Lineair regressiemodel voor het voorspellen van pijn bij het wisselen van verband bij diabetische voetulcera: ontwikkeling, interne validatie en gepersonaliseerde analgesiezorg

Samenvatting

In deze studie is een lineair regressiemodel ontwikkeld en gevalideerd om pijn tijdens het vervangen van verbanden bij diabetische voetulcera bij 232 patiënten te voorspellen. De oppervlakte van het ulcus, de ziekteduur en de Self-Rating Anxiety Scale (SAS) waren de belangrijkste predictoren. Een op het model gebaseerd gepersonaliseerd analgetisch regime verminderde de pijn, verbeterde de therapietrouw en bevorderde de genezing van het ulcus, wat strategieën voor precisie-pijnmanagement ondersteunt.

Samenvatting

Deze studie omvatte 232 patiënten met diabetische voetulcera (DFU's) om een lineair regressiemodel te construeren en te valideren voor het voorspellen van pijn tijdens verbandwissels, en om de effectiviteit van een modelgebaseerd gepersonaliseerd analgetisch zorgregime te evalueren. In fase 1 werden 160 patiënten verdeeld in een trainingsset (n = 113) en een interne validatieset (n = 47); multivariabele lineaire regressie identificeerde het ulcusoppervlak, de duur van het ulcus, de duur van de diabetes en de score op de Self-Rating Anxiety Scale (SAS) als voorspellers voor de continue VAS bij verbandwissels. Het model leverde een aangepaste R² op van 0,458 en een RMSE van 1,719 in de trainingsset, terwijl de RMSE van de validatieset, het kalibratie-intercept, de kalibratieshelling en de AUC voor het identificeren van hoge pijn respectievelijk 2,058, 1,414, 0,721 en 0,913 waren. In fase 2 (72 gevallen) werden proefpersonen toegewezen aan een controlegroep en een interventiegroep. De interventiegroep ontving een gepersonaliseerd analgetisch regime op basis van modelafgeleide risicostratificatie, terwijl de controlegroep conventionele analgetische zorg ontving. Na 4 weken had de interventiegroep een lagere VAS-score bij verbandwissels dan de controlegroep (3,83 ± 1,61 vs 4,94 ± 1,91, P = 0,010), samen met een hogere algehele therapietrouw (86,11% vs 63,89%, P = 0,029), een hogere reductiesnelheid van het ulcusoppervlak (41,84% ± 11,01% vs 26,22% ± 7,55%, P < 0,001) en een kortere wondgenezingstijd (32,0 [29,0–35,0] vs 38,0 [34,0–43,5] dagen, P < 0,001). Het model vertoonde een nuttige discriminatie voor pijn bij verbandwissels, en het modelgebaseerde gepersonaliseerde analgetische regime verbeterde de kortetermijnpijn, de therapietrouw en de wondgerelateerde uitkomsten; echter zijn externe validatie en verdere verfijning van de modelkalibratie vereist vóór routinematige klinische implementatie.

Inleiding

Diabetische voetulcera (DFU's), een van de ernstigste chronische complicaties van diabetes mellitus, zijn geassocieerd met een hoge morbiditeit, invaliditeit en zorgkosten, wat de levenskwaliteit van patiënten aanzienlijk verslechtert en de druk op de gezondheidszorgsystemen verhoogt¹. Regelmatige wondverbandwissels zijn een essentieel onderdeel van het beheer van DFU's, omdat ze wondreiniging, infectiebeheersing en weefselherstel faciliteren. Echter blijft pijn bij het wisselen van het verband een veelvoorkomende klinische uitdaging die de therapietrouw kan verminderen, de angst bij de patiënt kan verhogen en de resultaten van de wondgenezing nadelig kan beïnvloeden^2,3.

Pijn tijdens het wisselen van verbanden wordt gewoonlijk beoordeeld met de Visuele Analoge Schaal (VAS), een eenvoudige en algemeen aanvaarde methode voor het meten van pijnintensiteit. Desondanks weerspiegelt de VAS de pijn van de patiënt na of tijdens de procedure en kan deze het verwachte pijnniveau vóór het wisselen van het verband niet voorspellen. Bovendien kan de subjectieve pijnbeoordeling worden beïnvloed door individuele klinische en psychologische kenmerken, wat het vermogen om proactieve analgesieplanning te ondersteunen beperkt^4,5.

Eerdere studies hebben aangetoond dat pijn bij het vervangen van het verband bij patiënten met DFUs geassocieerd is met meerdere klinische factoren, waaronder het ulceratieoppervlak, de ulceratiediepte, de infectiestatus, de duur van de diabetes en psychologische kenmerken zoals angst. Hoewel deze onderzoeken het begrip van pijngerelateerde factoren hebben verbeterd, hebben de meeste zich gericht op individuele voorspellers of explorerende analyses, en is er slechts beperkte aandacht besteed aan het ontwikkelen en valideren van multivariabele voorspellingsmodellen die geschikt zijn voor klinische toepassing. Bovendien zijn gepersonaliseerde pijnbestrijdingsstrategieën, gestuurd door de resultaten van voorspellingsmodellen, zelden geëvalueerd^6,7.

Voorspellingsmodellen gebaseerd op routinematig beschikbare klinische variabelen kunnen clinici helpen bij het identificeren van patiënten met een verhoogd risico op pijn bij het wisselen van het verband voorafgaand aan de wondzorg en kunnen een geïndividualiseerde analgesieplanning faciliteren. Echter, modellen die bedoeld zijn voor klinisch gebruik vereisen een adequate validatie, en bewijs uit single-center studies met interne validatie moet voorzichtig worden geïnterpreteerd totdat er externe validatie is uitgevoerd.

Daarom was het doel van deze studie om een lineair regressiemodel te ontwikkelen en intern te valideren voor het voorspellen van pijn bij het vervangen van verbanden bij patiënten met diabetische voetulcera, gebruikmakend van routinematig verzamelde klinische variabelen. Daarnaast evalueerde de studie of een door een model gestuurd gepersonaliseerd analgetisch zorgregime de kortetermijnpijnbeheersing, therapietrouw en wondgenezingsresultaten kon verbeteren (Tabel 1). Door de ontwikkeling van een voorspellingsmodel te combineren met een klinische evaluatie van een gepersonaliseerde analgetische strategie, levert deze studie preliminaire bewijzen die een geïndividualiseerde pijnbehandeling ondersteunen, waarbij wordt erkend dat verdere multicentrische externe validatie noodzakelijk is voordat routinematige klinische implementatie kan plaatsvinden.

Protocol

Deze studie is goedgekeurd door de ethische commissie van The Second People's Hospital of Liaocheng. Voorafgaand aan de inclusie is van alle deelnemers schriftelijke geïnformeerde toestemming verkregen. De studie werd uitgevoerd in The Second People's Hospital of Liaocheng tussen december 2021 en oktober 2025. De gebruikte reagentia en apparatuur staan vermeld in de Tabel met Materialen.

Studieonderwerpen
Volwassen patiënten met diabetische voetulcera (DFUs) werden gescreend volgens de Practical Guidelines on the Prevention and Management of Diabetic Foot Ulcers. Deelnemers moesten minimaal 18 jaar oud zijn, een DFU hebben die minstens tweemaal per week routinematige verbandwisselingen vereist, een ulceranale aanwezigheid van minstens 1 week hebben en in staat zijn om pijnbeoordelingen te begrijpen en uit te voeren. Patiënten met ernstig orgaanfalen, maligniteiten, auto-immuunziekten, psychiatrische aandoeningen, cognitieve beperkingen, allergie voor de gebruikte analgetica in de studie, recente deelname aan een andere klinische studie of een ernstige infectie die een spoedoperatie vereiste, werden uitgesloten. De studieprocedures werden aan alle geschikte deelnemers uitgelegd en er werd schriftelijke geïnformeerde toestemming verkregen vóór inclusie. Elke deelnemer kreeg een uniek studie-identificatienummer en demografische en klinische informatie werden geregistreerd met behulp van een gestandaardiseerd case-report formulier.

Verzameling van klinische uitgangsgegevens
Klinische uitgangsgegevens, waaronder leeftijd, geslacht, bodymassindex, duur van de diabetes, HbA1c, duur van het ulcus, oppervlakte van het ulcus, diepte van het ulcus, infectiestatus, opleidingsniveau, geschiedenis van chronische pijn en de score op de Self-Rating Anxiety Scale (SAS), werden geregistreerd vóór het eerste verbandwisselingsmoment. Alle verzamelde gegevens werden onafhankelijk geverifieerd door twee getrainde onderzoekers. Eventuele discrepanties werden opgelost via verificatie van de brondocumenten. De geverifieerde gegevens werden vervolgens in de elektronische database ingevoerd via een proces van dubbele invoerverificatie.

Gestandaardiseerde procedure voor wondverzorging
Alle steriele verbandmaterialen werden voorbereid voordat de procedure werd gestart. De deelnemers werden comfortabel gepositioneerd, waarbij de aangedane voet volledig was blootgesteld. Het vorige verband werd voorzichtig verwijderd om weefseltrauma te minimaliseren. De wond werd grondig gespoeld met steriele normale zoutoplossing die op 22 °C ± 2 °C werd gehouden. Los necrotisch weefsel werd gedebrideerd met steriele instrumenten wanneer dit klinisch geïndiceerd was. Antibacteriële zalf werd aangebracht volgens de institutionele richtlijnen voor wondverzorging. De wond werd vervolgens bedekt met steriel gaas en het verband werd gefixeerd. Alle verbandwissels werden, indien mogelijk, door dezelfde gecertificeerde wondverpleegkundige uitgevoerd met dezelfde gestandaardiseerde techniek. Verbandwissels werden tweemaal per week uitgevoerd gedurende de studieperiode. Volledige wondbedekking en een stevige plaatsing van het verband werden bevestigd voordat de procedure werd afgerond.

Beoordeling van pijn bij het verschonen van het verband
Direct na het voltooien van elke verbandwissel kregen de deelnemers de instructie om hun pijn te scoren met de Visuele Analoge Schaal (VAS). De VAS werd toegelicht, waarbij een score van 0 stond voor geen pijn en een score van 10 voor de ergst denkbare pijn. Pijnscores werden geregistreerd na drie opeenvolgende verbandwissels, waarna de gemiddelde VAS-score per deelnemer werd berekend. De gemiddelde VAS-score werd gebruikt als de definitieve pijnscore voor de verbandwissel. Het begrip van de deelnemers met betrekking tot de VAS-scoremethode werd bevestigd voordat de definitieve score werd vastgelegd.

Wondfotografie
De wond werd gereinigd voorafgaand aan de beeldacquisitie. De deelnemers werden comfortabel gepositioneerd waarbij de wond volledig was blootgesteld. Een steriele metrische liniaal werd naast de wond geplaatst voor beeldkalibratie. De wondfoto's werden gemaakt met dezelfde digitale camera onder identieke lichtomstandigheden. De camera werd loodrecht (90°) op het wondoppervlak geplaatst en op een constante afstand van ongeveer 30 cm van de wond gehouden. Alle foto's werden opgeslagen in JPEG-formaat zonder compressie en gelabeld met het identificatienummer van de deelnemer en de beoordelingsdatum. Voor de acceptatie van elke afbeelding werd bevestigd dat de gehele wondrand en de kalibratieliniaal duidelijk zichtbaar waren.

Meting van het ulcusoppervlak met ImageJ
Elke wondfoto werd geopend met de software ImageJ. De schaal van de afbeelding werd gekalibreerd aan de hand van de metrische liniaal in de foto door Analyze → Set Scale te selecteren. De volledige wondrand werd zorgvuldig getraceerd met de Polygon Selection-tool, waarna het ulcusoppervlak werd gemeten door Analyze → Measure te selecteren. Het ulcusoppervlak werd genoteerd in cm². Elke meting werd tweemaal herhaald en de gemiddelde waarde werd gebruikt voor de statistische analyse. De beeldanalyse werd herhaald telkens wanneer de wondranden niet duidelijk konden worden geïdentificeerd.

Gepersonaliseerd analgetisch zorgregime
Deelnemers bij wie een score van <4 op de Visual Analog Scale (VAS) werd voorspeld, werden geclassificeerd als laag risico en kregen geruststelling, routinematige wondzorg, zachte verbandtechnieken en muziektherapie tijdens het wisselen van de verbanden. Aan deze groep werden geen routinematige profylactische analgetica toegediend.

Deelnemers bij wie een VAS-score van 4–6 werd voorspeld, werden geclassificeerd als matig risico. Orale ibuprofen capsules met vertraagde afgifte (0.3 g) werden 30 min voor elke wondverzorging toegediend. Er werden begeleide abdominale ademhalingsoefeningen uitgevoerd en een koud kompres rond de wond, gehouden op 4–8 °C, werd 10 min voor de wondverzorging aangebracht.

Deelnemers bij wie een VAS-score van ≥7 werd voorspeld, werden geclassificeerd als hoog risico. Orale ibuprofen capsules met vertraagde afgifte (0,3 g) werden 30 min vóór de verbandwissels toegediend, en er werden cognitieve-gedragstherapeutische voorbereidings- en distractietechnieken toegepast. Indien de VAS-score ≥7 bleef, werd intraveneuze flurbiprofen axetil (50 mg) toegediend als noodanalgesie volgens de institutionele richtlijnen. Alle toegewezen interventies werden voltooid vóór elke geplande verbandwissel. De voltooiing van de toegewezen analgesie-interventie werd bevestigd voordat de verbandprocedure werd gestart.

Beoordeling van de uitkomsten
Visual Analog Scale (VAS)-scores werden vastgesteld bij de nulmeting en na 4 weken. Het ulcusoppervlak werd bij de nulmeting en na 4 weken gemeten met ImageJ. De procentuele afname van het ulcusoppervlak werd berekend met de volgende formule: Reductie ulcusoppervlak (%) = [(Ulcusoppervlak nulmeting − Ulcusoppervlak week 4) / Ulcusoppervlak nulmeting] × 100. De wondgenezingstijd werd geregistreerd vanaf het begin van de interventie tot de volledige epithelialisatie. De therapietrouw werd gedurende de gehele studie gemonitord, en bijwerkingen, waaronder gastro-intestinale klachten, duizeligheid en somnolentie, werden vastgelegd. Volledige epithelialisatie werd onafhankelijk bevestigd door twee ervaren wondzorgspecialisten voordat de wondgenezingstijd werd gedocumenteerd.

Kwaliteitscontrole
Alle onderzoekers zijn getraind vóór de start van de studie. Gedurende de gehele studie zijn gestandaardiseerde werkprocedures gevolgd. Klinische gegevens zijn geverifieerd middels een onafhankelijk proces van dubbele gegevensinvoer. De omgeving voor de klinische beoordeling werd, indien mogelijk, gehandhaafd op 22 °C ± 2 °C. Wondfoto's werden beoordeeld voorafgaand aan de ImageJ-analyse om een adequate beeldkwaliteit te waarborgen. De ImageJ-metingen werden uitgevoerd door getrainde onderzoekers die geblindeerd waren voor de toewijzing van de behandeling.

Statistische analyse
Alle geverifieerde gegevens werden in de studiedatabase ingevoerd na voltooiing van de dubbele invoerverificatie. Statistische analyses werden uitgevoerd met IBM SPSS Statistics Version 26.0. Continue variabelen werden uitgedrukt als het gemiddelde ± standaarddeviatie (SD) of mediaan (interkwartielafstand [IQR]), afhankelijk van de datadistributie, terwijl categorische variabelen werden uitgedrukt als frequenties en percentages. De normaliteit van de gegevens werd beoordeeld voorafgaand aan de statistische toetsing. Univariabele lineaire regressieanalyse werd uitgevoerd om variabelen te identificeren die geassocieerd waren met pijn bij het wisselen van het verband, en geschikte variabelen werden opgenomen in een multivariabel lineair regressiemodel volgens de vooraf gedefinieerde selectiecriteria. Het definitieve voorspellingsmodel werd geconstrueerd met behulp van de regressiecoëfficiënten die uit de multivariabele analyse waren verkregen. Interne validatie werd uitgevoerd met bootstrap-resampling met 1.000 iteraties. De vereiste steekproefgrootte werd berekend met PASS Version 15.0. Een tweezijdige P < 0,05 werd beschouwd als statistisch significant. De volledigheid van de gegevens werd geverifieerd en alle aannames voor lineaire regressie werden bevestigd voordat het definitieve voorspellingsmodel werd gerapporteerd.

Resultaten

Univariate analyse van pijnbeïnvloedende factoren
Alle 160 stadium-1 patiënten en alle 72 stadium-2 patiënten werden in de respectievelijke analyses opgenomen. Er ontbraken geen gegevens over de primaire uitkomstmaten en er is geen imputatie uitgevoerd. In de cohort voor modelontwikkeling was de gemiddelde VAS-score bij het wisselen van het verband onder de 160 patiënten 6,08 ± 2,40. Met de mediaanwaarde als afkapwaarde werden de patiënten gestratificeerd in een groep met hoge pijn (VAS > 6, n = 6...

Discussie

Dit protocol beschrijft de ontwikkeling, interne validatie en preliminaire klinische evaluatie van een lineair regressiemodel voor het voorspellen van pijn bij het verwisselen van verbanden bij patiënten met diabetische voetulcera (DFU's). Door routinematig verzamelde klinische variabelen te integreren met een risicostratificerend analgetisch zorgregime, biedt het protocol een gestandaardiseerde workflow voor het identificeren van patiënten die meer pijn kunnen ervaren bij het verwisselen van het verband en het implement...

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel

Naam	Bedrijf	Catalogusnummer	Opmerkingen
Digitale camera	Canon (China) Co., Ltd. (China)	EOS 850D	Gebruikt voor het maken van high-definition wondbeelden voor de meting van het ulcusoppervlak met ImageJ-software
Elektronische weegschaal	Omron Healthcare (China) Co., Ltd. (China)	HN-289	Gebruikt voor het meten van het gewicht van patiënten voor de berekening van de BMI, wat werd meegenomen als een potentiële beïnvloedende factor
Flurbiprofen-axetil injectie	Beijing Tide Pharmaceutical Co., Ltd. (China)	20220820	Specificatie: 50mg/vial; aanvullende intraveneuze toediening wanneer VAS ≥ 7 tijdens het verwisselen van het verband in de hoogrisicogroep
Gecompleteerde hemoglobine-analyser	Roche Diagnostics Products (Shanghai) Co., Ltd. (China)	Cobas c513	Gebruikt voor het bepalen van de HbA1c-waarden van patiënten, welke werden opgenomen in de analyse van diabetesgerelateerde beïnvloedende factoren
Ibuprofen capsules met vertraagde afgifte	Fenbid Pharmaceutical Co., Ltd. (China)	20220612	Specificatie: 0,3g/capsule; gebruikt voor orale analgesie in de middelrisicogroep en de controlegroep, toegediend 30 minuten voor het verwisselen van het verband
ImageJ-beeldanalyse-software	National Institutes of Health (NIH, USA)	1.53k	Gebruikt voor nauwkeurige meting van het wondoppervlak op basis van de gemaakte beelden en de berekening van de reductiesnelheid van het ulcusoppervlak
Spuit voor intramusculaire injectie	Jiangsu Changfeng Medical Technology Co., Ltd. (China)	5ml/stuk	Gebruikt voor intramusculaire injectie van Tramadolhydrochloride-injectie in de controlegroep bij ernstige pijn
Intraveneuze spuit	Shandong Weigao Group Medical Polymer Products Co., Ltd. (China)	10ml/stuk	Gebruikt voor aanvullende intraveneuze injectie van Flurbiprofen-axetil injectie in de hoogrisicogroep
Medische wattenstaafjes	Sinocare Inc. (China)	20221208	Gebruikt voor ondersteunende wondreiniging en het aanbrengen van medicatie om een steriele werkwijze te waarborgen
Medische stadiometer	Shanghai Rongshun Medical Technology Co., Ltd. (China)	RS-200	Gebruikt voor het meten van de lengte van patiënten voor de berekening van de BMI
Fysiologisch zout (0,9% natriumchloride-injectie)	Sichuan Kelun Pharmaceutical Co., Ltd. (China)	20221122	Specificatie: 0,9%; gebruikt voor wondirrigatie en reiniging om necrotisch weefsel te verwijderen
Paracetamol en oxycodonhydrochloride tabletten	Pfizer Pharmaceuticals Ltd. (USA)	20220715	Samenstelling: 325mg paracetamol + 5mg oxycodon/tablet; gebruikt voor orale analgesie in de hoogrisicogroep, toegediend 30 minuten voor het verwisselen van het verband
Paracetamol tabletten	Sino-US Tianjin SmithKline & French Pharmaceutical Co., Ltd. (China)	20220506	Specificatie: 0,5g/tablet; gebruikt voor orale analgesie in de laagrisicogroep, toegediend 30 minuten voor het verwisselen van het verband
PASS-software voor steekproefberekening	NCSS LLC (USA)	15	Gebruikt voor de berekening van de steekproefomvang voor de fasen van modelontwikkeling en protocolvalidatie op basis van de primaire uitkomstmaat (VAS-score)
Drukalgometer	Beijing Jiehui Technology Co., Ltd. (China)	JHPT-100	Gebruikt voor het meten van de pijndrempel van patiënten en het leveren van kwantitatieve gegevens voor de analyse van beïnvloedende pijnfactoren
Zelfontworpen schaal voor therapietrouw	zelf gemaakt (Cronbach’s α=0,86)	20220220	Schaal van 0-100 punten; gebruikt om de therapietrouw van patiënten met betrekking tot verbandwissel, medicatie en interventie te evalueren (≥80 punten = volledige therapietrouw)
Self-Rating Anxiety Scale (SAS)	Standardized Psychological Assessment Scales (Chinese Association for Mental Health)	20220215	Gebruikt voor het beoordelen van het angstniveau van patiënten; kwantitatieve SAS-scores werden meegenomen als beïnvloedende factor
Zilverionen antibacteriële zalf	Hangzhou Yiqingchuang Biotechnology Co., Ltd. (China)	20221016	Gebruikt voor antibacteriële bescherming van wonden; aangebracht op de wonden vóór het verbinden in beide groepen
SPSS-statistische software	IBM Corporation (USA)	26	Gebruikt voor gegevensinvoer en statistische analyse (t-toets, ANOVA, logistische regressie, etc.)
Steriel gaas	Zhende Medical Products Co., Ltd. (China)	20221105	Gebruikt voor wondbedekking en verband; essentieel verbruiksartikel voor de verbandwissel
Steriel gaaskompres	Jiangsu Yuyue Medical Equipment & Supply Co., Ltd. (China)	20221110	Gebruikt voor het omwikkelen van steriele ice packs om direct huidcontact tijdens het koud kompresseren te vermijden
Steriel ice pack	Qingdao Hainuo Biotechnology Co., Ltd. (China)	20220418	Gebruikt voor lokale koude compressie van wonden in de middelrisicogroep; aangebracht met een steriele gaasomwikkeling om bevriezing van de huid te voorkomen
Tramadolhydrochloride-injectie	Grünenthal GmbH (Germany)	20220910	Specificatie: 100mg/vial; gebruikt als noodanalgesie via intramusculaire injectie in de controlegroep bij ernstige pijn
Visual Analog Scale (VAS) voor pijngedetectie	Zelf voorbereid (gebaseerd op internationale standaardtemplates)	20220210	Schaal van 0-10 punten; gebruikt voor de subjectieve pijnbeoordeling van patiënten tijdens de verbandwissel; 3 keer opeenvolgend geregistreerd waarbij de gemiddelde waarde is genomen