Proveditelnost a prediktivní přesnost domácího počítačem řízeného mandibulárního polohovadla při identifikaci vhodných kandidátů na terapii orálním přístrojem

I. POZADÍ A VÝZNAM

Obstrukční spánková apnoe (OSA) je běžné onemocnění, které s sebou nese významná rizika kardiovaskulárních onemocnění, úmrtnosti a ekonomických nákladů. Před téměř třiceti lety počáteční populační studie zjistily, že prevalence OSA je pět až devět procent dospělé populace. Nadměrná tělesná hmotnost je rizikovým faktorem pro rozvoj OSA a nedávný nárůst prevalence obezity vedl k revidovaným odhadům prevalence OSA, nyní na úrovni 17 % dospělé populace. OSA se klinicky špatně rozpoznává; v současnosti zůstává 85 % apnoiků nediagnostikováno a neléčeno.

OSA se v zásadě odvozuje od strukturálních abnormalit hltanu, které způsobují zúžení nebo uzavření hltanu během spánku a způsobují opakující se apnoe a hypopnoe. Během bdělosti kompenzační neuromuskulární reflexy chrání hltan před kolapsem. Tyto reflexy se během spánku ztrácejí, takže skládací lidský hltan je náchylný k zúžení nebo uzavření. Nosní kontinuální pozitivní tlak v dýchacích cestách (CPAP), který se skládá z generátoru vzduchu a nosní masky, je standardní terapií OSA. CPAP dodává pozitivní tlak do faryngeálního lumenu, čímž jej rozšiřuje a odstraňuje obstrukci. I když je tato terapie vysoce účinná, je těžkopádná a její účinnost je ohrožena relativně nízkou mírou adherence. Adherence závisí na metodách použitých k zahájení terapie a na závažnosti OSA, přičemž je vyšší u subjektů se závažnější hypoxémií a nadměrnou denní spavostí. V současné praxi se zdá, že míra dodržování CPAP se blíží padesáti procentům.

Jedinou v současnosti dostupnou alternativou k CPAP je terapie orálním přístrojem (OA). Orální aparáty udržují průchodnost dýchacích cest během spánku stabilizací a vysunutím dolní čelisti a/nebo jazyka. Nejčastěji používaným typem OA je na zakázku vyrobený mandibulární repoziciér (MR), který vyčnívá z dolní čelisti. Mandibulární výběžek u ochrnutých jedinců rozšiřuje jak velofarynx, tak orofarynx. V klinické praxi specializovaný zubní lékař zhotoví na míru šitý aparát pokrývající horní a dolní zuby. Pomůcka se pak empiricky upraví tak, aby postupně vyčnívala z dolní čelisti, dokud není dosaženo terapeutického koncového bodu. Terapie OA je subjektem s OSA lépe přijímána než nazální CPAP a míra adherence je vysoká. Bohužel terapie OA není u OSA jednotně účinná. Uváděná účinnost se pohybuje od 50 do 70 procent a naše nedávná studie zjistila 58% úspěšnost. Stručně řečeno, v současnosti jsou pro léčbu OSA dostupné dvě terapie a každá má své vlastní nedostatky: 1) CPAP je účinný, ale není jednotně tolerován subjekty; a 2) OAT není vysoce účinný, ale je lépe tolerován než CPAP.

II. SOUČASNÝ STAV LÉKAŘSKÉ PRAXE

Vzhledem k nejistotám ohledně použití terapie OA k léčbě OSA se současná praxe v Severní Americe zaměřuje především na použití nazálního CPAP. Prakticky všichni jedinci, u kterých bylo zjištěno, že mají OSA, podstoupí zkoušku nosního CPAP. Pokud se ukáže, že s touto terapií nedodržují, může jim být nabídnuta terapie OA. Americká akademie spánkové medicíny doporučuje terapii OA jako alternativu CPAP u subjektů s OSA mírné až střední závažnosti. Protože však chybí validní test pro klinicky selektující subjekty s OSA, kteří budou mít příznivou odpověď na terapii OA, je úhrada terapie OA obvykle poskytována pouze apnoikům, u kterých selže CPAP.

Účinnost terapie OA by mohla být zlepšena screeningem subjektů s OSA a prospektivní identifikací těch, kteří jsou pro tuto terapii vhodné. Bohužel v současné době chybí metoda pro výběr vhodných kandidátů pro terapii OA. Navíc, i kdyby bylo o subjektu známo, že je vhodným kandidátem, zubař v současné době nemá žádný způsob, jak určit cílovou terapeutickou protruzivní polohu. Studie pasivního hltanu ukazují, že reakce hltanu na mandibulární výběžek je „závislá na dávce“; inkrementální mandibulární protruze způsobuje odpovídající zvětšení hltanu. Klinické zkušenosti však ukazují, že nadměrná protruze dolní čelisti je nežádoucí a vyvolává vedlejší účinky, jako je bolest a pohyb zubů, které vedou k přerušení léčby. V některých případech může nadměrná protruze zhoršit OSA. Současná praxe spočívá v tom, že zubní lékař progresivně vyčnívá dolní čelist, dokud nedojde k symptomatické reakci, a poté znovu zhodnotí subjekt, aby určil, zda OSA vymizela. Prospektivní identifikace vhodných kandidátů a cílové protruzivní polohy by tedy výrazně usnadnila léčbu OSA s OA.

Obstrukční spánková apnoe (OSA) se z velké části díky svému spojení s nadměrnou tělesnou hmotností stala pravděpodobně nejrozšířenějším chronickým nepřenosným onemocněním v industrializovaných společnostech, za předpokladu, že obezita není klasifikována jako nemoc. Kromě zhoršení kvality života přináší OSA zvýšené riziko kardiovaskulárních onemocnění a dopravních nehod. A konečně, většina apnoických onemocnění zůstává nediagnostikovaná a neléčená. OSA má tedy všechny znaky závažného problému veřejného zdraví, který postihuje všechny věkové skupiny a narůstá v epidemických rozměrech. Bohužel se zdá, že současné lékařské postupy nejsou vhodné k řešení problémů, které představuje OSA.

Snad nejvíce znepokojující aspekt současných lékařských postupů se týká těžkopádných, nenáročných a drahých metod, které se v současnosti používají k diagnostice a léčbě této nemoci. Běžná klinická zkušenost ukazuje, že jedinci často odolávají standardnímu diagnostickému testu, celonočnímu polysomnogramu v nemocnici, kvůli rozsáhlému připojení k povrchu těla a protože je-li přítomna OSA, bude během této léčby aplikován kontinuální pozitivní tlak v dýchacích cestách (CPAP). druhá polovina noci. Jinými slovy, jak se veřejné povědomí o spánkové apnoe zvýšilo, má také negativní dojem ze současného testování a léčby. Jakékoli účinné řešení problémů veřejného zdraví, které představuje spánková apnoe, bude muset vzít v úvahu potřebu méně těžkopádných a odrážejících klinických metod. Jinými slovy, současný přístup k OSA, tj. noční polysomnogram plus CPAP, se s problémem jednoduše nevypořádá.

I když se zdá, že jednodušší a méně nákladné domácí monitorování získává akceptaci spánkových lékařů, CPAP je i nadále prakticky jedinou terapií nabízenou většině pacientů, a to i přes nízkou míru adherence zdokumentovanou v mnoha studiích. Dominantní alternativou je v současnosti terapie mandibulární repozicí (MR) využívající na míru namontovaný zubní aparát, který během spánku vyčnívá dolní čelist. Navzdory tomu, že pacient preferuje OA před CPAP, pouze 5 % pacientů s diagnózou OSA dostává tuto terapii. Pravděpodobným důvodem zaujatosti lékaře ve prospěch terapie CPAP je to, že je benigní a vysoce účinná. Terapie OA, i když je podobně benigní, je účinná pouze v 50–70 % neselektovaných případů. Klinik tedy preferuje předepisování spolehlivější terapie a má menší obavy z nízké míry adherence. Abychom to shrnuli, současná praxe diagnostiky a léčby OSA v Severní Americe klade důraz na drahé nemocniční testování a zahájení terapie, kterou je pro mnoho pacientů obtížné přijmout a pravidelně používat.

III. NOVÉ TECHNOLOGIE

Navrhovaný výzkum hodnotí novou technologii, která by mohla přispět ke zmírnění výše uvedených obtíží tím, že umožní přesný výběr pacientů pro terapii OA pomocí testu, který se provádí v domácnosti. Tato domácí technologie je zase odvozena od zařízení, které Zephyr Sleep Technologies vynalezla, vyvinula a nyní uvedla na trh, nazývaného dálkově ovládaný mandibulární polohovač (RCMP).

Aby bylo možné mít pohodlnější a méně nákladnou metodu pro výběr vhodných kandidátů pro terapii OA, vyvinula společnost Zephyr Sleep Technologies doprovodnou technologii pro použití v domácnosti. Stejně jako RCMP pacient spí s motorizovaným mandibulárním polohovadlem na místě. Poloha mandibulárního protruderu je však řízena spíše počítačem než spánkovým technikem, což z něj činí počítačem řízený mandibulární polohovač (CCMP). Stejně jako ve studii RCMP se zaznamenává respirační průtok vzduchu a saturace kyslíkem a CCMP přesně detekuje apnoe a hypopnoe v reálném čase. Bioelektrické signály nezbytné pro staging spánku se však nezaznamenávají. Při detekci apnoe nebo hypopnoe CCMP vyčnívá z dolní čelisti. Kromě toho provádí proaktivní testování, pohybuje dolní čelistí a vyhodnocuje vliv na proudění vzduchu. Pomocí obou typů informací se kontrolor rozhodne, zda posune či nepohne dolní čelistí, kterým směrem a o kolik. Nakonec společnost Zephyr Sleep Technologies vyvinula analytický algoritmus, který zkoumá odezvu indexu pohyblivé apnoe hypopnoe (AHI, součet apnoe a hypopnoe za jednotku času) na protruzi dolní čelisti a předpovídá terapeutický úspěch s OA.

CCMP používá stejný motorizovaný mandibulární výstupek jako u produktu MATRx. Motor je uzavřen v pouzdře, které je připevněno k hornímu a spodnímu spotřebiči. Pohyb lineárního pohonu působí silou na spodní čelist, aby ji vysunula nebo vysunula. Byla vyrobena řada zubních van pro horní a dolní zuby. To umožňuje těsné usazení tácku na zuby subjektu, takže minimální množství materiálu tácku zabírá vnitřní povrch zubů. Vysoce flexibilní tenký drát spojuje motor v mandibulárním výběžku s ovladačem na nočním stolku, který je zase připojen k notebooku. Také vstupní signální box na nočním stolku je připojen ke dvěma narisovým katetrům, které jsou umístěny v pacientově nosu, ak komerčně dostupnému prstovému oxymetru. Vstupní signální box je připojen k notebooku a tyto dva signály (nasycení kyslíkem a proudění vzduchu) používají počítačové algoritmy k rozhodování o tom, jak pohybovat čelistí. Ovladač MATRx přijímá z počítače příkazy, které způsobí vysunutí nebo vysunutí dolní čelisti v malých, definovaných krocích. Ovladač má také kabelové výstupní připojení ke vstupní skříni počítače, které nepřetržitě poskytuje počítači informace o poloze dolní čelisti. Meze vychýlení akčního členu nastavuje technik v softwaru podle hodnot úplného vysunutí a plného vysunutí zaznamenaných zubním lékařem. Počítač tak může během studie CCMP pohybovat mandibulou pouze mezi předem definovanými limity. Signalizační skříňka také přijímá vstupní signály z mikrofonu a snímače polohy namontovaného na mandibulárním polohovadle, jakož i vstup z převodníku síly uvnitř polohovadla.

IV. STUDIJNÍ POSTUPY

Účastníci obdrží dvounoční domácí kardio-pulmonální vyhodnocení během spánku pomocí Snore Sat Recorder. Výsledky poskytnou základní údaje. Před domácí studií CCMP bude subjekt posouzen spoluzkoušejícím zubním lékařem, aby se zajistila vhodnost pro zkoušku a použití zařízení. Zubní spoluřešitel jim pak vybaví horní a spodní zubní vaničku. Zubař naplní každou vaničku silikonovou otiskovací hmotou a aplikuje ji na horní a dolní zuby. Vzájemná poloha horního a spodního žlabu je dokumentována číselným odečtem z lineární stupnice vytištěné na posuvné vzpěře spodního žlabu. Subjekt přesune dolní čelist do klidové polohy, nejvíce zasunuté polohy a nejvíce vysunuté polohy. Stupnice je čtena zubním lékařem na každé pozici. Shromážděná data jsou poskytnuta koordinátorovi výzkumu a budou vložena do zařízení pro kontrolu rozsahu vyčnívání testovaného zařízením.

Klinický koordinátor navštíví subjekt v domácnosti během dne prvního nočního testu a nastaví počítačové vybavení a mandibulární polohovadlo. Pro připevnění dentálních táců subjektu se horní a spodní tác přicvaknou ke krytu akčního členu s plně zataženým pístem ovladače. Maximální přípustná protruzní poloha určená zubním lékařem bude zadána do počítače, aby se zabránilo nadměrnému vyčnívání dolní čelisti. Počítač řídí pohyb lineárního aktuátoru ve vyčnívajícím nebo zpětném směru v krocích po 0,2 mm přes klávesnici počítače. Pozice akčního členu je připojena jako vstup k počítači. Těsně před zahájením studie bude subjekt ležet na zádech v posteli a vloží dentální tácky do úst s táckami v klidové poloze.

Klinický koordinátor také poskytne subjektu úplné instrukce, jak zařízení používat během studie. Subjekt bude instruován, aby správně vložil podnosy spojené s mandibulárním polohovadlem do úst. Předmět se také naučí používat prstovou oxymetrovou sondu a naris kanylu. Předmět bude naučen, jak CCMP test spustit, pozastavit a ukončit na konci studia. Před spaním subjekt aplikuje naris kanylu a sondu, vloží tác do úst a zahájí studii CCMP příslušným příkazem na notebooku. Subjekt poté usne, a jakmile se objeví apnoe a/nebo hypopnoe, počítač vysunuje dolní čelist z klidové polohy v krocích po 0,2 mm. Jakmile jsou odstraněny všechny poruchy dýchání (absence apnoe, hypopnoe), provede se proaktivní testování, při kterém je dolní čelist vysunutá nebo vysunutá o 0,6 mm. Pokud druhý způsobí pokles špičkového inspiračního průtoku vzduchu nebo pokud první způsobí zvýšení této proměnné, dolní čelist vyčnívá o 0,6 mm a tak dále. Následující ráno se subjekt probudí a odstraní ústní zařízení, ukončí program CCMP a odešle noční data na server kliknutím myši na tlačítko pro odeslání. Subjekt každé ráno vyplní dotazník spokojenosti se zařízením.

Data z první noční titrace budou získána a automaticky analyzována, aby se posoudila účinnost protruze dolní čelisti při eliminaci faryngeální obstrukce a aby se identifikovala účinná cílová protruzivní poloha, která bude nutná pro úspěšnou terapii. Pokud není splněno předpokládané kritérium úspěchu, je předběžně předpovězeno, že u subjektu došlo k terapeutickému selhání a je vybrán cíl 90 % plného protruze. Po dokončení analýzy se klinický koordinátor vrátí do domova subjektu a nastaví cílovou pozici pro druhou noční studii CCMP.

Během domácí návštěvy před druhou noční studií bude klinický koordinátor diskutovat se subjektem o jeho zkušenostech během první noci a bude se pečlivě ptát na jakékoli nepohodlí nebo problémy, které subjekt mohl pociťovat. Koordinátor nastaví CCMP pro program zpřesnění a ověření a zadá příslušnou cílovou vzdálenost. Před spaním se subjekt připravuje na studium jako první noc.

Algoritmus CCMP přesune dolní čelist do cílové polohy a podrží ji tam po celou noc, pokud se pohybující AHI (tj. AHI po dobu po dosažení cíle, zpočátku měřená po dobu alespoň 2 hodin), zůstává pod 10 h-1, ±0,6 mm. Jinak počítač vyčnívá dolní čelist v krocích po 0,2 mm a test zopakuje na vyšší úrovni vyčnívání. Následující ráno se subjekt probudí a odstraní orální zařízení, ukončí program CCMP a odešle noční data na server Zephyr kliknutím myši na tlačítko pro odeslání. Subjekt vyplní dotazník spokojenosti zařízení.

Počítač vypočítá AHI za celou noc. Výsledky z první a druhé noční titrační studie budou poskytnuty spánkovému lékaři, který zhodnotí výsledky a zpřesní předpověď, aby dospěl ke konečné predikci terapeutického výsledku a cílového protruzivního nastavení.

Cílová poloha výčnělku určená z analýzy kombinovaných titračních studií bude poté odeslána zubnímu lékaři. U pacientů, u kterých se předpokládá úspěch, bude poskytnuta minimální efektivní pozice. U pacientů, u kterých se předpokládá selhání, bude údaj na stupnici při 70 procentech maximálního protruze sloužit jako falešná cílová hodnota. Zubař bude zaslepen, zda byly výsledky testu CCMP „pozitivní“ nebo „negativní“. Subjekt bude poslán ke spoluzkoušejícímu zubnímu lékaři a bude mu zdarma vybaven vlastní orální aparát, zatímco bude slepý vůči výsledkům studií CCMP.

Následné přenosné kardiopulmonální monitorování bude prováděno ve dvou po sobě jdoucích nocích s orálním aparátem v cílové protruzní vzdálenosti. Je-li AHI větší než 10 h-1, bude subjekt odeslán ke spoluřešiteli zubního lékaře k další protruzi dolní čelisti. Tato úprava bude provedena minimálně za 3 týdny. Subjekt bude znovu testován a terapie bude posouzena jako úspěšná podle výše uvedených kritérií. Pokud je AHI větší než 10 hodin-1, po dosažení maximální klinické protruze dolní čelisti bude terapie OA považována za neúspěšnou.