Počítačové modely dýchacích cest u dětí a mladých dospělých se spánkovou apnoe a Downovým syndromem (DYMOSA)

Toto je studie proof-of-concept, která má určit, zda lze dynamický výpočetní model použít k predikci chirurgických výsledků. Pokud jsou výsledky studie pozitivní, lze je použít k vytvoření větší následné studie. Účelem tohoto výzkumu je vyvinout výpočtový model, který simuluje OSA a různé chirurgické léčby OSA u dětí a mladých dospělých s DS. Jedinou populací, která bude studována, jsou tedy děti a mladí dospělí s DS, kteří mají přetrvávající OSA, přestože již dříve podstoupili T&A.

Obstrukční spánková apnoe (OSA) se vyskytuje u 50–100 % pacientů s Downovým syndromem (DS) a může u těchto pacientů významně způsobit a zhoršit zdravotní problémy. Současná chirurgická léčba dětí s DS je nedokonalá. Existuje proměnná úspěšnost chirurgického zákroku jak u operací první linie, tonzilektomie palatinových mandlí a adenoidektomie (T&A), tak i u sekundárních operací prováděných v případě selhání T&A. Existuje kritická potřeba diagnostické modality, která bere v úvahu anatomii dýchacích cest, poddajnost tkání a kolapsovatelnost, aby bylo možné předvídat chirurgický výsledek a zlepšit chirurgické plánování u těchto pacientů. Naší ústřední hypotézou je, že modelování interakce toku a struktury horních dýchacích cest (FSI) pomocí trojrozměrných (3-D) výpočtových simulací z dat dynamického zobrazování magnetickou rezonancí (MRI nebo MR) lze použít k predikci chirurgických výsledků u dětí s DS, které mají OSA navzdory předchozím T&A. Dlouhodobým cílem je zlepšit chirurgický výsledek u dětí s Downovým syndromem a OSA vytvořením přesného prediktivního modelu FSI. Takový diagnostický nástroj by pomohl přizpůsobit chirurgické postupy tak, aby byly efektivnější, a také identifikovat zbytečné nebo neužitečné chirurgické postupy a vyhnout se jim. Tyto vytvořené modely lze v budoucnu upravit a aplikovat na další populace s OSA. Mezi naše specifické cíle patří: 1) U dětí s Downovým syndromem a přetrvávající OSA navzdory předchozím T&A shromáždit údaje charakterizující anatomii horních cest dýchacích, poddajnost tkání a kolapsovatelnost; 2) vytvořit a ověřit individualizované dynamické modely FSI pro každé dítě a 3) použít ověřené dynamické výpočetní modely k predikci úspěchu chirurgické léčby u dětí s Downovým syndromem, které mají přetrvávající OSA navzdory předchozím T&A. Tato práce je inovativní, protože používá spíše dynamická než statická zobrazovací data z MR a používá jedinečný výpočetní model, který přesně zachycuje nestacionality proudění a zohledňuje interakci mezi prouděním vzduchu a okolními pružnými strukturami dýchacích cest.

Výzkumné složky budou zahrnovat dvě části projektu. První bude generování, validace a využití výpočtových modelů z MRI dat. Druhým je měření kritického uzavíracího tlaku (Pcrit) u subjektů s DS, kteří jsou alespoň tři měsíce po T&A, mají OSA a jsou hodnoceni pro možnou další operaci dýchacích cest. Měření Pcrit bude provedeno během výzkumného PSG (v centru spánku) a během klinického spánku MRI (v sadě MRI). Měření Pcrit budou získána s použitím masky Continuous Positive Air Pressure (CPAP) během spánku. K měření zlepšení OSA na základě kvality života (QOL) a spánku bude navíc předoperačně i pooperačně podáván dotazník obstrukční spánkové apnoe (OSA18).