met enkelvoudige fotonemissie (SPECT), en coronaire computertomografische angiografie (CCTA). SPECT omvat de injectie van een radio-isotoop om de perfusie te volgen tijdens rust en stress (inspanning of farmaceutica). CCTA brengt de kransslagaders in beeld met behulp van meerdere röntgenfoto's. Positronemissietomografie (PET) en cardiale magnetische resonantiebeeldvorming (CMR) worden ook af en toe gebruikt voor CAD-testen1. Al deze modaliteiten vereisen aanzienlijke kapitaalinvesteringen in apparatuur, opgeleid personeel om de tests uit te voeren en, in sommige gevallen, de beschikbaarheid van medische isotopen. Vanwege deze vereisten zijn deze modaliteiten vaak niet algemeen beschikbaar, vooral in landelijke omgevingen, wat leidt tot vertragingen in de patiëntenzorg en de bijbehorende risico's escaleert.

Daarom was het doel om een niet-invasieve, point-of-care test voor CAD (POC-CAD) te ontwerpen: het CorVista systeem3. Dit systeem is een door de FDA goedgekeurde test voor functioneel significante CAD, met prestaties die vergelijkbaar zijn met CCTA4. De test kan worden gebruikt zonder stress voor de patiënt en zonder de noodzaak van kapitaalinvesteringen in apparatuur of gespecialiseerd personeel. Het is bij uitstek geschikt voor gebruik in landelijke omgevingen en omgevingen met beperkte middelen waar toegang tot de huidige beeldvormingstechnologieën vaak niet beschikbaar is.

De ontwikkeling3 en validatie4 van POC-CAD zijn al eerder gepubliceerd. In het kort begint POC-CAD met de gelijktijdige registratie van orthogonale spanningsgradiënt- en fotoplethysmogramsignalen met behulp van het Capture-apparaat, zoals beschreven in protocolstap 1. De orthogonale spanningsgradiënt is een biopotentiaalsignaal dat wordt verkregen met behulp van een plaatsing van de kabel die vergelijkbaar is met de Frank-loodconfiguratie5, bestaande uit zes bipolaire elektroden en een referentie-elektrode die aan de romp is bevestigd. Het fotoplethysmogram wordt verkregen met behulp van de standaard transmissiemodaliteit, waarbij rood en infrarood licht via de vingertop wordt verzonden en een sensorraakt 6. Zodra het signaal is verkregen, wordt het automatisch geüpload naar het cloudgebaseerde systeem, waar technische functies uit het signaal worden geëxtraheerd en aan een machinaal geleerd algoritme worden geleverd om de CAD-score te verkrijgen, die wordt gepresenteerd in het webportaal. In protocolstappen 2 en 3 wordt de methodologie beschreven voor het interpreteren van de CAD-score die door de test wordt geretourneerd. In het bijzonder kunnen gepubliceerde gegevens of andere bronnen die relevant zijn voor de arts worden gebruikt om de waarschijnlijkheid van CAD in te schatten voordat de patiënt de test aflegt. Waarschijnlijkheidsratio's kunnen worden berekend op basis van de testprestaties en worden gebruikt om de waarschijnlijkheid van CAD bij te werken van pre-test tot post-test, met behulp van het binaire testresultaat (stap 2) of meer gedetailleerde waarden van de CAD-score (stap 3). Ten slotte wordt de modellering van de economie van POC-CAD in vergelijking met de huidige zorgstandaard besproken.

Protocol

De studie werd goedgekeurd door de Western Institutional Review Board en uitgevoerd in overeenstemming met de Verklaring van Helsinki. Schriftelijke geïnformeerde toestemming werd verkregen van alle proefpersonen voor deelname. Kortom, om te worden opgenomen, moeten proefpersonen ten minste 18 jaar oud zijn geweest met cardiovasculaire symptomen maar zonder bekende coronaire hartziekte en gepland om ICA of CCTA te ondergaan. Uitsluitingscriteria waren onder meer een eerdere gedocumenteerde voorgeschiedenis van een hartinfarct, eerdere bypasstransplantatie van de kransslagader en eerdere vervanging van de hartklep. De volledige inclusie- en exclusiecriteria voor de studie zijn te vinden op clinicaltrials.gov, onder National Clinical Trial (NCT) nummer NCT03864081. De gebruikte apparatuur en software staan vermeld in de Tabel met Materialen.

1. Signaal acquisitie

  1. Bereid de huid voor door eventueel haar van de elektrodeplaats te scheren. Zorg ervoor dat er geen resten op de huid achterblijven door te reinigen met water en zeep en indien nodig een schoon en droog gaasje of een niet-alcoholisch doekje te gebruiken.
  2. Sluit de draden aan op elektroden en plaats ze in overeenstemming met Tabel 1.
    OPMERKING: De kwaliteit van de elektrode kan de signaalkwaliteit beïnvloeden; Het wordt aanbevolen om elektroden van diagnostische kwaliteit of hoogwaardige elektroden te gebruiken.
  3. Plaats de hemodynamische (fotoplethysmogram, PPG) sensor op de vinger van de proefpersoon en zorg ervoor dat de vinger zich zo ver mogelijk in de sensor bevindt, met de sensorkabel langs de bovenkant van de hand.
    1. Gebruik de wijsvinger, tenzij een wond of een andere klinisch relevante reden het gebruik ervan uitsluit. Adviseer de patiënt om de sensor niet te verplaatsen nadat deze is geplaatst.
  4. Plaats de patiënt plat op zijn rug in een comfortabele rustpositie. Zorg ervoor dat de PPG-sensorkabel en elektrodekabels elkaar niet overlappen.
    1. Gebruik indien nodig demping (bijv. een opgerolde deken of handdoek, samen met een kussen) om te voorkomen dat de patiënt directe druk uitoefent op de blauwe elektrode op de rug.
  5. Om signaalruis te beperken en de signaalkwaliteit te maximaliseren, moet u alle elektronische apparaten (monitoren, televisies, mobiele telefoons, enz.) uitschakelen of uit de kamer verwijderen. Doe de verlichting in de kamer uit.
  6. Voer de patiëntgegevens in en bevestig de juistheid: de voornaam van de patiënt, de achternaam van de patiënt, het geslacht bij de geboorte, de lengte in inches, het gewicht in ponden, de geboortedatum en het nummer van het medisch dossier (alles vereist, kan in willekeurige volgorde worden ingevoerd).
  7. Zorg ervoor dat de patiënt zich op zijn gemak voelt en herinner hem eraan stil en stil te zijn (bijv. niet praten tijdens de acquisitie).
  8. Plaats het apparaat op een vlakke ondergrond en bevestig de plaatsing in de applicatie. Druk op Start om de signaalacquisitie te starten.
  9. Controleer het apparaat op eventuele foutmeldingen en als ze verschijnen, volgt u de aanwijzingen op het scherm om ze op te lossen.
  10. Nadat de signaalacquisitie is voltooid, wat 3 minuten en 35 s vereist, verzendt het apparaat de gegevens automatisch naar de cloud voor beoordeling van de signaalkwaliteit. Houd de patiënt aangesloten op het apparaat totdat de bevestiging van de kwaliteit van het passsignaal is ontvangen.
  11. Maak de elektroden los van de patiënt en verwijder de PPG-sensor.
  12. Ga naar het portaal om de testresultaten te bekijken (zal ongeveer 10 minuten nadat het signaal naar de cloud is geüpload beschikbaar zijn).

Tabel 1: Plaatsing van leads. Beschrijving van de anatomische locaties waar elk van de zeven elektroden moet worden geplaatst. Klik hier om deze tabel te downloaden.

2. Interpretatie van de testresultaten die testpositief zijn gegeven versus . test-negatief

  1. Bepaal de pre-test kans op ziekte van de patiënt (bijv. met behulp van de richtlijnen van de European Society of Cardiology (ESC)7).
  2. Bepaal of de test van de patiënt positief of negatief is door de CAD-score te vergelijken met 0: als het groter is dan of gelijk is aan nul, dan is het resultaat van de patiënt testpositief, of als het minder dan nul is, dan is het resultaat testnegatief.
  3. Lees de CAD-scorewaarde uit het rapport en vergelijk deze met de verdelingen van negatieve en positieve patiënten in het validatiecohort die onderaan het rapport worden weergegeven.
  4. Bereken de sensitiviteit en specificiteit8 en vervolgens de waarschijnlijkheidsratio's (LR) met behulp van vergelijking 1 en vergelijking 29.
    OPMERKING: Er wordt een uitgewerkt voorbeeld getoond, aangezien de testgevoeligheid 88% is (berekend met proefpersonen die positief zijn van ICA, de enige groep proefpersonen met ziekte) en de specificiteit 51% is (berekend met behulp van proefpersonen die negatief zijn van CCTA met een gewicht van 94% en proefpersonen negatief van ICA met een gewicht van 6%, om de totale populatie te vertegenwoordigen via de PROMISE-studie10).
    figure-protocol-1(EQN 1)
    figure-protocol-2(EQN 2)
  5. Bereken de kans van de patiënt na de test op basis van de volgende vergelijkingen 3-511, waarbij LR+ wordt gebruikt in het geval van een positieve test en LR- wordt gebruikt in het geval van een negatieve test:
    figure-protocol-3(EQN 3)
    figure-protocol-4(EQN 4)
    figure-protocol-5(EQN 5)
  6. Bepaal met de bijgewerkte waarschijnlijkheid van CAD, gegeven de resultaten van de test, de juiste volgende stap in de patiëntenzorg (bijv. met behulp van de ESC-richtlijn7 aanbevelingen weergegeven in tabel 2).

Tabel 2: ESC-richtlijnen naar waarschijnlijkheid van CAD. Voor vier niveaus van waarschijnlijkheid van CAD zijn de richtlijnen van de European Society of Cardiology bedoeld voor de juiste interpretatie van die waarschijnlijkheid, inclusief de volgende test (indien nodig). Klik hier om deze tabel te downloaden.

3. Interpretatie van de testresultaten met een fijnere granulariteit

  1. Verhoog de granulariteit van de testpositieve en testnegatieve resultaten door rekening te houden met het bereik van de CAD-score die is waargenomen in de populatie die is gebruikt om de test te valideren, met name indeling in tertielen (gelijk aantal proefpersonen in drie bakken) in het testpositieve en testnegatieve bereik, zoals weergegeven in tabel 3.
    OPMERKING: Om de berekeningen te vereenvoudigen, wordt de bijdrage van 6% van de proefpersonen die negatief zijn van katheterisatie uitgesloten van deze analyse, waarvan de opname de resultaten niet significant zal veranderen.
  2. Bereken binnen elk tertiel in het test-negatieve bereik het aantal echte negatieven (TN), dit zijn proefpersonen die de ziekte echt niet hebben, en het aantal vals-negatieven (FN), proefpersonen die de ziekte echt hebben.
    1. Pas de volgende vergelijkingen 6-811 toe om de LR- van elk testnegatief tertiel te bepalen (LR+ van negatieve tertielen niet relevant).
      OPMERKING: De vergelijkingen gaan ervan uit dat het prestatieprofiel van het tertiel het volledige test-negatieve bereik vertegenwoordigt om prestatiestatistieken te berekenen (waardoor de correctiefactor van drie nodig is, overeenkomend met het aantal tertielen, om de oorspronkelijke test-negativiteitsfrequentie met betrekking tot testpositiviteit te bereiken).
      figure-protocol-6(EQN 6)
      figure-protocol-7(EQN 7)
      figure-protocol-8(EQN 8)
  3. Bereken binnen elk tertiel in het test-positieve bereik het aantal echte positieven (TP), dit zijn proefpersonen die de ziekte echt hebben, en het aantal valse positieven (FP), proefpersonen die de ziekte echt niet hebben.
    1. Pas vergelijkingen 9-11 toe om de LR+ van elk testpositief tertiel te bepalen (LR- van positieve tertielen niet relevant)11.
      OPMERKING: De vergelijkingen gaan ervan uit dat het prestatieprofiel van het tertiel het volledige test-positieve bereik vertegenwoordigt voor het berekenen van prestatiestatistieken (waardoor de correctiefactor van drie nodig is, overeenkomend met het aantal tertielen, om de oorspronkelijke testpositiviteitsfrequentie met betrekking tot testnegativiteit te bereiken).
      figure-protocol-9(EQN 9)
      figure-protocol-10(EQN 10)
      figure-protocol-11(EQN 11)
  4. Bepaal in welk tertiel de CAD-score van de patiënt ligt en bereken, gegeven de LR's in Tabel 3, de kans na de test gegeven de procedure die in stap 2 wordt getoond.
    OPMERKING: Zoals te verwachten is, nemen de LR-waarden af bij meer negatieve CAD-scores, en nemen de LR+-waarden toe bij positievere CAD-scores, wat betekent dat een negatievere CAD-score de pre-testkans effectiever vermindert, en een positievere CAD-score de pre-testwaarschijnlijkheid effectiever verhoogt.
  5. Als alternatief voor het uitvoeren van de berekeningen in de stappen 2.4-3.4 gebruikt u Tabel 4 om de waarschijnlijkheid vóór de test te vertalen naar een waarschijnlijkheid na de test met behulp van de CAD-score7 van de patiënt.

Tabel 3: Waarschijnlijkheidsratio's. Voor drie scorebereiken binnen testpositief en testnegatief, respectievelijk de overeenkomstige positieve waarschijnlijkheidsratio's en negatieve waarschijnlijkheidsratio's. Klik hier om deze tabel te downloaden.

Tabel 4: Waarschijnlijkheidskaarten van vóór de test naar na de test. Voor 10 niveaus van pre-test waarschijnlijkheid, de overeenkomstige post-test waarschijnlijkheid gegeven een CAD-score in elk van de drie negatieve tertielen, en elk van de positieve tertielen. Groene kleur komt overeen met <15% ziektekans (ESC-richtlijn stelt dat CAD kan worden uitgesloten); gele kleur komt overeen met 15%-65% ziektewaarschijnlijkheid (ESC-richtlijnen stellen dat op beeldvorming gebaseerde niet-invasieve tests de voorkeur hebben); oranje komt overeen met 66%-85% ziektewaarschijnlijkheid (ESC-richtlijnen stellen dat op beeldvorming gebaseerde niet-invasieve tests moeten worden uitgevoerd); rood komt overeen met >85% ziektekans (ESC-richtlijn stelt dat CAD kan worden uitgesloten). Zie Tabel 2 voor meer informatie over de richtlijnen. Merk op dat een CAD-score van 0 als testpositief wordt beschouwd. Klik hier om deze tabel te downloaden.

Resultaten

Een voorbeeldsignaal is te zien in figuur 1 en wordt gerapporteerd in figuur 2, zoals zou lijken voor een arts die de test gebruikt. Hieronder vindt u verschillende patiëntcasussen om de toepassing van de methodologie bij het interpreteren van de betekenis van de CAD-score aan te tonen.

Geval 1
Een 67-jarige man klaagde over symptomen van pijn op de borst in rust, met uitstralende armpijn, samen met diaforese en misselijkheid. Op basis van de ESC-richtlijnen7 komen zijn leeftijd, geslacht en symptomen overeen met een initiële kans op ziekte van 84%. De ESC-richtlijnen suggereren dat een dergelijke patiënt niet-invasieve tests nodig heeft om een diagnose van CAD te stellen om verwijzing naar hartkatheterisatie en eventuele noodzakelijke interventie te rechtvaardigen (tabel 2). POC-CAD werd uitgevoerd, wat een CAD-score van 0.32 opleverde, wat een testpositief resultaat is en in het hoogste tertiel van positieve CAD-scores valt, met een LR+ van 2.888 (Tabel 3). Daarom is de kans van de patiënt na de test 94%, en volgens de ESC-richtlijnen (tabel 2) kan veilig worden aangenomen dat de patiënt CAD heeft, en invasieve hartkatheterisatie is een geschikte manier van handelen.

Geval 2
Een 39-jarige vrouw presenteert zich met pijn op de borst in rust, die zowel naar de linker- als naar de rechterkant uitstraalt. Op basis van de ESC-richtlijnen7 komen haar leeftijd, geslacht en symptomen overeen met een initiële kans op ziekte van 28%, en de richtlijnen suggereren dat een niet-invasieve test de beste volgende stap zou zijn om een beter inzicht te krijgen in de waarschijnlijkheid van CAD. De richtlijnen stellen echter ook dat bij jonge patiënten (zoals deze 39-jarige vrouw) de arts zich bewust moet zijn van blootstelling aan straling, wat nodig is om een test zoals SPECT af te nemen, waarvoor een geïnjecteerde radio-isotoop nodig is. Een andere optie voor zo'n test is CCTA, maar daarvoor zijn veel röntgenstralen nodig. Daarom is POC-CAD een logische keuze, omdat er geen straling voor nodig is. De test werd uitgevoerd met een waarde van -0,12, binnen de grenzen van het eerste tertiel van het negatieve bereik, met een LR- van 0,129 (tabel 3). De resulterende waarschijnlijkheid na de test is 4%, wat daalt tot het niveau waarop CAD veilig kan worden uitgesloten volgens de ESC-richtlijnen, zonder dat verdere tests nodig zijn voor CAD.

Geval 3
Een 74-jarige vrouw presenteert zich met niet-anginale pijn op de borst en kortademigheid. Op basis van de ESC-richtlijnen7 komen haar leeftijd, geslacht en symptomen overeen met een initiële kans op ziekte van 24%, en de richtlijnen suggereren dat een niet-invasieve test de beste volgende stap zou zijn om een beter inzicht te krijgen in de waarschijnlijkheid van CAD. De patiënt aarzelt om van de landelijke kliniek waar ze wordt behandeld naar het grote stedelijke centrum te reizen waar alle testmodaliteiten (PET, SPECT, CCTA, CMR) beschikbaar zijn, dus de arts biedt POC-CAD aan. De CAD-score is 0,07 en valt in het eerste tertiel van het positieve bereik met een LR+ van 1,446, wat resulteert in een post-test waarschijnlijkheid van 33%. Op basis van het positieve resultaat en de toename van de kans op ziekte, stemt de patiënt ermee in om naar de stad te reizen voor een PET-scan. De PET was ook indicatief voor ziekte, met een LR+ van 6,0412, en verhoogt de 33% tot 75% post-PET.

figure-results-1
Figuur 1: Voorbeeld signalen. Voorbeeld POC-CAD-rapport met visualisaties van de orthogonale spanningsgradiënt, ook wel het elektrische signaal (A) genoemd, en het fotoplethysmogramsignaal gericht op een interval van 20 s (B) en volledige duur (C). Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figure-results-2
Figuur 2: Voorbeeld CAD-rapport. Voorbeeld van een POC-CAD-rapport, met een CAD-score van -0,19 (A), wat in het testnegatieve bereik (<0) valt. De testprestaties worden weergegeven in (B). De verdeling van CAD-scores wordt weergegeven voor de proefpersonen waarop POC-CAD is gevalideerd in (C). Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figure-results-3
Figuur 3: Kosteneconomische modelstroom. Een hypothetische binnenkomende populatie van 200 patiënten wordt via de POC-CAD>PET-route (A) en de SPECT-route (B) geleid. De kosten voor het zorgsysteem worden weergegeven voor elke tak van elk traject, samen met de gemiddelde besparing per patiënt wanneer het POC-CAD>PET-traject wordt geïmplementeerd. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Discussie

De primaire focus van dit gedeelte is de economie van de test; het is echter nuttig om eerst de aspecten van de beoordeling van de pre-testwaarschijnlijkheid voor CAD te bespreken. Zoals beschreven in protocolstappen 2 en 3, is de schatting van de pre-test waarschijnlijkheid van CAD een cruciale stap bij het contextualiseren van de CAD-score en het bepalen van de post-test waarschijnlijkheid van CAD. We hebben de ESC 2013-richtlijnen gebruikt, die de waarschijnlijkheid van CAD baseren op drie kenmerken: geslacht, leeftijd en symptomen (binnen groepen van typische angina pectoris, atypische en niet-anginale pijn)7. Het is echter belangrijk op te merken dat de arts zijn klinische oordeel kan toepassen bij de selectie van elke kwantitatieve of kwalitatieve methode. Verder zijn er andere gepubliceerde kwantitatieve methoden beschikbaar voor een dergelijke schatting, waaronder Diamond-Forrester13, dat dezelfde invoerkenmerken vereist als ESC 2013. Er zijn ook uitgebreidere variaties gepubliceerd, zoals die14 Diamond-Forrester uitbreidt met oestrogeenstatus voor vrouwen (om te compenseren voor leeftijdsvariatie in de menopauze, evenals eventuele hysterectomie), evenals diabetes, hypertensie, hyperlipidemie, roken, familiegeschiedenis van hart- en vaatziekten en obesitas. Houd er echter rekening mee dat sommige methodologieën CAD kunnen definiëren als 50% luminale vernauwing, terwijl 70% de huidige ACC-richtlijnen vertegenwoordigt (met uitzondering van de linker hoofdslagader op 50%).

De economie van POC-CAD en de interactie tussen de test en het zorgpad zijn cruciale kenmerken om te bepalen of de test echt geschikt is voor klinisch gebruik. Voor de diagnose van CAD is de meest gebruikte test MPI, ook wel bekend als een nucleaire stresstest of SPECT. Vanaf 2019 werd MPI gebruikt in ongeveer 85% van de beoordelingen voor CAD15. Jaarlijks worden in de VS naar schatting 7-8 miljoen SPECT-MPI-onderzoeken uitgevoerd16. In ongeveer 5% van de patiëntengevallen wordt CCTA gebruikt om CAD te diagnosticeren. CCTA is erkend als een bedrijf met superieure diagnostische prestaties bij het uitsluiten van significante CAD. Twee andere beeldvormingsmodaliteiten, PET en cardiale MRI, vormen het grootste deel van de overige beoordelingen. Voor al deze tests zijn een beeldcamera en een gekwalificeerd team nodig om de test uit te voeren en te interpreteren. Dergelijke camera's zijn dure kapitaalgoederen. Bijgevolg zijn deze tests vaak beperkt beschikbaar in stedelijke zorginstellingen, waar er voldoende volume is om zowel de initiële kosten als de operationele kosten te rechtvaardigen.

In 2021 publiceerde het American College of Cardiology (ACC) zijn richtlijnen voor patiënten zonder bekende CAD of eerdere tests en met een gemiddeld risico van CAD 2,17, waarbij zowel MPI als CCTA werden erkend als eerstelijns diagnostische opties. In tegenstelling tot CCTA en MPI kan Poc-CAD worden gebruikt in elke point-of-care-omgeving, zoals een dokterspraktijk, een ziekenhuis met kritieke toegang, een tribaal zorgcentrum en tertiaire zorgcentra, in plaats van te worden beperkt, zoals CCTA en MPI, tot alleen die centra met dure beeldvormingsapparatuur en de teams die nodig zijn om ze te bedienen.

Doorgaans worden patiënten die na een eerstelijnstest worden verdacht van CAD, doorverwezen naar ICA; zoals beschreven, wordt dit beschouwd als de gouden standaard voor diagnostiek voor CAD. ICA is een invasieve procedure die wordt uitgevoerd in een poliklinische ziekenhuisomgeving door specialisten op het gebied van invasieve cardiologie.

Een recent onderzoek naar het aanwezigheidspercentage van een afspraak voor radiologische onderzoeken in een groot tertiair academisch centrum toonde aan dat 24% van de geplande afspraken niet werd bijgewoond door de patiënt vanwege annulering of no-show18. De bestudeerde radiologische modaliteiten omvatten CAD-diagnostiek. Het cijfer dat in die studie wordt gerapporteerd, komt overeen met een discussie met de financieel directeur van een gezondheidszorgsysteem, die uitgaat van een no-show percentage van 20%. Verder, in meerdere gesprekken met artsen op het platteland, waarbij een aanzienlijke reistijd nodig kan zijn om de test te bereiken, kan tot 50% van de patiënten niet overgaan tot het maken van zowel een afspraak als het bijwonen van de afspraak. In het volgende model wordt conservatief voor de landelijke markt uitgegaan van 30% (d.w.z. 70% komt naar de afspraak).

Er is een directe impact op de diagnostische opbrengst van downstream-tests wanneer een aanzienlijk aantal patiënten niet doorgaat naar de aanbevolen test. Ervan uitgaande dat het percentage consistent is tussen personen met en zonder significante coronaire hartziekte, zou de gevoeligheid van het detecteren van de aandoening in de doorverwezen populatie 70% van de verwachte gevoeligheid zijn. In het geval van SPECT, dat een gerapporteerde gevoeligheid voor het detecteren van functioneel significante CAD van 73% heeft, is de effectieve gevoeligheid slechts 53% (= 0,7 x 73%)12, d.w.z. dat bijna de helft van de patiënten in de doorverwezen populatie met functioneel significante CAD zou worden gemist. Deze gemiste patiënten kosten de gezondheidszorg geen nul. De positieve patiënten met functioneel significante CAD zullen waarschijnlijk later worden gezien en aanzienlijke extra kosten maken als gevolg van de progressie van hun ziekte. Als de patiënt zich bijvoorbeeld vervolgens op de afdeling spoedeisende hulp meldt, zijn de gemiddelde kosten van het bezoek voor een patiënt met tekenen van acuut coronair syndroom berekend op $ 30.00019.

Bovendien, zelfs voor die patiënten zonder significante CAD, als ze de verwijzing van hun arts voor beeldvorming niet volgen, is de kans kleiner dat ze terugkeren naar die arts, en dus is er beperkte mogelijkheid om te bepalen wat hun symptomen nog meer zou kunnen veroorzaken. Dit kan ook kostbaar zijn voor zowel de patiënt, in termen van de progressie van de onderliggende aandoening, als voor het gezondheidszorgsysteem. Het is bijvoorbeeld aangetoond dat een vertraging in de diagnose van hartfalen een incrementele $ 8.000 per jaar toevoegt aan de kosten van de behandeling van die patiënt20.

Het kosteneconomische model dat hier wordt gepresenteerd, is bedoeld om deze effecten vast te leggen, waarbij het scenario waarin POC-CAD wordt gebruikt als de eerstelijnstest voor significante CAD wordt vergeleken met een scenario waarin SPECT wordt gebruikt. Aangezien POC-CAD een uitsluittest is, wordt een groter aantal vals-positieve resultaten verwacht dan voor SPECT. Het is onredelijk om te verwachten dat alle positieven van de test naar ICA zouden gaan. In veel gevallen zou het ideaal zijn om een tweede test in te zetten. Bij het analyseren van de rule-in en rule-out prestaties van verschillende niet-invasieve tests voor functioneel significante CAD, raden Knuuti et al. aan om CCTA te volgen met een functionele test, zoals SPECT12. Dit brengt echter opnieuw het risico met zich mee dat een relatief groot deel van de positieve patiënten niet wordt geïdentificeerd. Een betere functionele test zou cardiale PET zijn, die een sensitiviteit van 89% en specificiteit van 85%12 heeft. Cardiale PET wordt steeds vaker gebruikt in de VS, wordt momenteel het vaakst voorgeschreven door cardiologen en wordt al vaker gebruikt dan CCTA15,21. In dit model wordt dan aangenomen dat positieven van PET naar ICA gaan. Aangezien de gevoeligheid van PET vergelijkbaar is met de gevoeligheid van POC-CAD, wordt aangenomen dat alle positieven in de binnenkomende PET-populatie door PET correct als positief worden geclassificeerd. In het model waarin SPECT wordt gebruikt als eerstelijnstest, wordt aangenomen dat positieven doorgaan naar ICA. Uitgaande van een inkomende prevalentie van 12% resulteert dit in een positief rendement bij ICA van 41%, wat dicht in de buurt komt van wat werd waargenomen in de PROMISE-studie10.

Figuur 3 toont het model en de resultaten met behulp van een hypothetische inkomende populatie van 200 patiënten met symptomen van hart- en vaatziekten. Elk van SPECT, PET en POC-CAD wordt verondersteld tegen hetzelfde tarief te worden vergoed: $ 2,500 per test. ICA wordt verondersteld te worden vergoed op $ 3,000. De kosten van een behandeling tijdens ICA, of daarna, zijn niet opgenomen in het model, omdat dit buiten het diagnostische traject valt dat het model vertegenwoordigt. De kosten van verloren negatieve en verloren positieve patiënten zijn moeilijker in te schatten. Aangezien deze patiënten worden gedefinieerd als patiënten die de aanwijzingen van hun arts om door te gaan met een beeldvormende test niet hebben opgevolgd, wordt aangenomen dat hun volgende interactie met het gezondheidszorgsysteem is om zich op een afdeling spoedeisende hulp te presenteren met symptomen van hart- en vaatziekten. In een onderzoek naar presentaties op de spoedeisende hulp met dergelijke symptomen, stelden Pope et al. vast dat 17% voldeed aan de criteria voor acute cardiale ischemie, 6% had stabiele angina pectoris, 21% had niet-ischemische hartproblemen en 56% had niet-cardiale problemen22. De kosten voor de eerste presentatie op de afdeling spoedeisende hulp zijn berekend door O'Sullivan et al. als $ 34.200 voor niet-fatale myocardischemie en $ 17.300 voor angina pectoris zonder coronaire revascularisatie23. Het is een conservatieve benadering om alleen de kosten bij de eerste presentatie te gebruiken, aangezien de kosten in de acute fase (3 jaar) die voor het evenement worden gemaakt aanzienlijk hoger zijn, respectievelijk $ 73,300 en $ 36,000. De kosten van een bezoek aan de afdeling spoedeisende hulp voor 53% van de bezoeken voor pijn op de borst, maar zonder dat er een daaruit voortvloeiend hartprobleem is vastgesteld, worden geschat op $ 2,988 met behulp van informatie gerapporteerd door United Healthcare24. Ten slotte zijn de kosten voor de 21% met een niet-ischemisch hartprobleem geschat op $ 2,988, plus extra kosten veroorzaakt door vertraging bij de behandeling van de hartaandoening. Zoals hierboven vermeld, zijn voor een patiënt met hartfalen de incrementele jaarlijkse kosten van een vertraagde diagnose berekend op $ 8,00020. Daarom wordt aangenomen dat de kosten voor de 21% $ 10.988 bedragen, ervan uitgaande dat de meerderheid van deze patiënten hartfalen of pulmonale hypertensie zal hebben en voor beide vergelijkbare vertraagde behandelingskosten. Nogmaals, het gebruik van slechts één jaar incrementele kosten is een conservatieve benadering, aangezien dit in feite van toepassing zou zijn op elk volgend jaar. Over het algemeen is het gewogen gemiddelde van deze kosten, zoals gebruikt in het model, $ 10,833.

Het kosteneconomische model toont een potentiële gemiddelde besparing van $ 1,172 per patiënt voor het gezondheidszorgsysteem alsneer, samenvattend, de kosten van vertraagde behandeling die resulteert in ziekteprogressie die meer geavanceerde zorg vereist. Bovendien zou het aannemen van deze route de opbrengst bij ICA verhogen tot 62%, vergeleken met de 41% die momenteel wordt waargenomen en gemodelleerd in de SPECT-route.

Als het wordt geëxtrapoleerd naar de inkomende plattelandsbevolking van 2,25 miljoen patiënten die zich per jaar presenteren met symptomen van hart- en vaatziekten in de VS, zou de totale potentiële besparing van de implementatie van POC-CAD als een eerstelijnstest voor significante CAD ongeveer $ 2,64 miljard bedragen. Zoals hierboven besproken, is een groot deel van deze besparingen afkomstig van het niet missen van patiënten met functioneel significante CAD vanwege een hogere gevoeligheid en een hoger diagnostisch rendement dan SPECT. Bovendien is het hogere rendement dat bij ICA kan worden behaald een cruciaal voordeel, aangezien er meer ICA's zouden worden uitgevoerd onder de POC-CAD>PET-route dan de SPECT-route. Een hoger rendement bij ICA zou gunstig zijn voor patiënten, die momenteel vaak gefrustreerd zijn door negatieve ICA-resultaten25, de interventionele cardioloog en het gezondheidszorgsysteem.

Een mogelijk bezwaar tegen dit model is dat iedereen direct naar PET moet worden verwezen in plaats van eerst de POC-CAD-test te gebruiken. Deze benadering, vooral wanneer rekening wordt gehouden met de plattelandsbevolking, zou beladen kunnen zijn met hetzelfde probleem dat momenteel wordt waargenomen bij alle beeldvormingstests - dat van verlies van follow-up. Als dezelfde aannames voor het model zouden worden aangehouden, zou de effectieve opbrengst van PET een sensitiviteit hebben van slechts 62% (= 0,7 x 89%), waardoor veel van de echt positieve patiënten in deze populatie nog steeds zouden ontbreken. Omgekeerd wordt opgemerkt dat het hebben van een positieve test van POC-CAD patiënten kan aanmoedigen om hun verwijzing op te volgen voor volgende diagnostische tests (zoals ICA), en daarom wordt niet verwacht dat dit een probleem zal zijn in de POC-CAD>PET-route. Je zou ook kunnen stellen dat SPECT de overheersende route is en daarom het meest waarschijnlijk de test is die in de praktijk wordt gebruikt na POC-CAD. In dit geval zouden de besparingen van de resulterende POC-CAD>SPECT-route iets hoger zijn dan hierboven weergegeven, maar het effectieve rendement bij ICA zou iets lager zijn (58%) omdat er drie extra gemiste positieve patiënten (vals-negatieven) van tweehonderd in de stroom zouden zijn.

Concluderend biedt POC-CAD een veelbelovende aanvulling op het diagnostische traject. Het belangrijkste voordeel van deze test is dat deze kan worden gebruikt op het zorgpunt, zonder het gebruik van straling, stress of contrast, en toch resultaten oplevert die vergelijkbaar zijn met die van CCTA voor het uitsluiten van functioneel significante CAD26. Verder zijn de resultaten beschikbaar binnen hetzelfde bezoek, waardoor de arts de volgende stappen in de zorg met de patiënt kan bespreken zonder een nieuw bezoek te plannen. Aangezien de test op het zorgpunt kan worden toegediend en de resultaten snel beschikbaar zijn, pakt POC-CAD het aanzienlijke probleem van verlies van follow-up aan, vooral in landelijke gebieden, die ongeveer een kwart van de Amerikaanse bevolking vertegenwoordigen. Gezien het robuuste uitsluitingsprofiel van de test, met een negatief resultaat, kan de arts snel andere verklaringen van de symptomen van de patiënt onderzoeken. Wanneer de kosten van de resulterende vertraging in de diagnose van de patiënt worden gemodelleerd, zou het gebruik van POC-CAD als eerstelijnstest aanzienlijke voordelen opleveren voor patiënten, artsen en de betaler. Bovendien zouden de bestaande beeldvormingsmodaliteiten geen significante toename of afname van het volume zien, wat een punt van zorg is voor veel beeldvormingscentra. De kostenbesparingen worden gerealiseerd door een snellere diagnose en behandeling van de aandoening van de patiënt.

Openbaarmakingen

T.B., N.N., F.F., H.G., C.B., S.R. en I.S. zijn werknemers van Analytics for Life.

Methodologieën met betrekking tot de interpretatie van de CorVista CAD-score vertegenwoordigen de huidige aannames op basis van een subset van de gevalideerde populatie en vereisen verdere validatie. Raadpleeg de gebruiksaanwijzing van het product.

Dankbetuigingen

De auteurs willen Cody Wackerman en Hugh Dubberly van Dubberly Design Office (San Francisco) bedanken voor hun hulp bij het visualiseren van de paden die in figuur 3 worden weergegeven.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
CorVista CAD CorVistan/aSysteem bestaande uit signaaloverdracht, cloudverwerking en levering van een rapport met de CAD Score via een webportaal 
ElektrodenVerschillend (zie opmerkingen)Elektroden van diagnostische kwaliteit of hoge prestaties worden aanbevolen.
Bijvoorbeeld:
Conmed ClearTrace 1700-007
Skintact FS-TB1
Vermed A10005

Referenties

  1. World Health Organization. The top 10 causes of death [Internet]. 2020 [cited 2024 Jun 27]. , Available from: https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/the-top-10-causes-of-death (2020).
  2. Lawton, J. S., et al. 2021 ACC/AHA/SCAI guideline for coronary artery revascularization: A report of the American College of Cardiology/American Heart Association Joint Committee on Clinical Practice Guidelines. J Am Coll Cardiol. 79 (2), e21-e129 (2022).
  3. Burton, T., et al. Development of a non-invasive machine-learned point-of-care rule-out test for coronary artery disease. Diagnostics. 14 (7), 719(2024).
  4. Stuckey, T. D., et al. Clinical validation of a machine-learned, point-of-care system to IDENTIFY functionally significant coronary artery disease. Diagnostics. 14 (10), 987(2024).
  5. Frank, E. An accurate, clinically practical system for spatial vectorcardiography. Circulation. 13 (5), 737-749 (1956).
  6. Park, J., Seok, H. S., Kim, S. S., Shin, H. Photoplethysmogram analysis and applications: An integrative review. Front Physiol. 12, 808451(2022).
  7. Montalescot, G., et al. 2013 ESC guidelines on the management of stable coronary artery disease: the Task Force on the management of stable coronary artery disease of the European Society of Cardiology. Eur Heart J. 34 (38), 2949-3003 (2013).
  8. Baratloo, A., Hosseini, M., Negida, A., El Ashal, G. Part 1: Simple definition and calculation of accuracy, sensitivity and specificity. Emergency. 3 (2), 48-49 (2015).
  9. Ranganathan, P., Aggarwal, R. Understanding the properties of diagnostic tests-Part 2: Likelihood ratios. Perspect Clin Res. 9 (2), 99-102 (2018).
  10. Douglas, P. S., et al. Outcomes of anatomical versus functional testing for coronary artery disease. New Eng J Med. 372 (14), 1291-1300 (2015).
  11. Safari, S., Baratloo, A., Elfil, M., Negida, A. Evidence based emergency medicine; part 4: Pre-test and post-test probabilities and Fagan's nomogram. Emergency. 4 (1), 48(2016).
  12. Knuuti, J., et al. The performance of non-invasive tests to rule-in and rule-out significant coronary artery stenosis in patients with stable angina: a meta-analysis focused on post-test disease probability. Eur Heart J. 39 (35), 3322-3330 (2018).
  13. Diamond, G. A., Forrester, J. S. Analysis of probability as an aid in the clinical diagnosis of coronary-artery disease. New Eng J Med. 300 (24), 1350-1358 (1979).
  14. Morise, A. P. Comparison of the Diamond-Forrester method and a new score to estimate the pre-test probability of coronary disease before exercise testing. Am Heart J. 138 (4), 740-745 (1999).
  15. Pelletier-Galarneau, M., Vandenbroucke, E., Lu, M., Li, O. Characteristics and key differences between patient populations receiving imaging modalities for coronary artery disease diagnosis in the US. BMC Cardiovasc Disord. 23 (1), 251(2023).
  16. Li, J., et al. Factors that impact a patient's experience when undergoing single-photon emission computed tomography myocardial perfusion imaging (SPECT-MPI) in the US: A survey of patients, imaging center staff, and physicians. J Nuclear Cardiol. 28 (4), 1507-1518 (2021).
  17. Lawton, J. S., et al. 2021 ACC/AHA/SCAI guideline for coronary artery revascularization: A report of the American College of Cardiology/American Heart Association Joint Committee on Clinical Practice Guidelines. J Am Coll Cardiol. 79, e21-e129 (2022).
  18. Aijaz, A., et al. Sociodemographic factors associated with outpatient radiology no-shows versus cancellations. Acad Radiol. S1076 - 6332 (24), 00228-00229 (2024).
  19. Cowper, P. A., et al. Acute and 1-year hospitalization costs for acute myocardial infarction treated with percutaneous coronary intervention: Results From the TRANSLATE-ACS registry. J Am Heart Assoc. 16 (8), 8(2019).
  20. Thomas, A., et al. Forgone medical care associated with increased health care costs among the U.S. heart failure population. JACC Heart Fail. 9 (10), 710-719 (2021).
  21. Reeves, R. A., Halpern, E. J., Rao, V. M. Cardiac imaging trends from 2010 to 2019 in the Medicare population. Radiol Cardiothorac Imaging. 3 (5), (2021).
  22. Pope, J. H., et al. Missed diagnoses of acute cardiac ischemia in the Emergency Department. New Eng J Med. 342 (16), 1163-1170 (2000).
  23. OʼSullivan, A. K., et al. Cost estimation of cardiovascular disease events in the US. Pharmacoeconomics. 29 (8), 693-704 (2011).
  24. Corso, A. Emergency visit cost with and without insurance in 2024. Mira. , https://www.talktomira.com/post/how-much-does-an-er-visit-cost (2024).
  25. Patel, M. R. Low diagnostic yield of elective coronary angiography. New Eng J Med. 362 (10), 886-895 (2010).
  26. Browning, S. CorVista System 510(k) Summary (K232686). , U.S. Food and Drug Administration. Retrieved from https://www.accessdata.fda.gov/cdrh_docs/pdf23/K232686.pdf (2024).

Herprints en machtigingen

Tags

Niet-invasieve testenCAD-scoreorthogonale spanningsgradiëntfotoplethysmogramsensormachine learning-algoritmekosteneffectiviteitdiagnostische workflow
Signaalverwerving, score-interpretatie en economie van een niet-invasieve point-of-care-test voor coronaire hartziekte
Neem contact met ons op
Aanbevelen aan de bibliotheek

Privacy

Gebruiksvoorwaarden

Beleidsoverzicht

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Alle rechten voorbehouden.