Bezdrátový EEG patch pro kontinuální elektromagnetické monitorování

Cíle:

Primárními cíli této studie je vyhodnotit schopnost zařízení: (1) zaznamenávat bezdrátové EEG od pacientů na jednotce dlouhodobého monitorování EEG (2) porovnávat bezdrátové EEG v těchto záznamech s drátovým EEG standardní péče (3) zaznamenat bezdrátové EEG od pacientů podstupujících ambulantní monitorování EEG (4) porovnat bezdrátové EEG v těchto záznamech s ambulantními nálezy EEG (5) vyvinout algoritmy pro automatizovanou detekci záchvatů na základě zde shromážděných údajů (6) vyvinout upozornění na záchvaty v reálném čase na základě zde shromážděná data (7) zaznamenávají podélné EEG z Epilogu mimo jednotku monitorování epilepsie, zatímco pacienti odpovídají na každodenní otázky prostřednictvím mobilní aplikace navržené tak, aby poskytovala pravděpodobnost, že pacient bude mít záchvat.

hypotézy:

1. Jednokanálový EEG zaznamenaný pomocí Epilog lze použít k přesné detekci záchvatů.
2. Jednokanálový EEG zaznamenaný pomocí Epilog lze použít k upozornění na záchvaty v reálném čase.
3. Jednokanálový EEG zaznamenaný pomocí Epilog lze použít spolu s psychologickými, behaviorálními a environmentálními vstupy do mobilní aplikace k vytvoření hodinové předpovědi pravděpodobnosti záchvatu.

Pozadí:

Kontinuální elektroencefalografie (EEG) je poměrně nákladný, časově náročný, hospitalizační monitorovací postup, jehož dokončení může vyžadovat několik dní. Je navržen tak, aby pomohl epileptologům při diagnostice a lokalizaci záchvatů a jiných abnormalit. Monitorování EEG mimo kliniku je omezeno na objemné a těžkopádné ambulantní monitorovací systémy, které jsou náchylné k různým hlukovým artefaktům mimo kontrolované hranice jednotky dlouhodobého monitorování EEG (LTM). Efektivní bezdrátové EEG řešení by mohlo zlepšit dlouhodobé (nepřetržité) EEG záznamy. Důležité je, že dlouhodobé sledování EEG mimo nemocnici by mohlo přinést důležitá data týkající se celkového stavu mozku, včetně výskytu záchvatů, v realistickém domácím prostředí. Existuje jasná potřeba malého, snadno použitelného, ​​spolehlivého bezdrátového zařízení pro monitorování lidského EEG, které by pomáhalo při léčbě záchvatové poruchy pacientů.

Pacienti jsou často odesíláni na jednotku dlouhodobého sledování epilepsie (EMU) za účelem vyhodnocení suspektního základního neurologického onemocnění, které se může manifestovat prostřednictvím EEG a je běžným postupem. Navzdory jeho klinickému významu a snaze minimalizovat čas strávený v nemocnici existuje mezera ve schopnosti udržovat kvantifikovatelné zprávy o EEG aktivitě v domácím prostředí pacienta. Obecně jsou pacienti s diagnózou záchvatové poruchy požádáni, aby si vedli záchvatový deník, který je navržen tak, aby pomohl lékaři při diagnostice. Samostatné podávání zpráv o záchvatech pomocí deníku záchvatů je často nespolehlivé, až 55 % všech záchvatů může být přehlédnuto a další jsou hlášeny chybně [1–3]. To platí zejména pro populaci s opožděným vývojem, kde je břemeno záchvatů, které se sám hlásí, často kladeno na poskytovatele péče. Většina záchvatů je nekonvulzivních a mohou být relativně jemné. Pro účinnou léčbu je nesmírně důležité vědět, jak antikonvulziva ovlivňují pacientské záchvaty, zejména fokální záchvaty. Často jsou záchvaty amnesické, a pokud někdo jiný nerozpozná klinické příznaky záchvatu, může to zůstat bez povšimnutí[4]. Mnoho záchvatů se může objevit v noci nebo když je pacient ospalý nebo ve stresu [5–7], což dále ztěžuje detekci záchvatů. Získání přesné zprávy o takových nerozpoznatelných záchvatech je pro osoby s epilepsií a jejich rodiny obtížné.

Včasná detekce akutních elektrografických záchvatů by mohla vést k efektivnější aplikaci terapeutických přístupů k blokování nebo minimalizaci poškození mozku. Více než 30 % pacientů s epilepsií má neléčitelné záchvaty, které se obtížně zvládají, představují pro člověka s epilepsií a jeho rodinu nesmírnou finanční zátěž a drasticky snižují kvalitu života [8, 9]. Zůstává tedy potřeba získat kvantifikovatelné, kontinuální EEG záznamy po diagnóze epilepsie. Tato studie umožní vývoj automatizovaných algoritmů detekce záchvatů, varování a predikce založených na jednokanálovém bezdrátovém EEG senzoru Epilog společnosti Epitel.

Tento návrh vyhodnotí telemetrický senzor náplastového typu pro individuální použití pro zjednodušený, jednokanálový záznam EEG od lidských pacientů. Tento senzor lze jednoduchým způsobem aplikovat na pokožku hlavy a umožňuje tak záznam EEG signálu na senzor v reálném čase. Tato relativně malá jednotka, zhruba o velikosti silného náplasti, je samostatná, voděodolná a napájená hodinkovou baterií. Senzor je kompaktní a mohl by být aplikován a/nebo ukázán, jak používat během klinické návštěvy. Senzor je neinvazivní a je připevněn k pacientovi zevním umístěním na neporušenou kůži pod linií vlasů pomocí jednodílné vodivě-adhezivní nálepky na jedno použití na jedno použití.

Design a metody výzkumu:

Studovat design:

Jedná se jak o prospektivní, nezaslepenou, observační studii, tak o prospektivní nezaslepenou intervenční studii.

Pro lůžkovou jednotku budou výsledky standardního drátového EEG porovnány s výsledky bezdrátového záznamového zařízení EEG za účelem vytvoření trénovací datové sady pro algoritmy strojového učení pro automatizovanou detekci záchvatů.

U ambulantní jednotky jsou charakteristiky zaznamenaného EEG kombinovány s psychologickými, behaviorálními a environmentálními vstupy od pacienta v mobilní aplikaci, která pak poskytuje hodinovou pravděpodobnost (procentuální změnu) záchvatu v příští hodině.

Studijní populace:

Navrhovaná populace pacientů pro tuto studii zahrnuje pediatrické pacienty ve věku 5-17 let. Při určování vhodnosti tohoto protokolu bylo zohledněno zohlednění pediatrické populace jako zranitelné populace pro účast v této studii. Tato studie konkrétně poskytne informace o specifických potřebách populace pediatrických pacientů; což se očekává, že bude představovat významné procento uživatelské populace navrhovaného zařízení. Hodnocení rizik studie předpokládá, že populace pediatrických subjektů nebude vystavena větším rizikům, než je současný standard péče, pro který jsou již hodnoceni.

Výběr předmětu:

Kritéria pro zařazení na lůžkovou a ambulantní jednotku:

Předchozí diagnóza epilepsie nebo jiné záchvatové poruchy přijaté k plánovanému vyšetření EEG, ve věku 5 až 17 let včetně

Kritéria vyloučení pro lůžkovou a ambulantní jednotku:

Známá nebo předpokládaná alergie na lepidla

Studijní metody:

Až čtyři jednokanálové EEG senzory Epilog budou umístěny vedle kabelového EEG zlatého standardu v jednotce pro monitorování epilepsie. Každý senzor (1" x 1" x 1/4", 6,6 g) je připevněn k pokožce hlavy pod vlasovou linií jednodílnou vodivou lepicí nálepkou skládající se z hypoalergenního hydrokoloidu a hydrogelu. Senzory jsou umístěny zhruba v umístění elektrod F7, F8, TP9 nebo TP10 v mezinárodním systému 10-10. Epilog je zkonstruován z desky plošných spojů s vestavěnými zlatými EEG záznamovými elektrodami připojenými na obou koncích. Senzory jsou poté utěsněny a zabaleny ve formě poddajného lékařského silikonu a jsou navrženy tak, aby měly nízký profil, takže nebude možné je snadno uvolnit nebo být pro uživatele nepohodlné. Bezdrátové EEG zařízení je napájeno jedinou lithiovou hodinkovou baterií (CR2016, 270mW) utěsněnou uvnitř senzoru podle IPX3. Senzory Epilog používají pouze baterie schválené podle IEC-60086-4. Epilog přenáší EEG prostřednictvím zabezpečeného Bluetooth při interakci s mobilní aplikací. V opačném případě je Epilog schopen uložit 10 po sobě jdoucích dnů EEG, když je Bluetooth rádio deaktivováno.

Jakmile je senzor aktivován, začne vysílat a/nebo zaznamenávat data. Lékař může připojit zařízení k USB portu notebooku nebo jiného počítačového zařízení schváleného HIPAA, chráněného heslem, aby aktivoval senzor a/nebo vložil informace ID studie pacienta do senzoru a/nebo stáhl data ze senzoru podle European Data Format, mezinárodně uznávaný standardní formát EEG (www.edfplus.info). Aby bylo možné vizualizovat signál EEG v reálném čase, lze použít specificky navrženou mobilní aplikaci, když je na každém senzoru povoleno Bluetooth. Pro ambulantní použití je možnost zobrazení EEG zakázána. Data lze ze zařízení stáhnout připojením k počítači chráněnému heslem s podporou USB. K prohlížení, analýze a ukládání dat EEG podle zásad ochrany osobních údajů pacientů HIPAA bude použit akviziční hardware, počítač a software na bázi USB s prohlížečem souborů EDF.

Informace o zařízení:

Značení:

Všechna vyšetřovaná zařízení budou mít na štítku následující prohlášení: POZOR Vyšetřovací zařízení. Omezeno federálním zákonem na výzkumné použití.

Každý senzor bude také označen výrobcem, obchodním místem, množstvím obsahu a pro identifikaci a sledovatelnost sériovým číslem a datem výroby.

Klasifikace senzoru:

Tento senzor je vhodně podobný elektroencefalografickým zařízením schváleným FDA pod číslem sekce 21 CFR 882.1400, identifikovaným jako zařízení používané k měření a zaznamenávání elektrické aktivity mozku pacienta získané umístěním dvou nebo více elektrod na hlavu. Tento senzor podléhá výkonnostním standardům FDA třídy II. Cesta tohoto senzoru na trh je přes povolení 510(k) prokázáním podstatné ekvivalence s legálně prodávaným predikátovým zařízením.

Příjem senzoru:

Epitel dodá senzory přímo hlavnímu zkoušejícímu, který je zaznamená do formuláře odpovědnosti senzorů ve Study Binder.

Skladování senzoru: Senzory jsou umístěny jednotlivě v krabicích označených sériovým číslem senzoru a prohlášením na štítku: POZOR Vyšetřovací zařízení. Omezeno federálním zákonem na výzkumné použití. Senzory budou před a po použití pod kontrolou materiálu v jednotce pro monitorování epilepsie. Senzory by měly být skladovány při přibližně pokojové teplotě, za okolních podmínek. Neexistují žádné další zvláštní požadavky na skladování.

Sensor Dispensing: Senzory budou přihlášeny do formuláře odpovědnosti zařízení ve Study Binder, když 1 jsou doručeny na neurologii, 2 jsou umístěny na studovaného pacienta, 3 data byla stažena ze zařízení, 4 data zařízení byla vymazána a 5 zařízení byla vrácena a přijata sponzorem studie. Toto bude podepsáno a datováno studijním týmem.

Dispozice senzoru: Po použití vrátí studijní tým senzory do úložného boxu/skříně po stažení dat. Data na senzorech budou vymazána a každý senzor bude použit jednou, pokud je pacient hospitalizován, a pouze u jednoho pacienta, pokud je ambulantní. Senzory budou poté vráceny sponzorovi studie, kde budou zaúčtovány, zničeny a řádně zlikvidovány.

Vrácení nebo zničení senzorů: Po sběru dat a kontrole senzorů budou použité senzory uložené na neurologii s úrovní baterie nižší než 1,4 V vráceny sponzorovi studie, kde budou zúčtovány, zničeny a řádně zlikvidovány.

Proces náboru a souhlasu na lůžkových a ambulantních jednotkách:

Procesy obecného souhlasu: Do této studie budou přijati pacienti, kteří se dostaví na EMU za účelem standardní péče. Koordinátor studie je také odpovědný za kontaktování lékaře způsobilého pacienta a požádání o povolení kontaktovat rodinu a pacienta prostřednictvím e-mailu. Pokud lékař udělí povolení, koordinátor studie se obrátí na pacienta/opatrovníka a informuje ho o možnosti zúčastnit se této studie. Všichni účastníci budou povinni se zúčastnit procesu souhlasu/souhlasu. Pacient a zákonní zástupci projdou dokumenty o informovaném souhlasu a souhlasu a dostanou dostatek času na to, aby mohli položit otázky týkající se studie.

Proces souhlasu/souhlasu pro všechny pacienty, kteří splňují kritéria pro registraci:

Studie bude popsána slovně, když koordinátor studie přistoupí k pacientovi a rodině, a popis bude také zapsán do dokumentu o souhlasu. Pacienti budou mít možnost klást otázky kdykoli během procesu zápisu. Po jejich souhlasu s účastí ve studii budou požádáni, aby podepsali formulář souhlasu a dali ústní souhlas/souhlas. Pro tuto studii neexistují žádná externí náborová řízení.

Studijní postupy:

Proces screeningu: Pacienti budou vyšetřeni výzkumným personálem před jejich přijetím do nemocnice. Tým výzkumných pracovníků zkontroluje týdenní seznam přijatých pacientů a prověří vhodnost zařazení pacientů. Jakmile je vybrán vhodný pacient, výzkumný tým zavolá nebo pošle e-mail pacientům se shrnutím studie a vyžádá si souhlas s oslovením pacienta s žádostí o souhlas/souhlas, když budou přijati.

Zápis:

Jakmile je stanovena způsobilost a výzkumný tým obdrží souhlas s přístupem, kvalifikovaný pacient a jeho rodina obdrží od výzkumného personálu slovní popis studie a nabídne mu možnost se studie zúčastnit. Způsobilý pacient a případně jeho rodina projdou dokumenty o informovaném souhlasu a bude jim poskytnut dostatečný čas na položení otázek ke studii. Po obdržení informovaného souhlasu s účastí ve studii bude pacient zapsán. Zápis pacienta může provést kterýkoli člen studijního týmu, jak je uvedeno v části role/odpovědnosti. Zápis pacienta je zdokumentován ve Study Binder.

Umístění senzoru:

Pacienti budou monitorováni snímačem (senzory) Epilog a plně sestaveným kabelovým EEG pro pacienty, kteří zůstávají v EMU. Senzory budou umístěny podle pokynů neurologů vedle standardní elektrody v oblasti, kde je známo, že se vyskytují záchvaty v případě, že byla dříve diagnostikována epilepsie nebo existuje podezření na její výskyt. U každého pacienta musí být zaznamenána písemná dokumentace o umístění (místech) umístění každého senzoru vedle standardních drátových elektrod EEG. Pacienti budou nosit Epilog tak dlouho, dokud bude současně zaznamenáváno drátové EEG (1-7 dní v EMU). Pro pacienty, kteří budou Epilog nosit nepřetržitě mimo EMU, budou poskytnuty pokyny jak v písemné podobě, ve verbální interaktivní ukázce, tak i ve videu, jak používat Epilog a mobilní aplikaci.

Po použití budou senzory Epilog odstraněny jemným sloupnutím z pokožky hlavy. Pro ambulantní použití jsou pacienti a jejich rodina/pečovatelé instruováni, aby vyměnili vodivou-adhezivní nálepku jednou denně, obvykle při sprchování nebo koupání nebo před spaním.

Rizika a výhody:

Rizika studie:

Rizika této studie jsou minimální. Existuje potenciální riziko, že pacient může mít nežádoucí reakci na vodivý-adhezivní gel použitý k upevnění záznamových elektrod k pokožce hlavy. Toto riziko bude minimalizováno každodenním sledováním pokožky hlavy kolem zařízení, zda nedochází k zarudnutí nebo podráždění, které by mohlo naznačovat reakci na vodivé lepidlo. Používají se pouze hypoalergenní vodivý hydrogel FDA-clear a adhezivní hydrokoloidy.

Studijní výhody:

Účast v této studii nemá pro pacienta žádné přímé výhody. Potenciální přínos pro kliniky a pacienty z dlouhodobého hlediska spočívá v tom, že nahrávání bezdrátového EEG se může ukázat jako užitečné pro určení, zda lze jediný kanál bezdrátového dlouhodobého EEG použít k detekci, upozornění a předpovědi záchvatové aktivity mimo nemocnici během každodenního pobytu pacienta. činnosti. EEG lze také použít ke stanovení prevalence normálního versus abnormálního cyklování spánku u pacientů, ačkoli tato informace nebude v této studii přímo hodnocena.

Vybrání:

Odstoupení subjektu: Subjekty opustí studii, pokud existuje kterákoli z následujících podmínek; 1) Subjekt dobrovolně odstoupí ze studie, 2) Pohoda subjektů, podle názoru zkoušejícího, by byla ohrožena pokračováním studie, 3) Subjekt zažije nežádoucí příhodu definovanou zkoušejícím jako související se zařízením.

Jak odebrat předměty:

Subjekt může své dobrovolné odstoupení nahlásit kterémukoli z kontaktů ve studii. Každý člen studijního týmu, který obdrží oznámení o odstoupení, to oznámí koordinátorovi studie. Pokud vyšetřovatel odvolá předmět; toto bude zdokumentováno ve studijním pořadači s důvodem odstoupení. Pokud se vyskytly nějaké nepříznivé události související s stažením, zkoušející a koordinátor studie ve své roli bezpečnostního monitoru jsou odpovědní za vyšetřování, dokumentaci a případně hlášení těchto incidentů. Koordinátor studie a hlavní zkoušející ve studii jsou odpovědní za zajištění bezpečnosti pacienta v případě vysazení a za to, že všechna vydaná zařízení byla obnovena. Odstoupení jakéhokoli pacienta je zdokumentováno ve Study Binder pod informacemi o účastníkovi.

Bezpečnost:

Pacientovi nehrozí žádné riziko předčasného vyřazení z této studie.

Následovat:

Je třeba vynaložit přiměřené úsilí na následnou kontrolu se všemi účastníky studie, kteří odstoupí ze studie po uplynutí doby odstoupení, aby se zajistilo, že nenastanou žádné nežádoucí příhody související se zařízením. Toto úsilí by mělo minimálně získat údaje o přežití pacienta. Za toto sledování odpovídá koordinátor studie.

Studijní údaje:

Po zařazení do studie budou jako součást studie shromážděny následující údaje: pohlaví, věk, dokumentace žádné známé kožní alergie/citlivosti na adheziva (vylučující charakteristika), anamnéza diagnózy epilepsie (pokud je relevantní). Během studie bude ze studijního zařízení získáno bezdrátové EEG. U hospitalizovaných pacientů bude EEG zaznamenáván tradičním drátovým postupem po dobu nošení studijního zařízení. Pro ambulantní údaje, denní odpovědi na sadu otázek z průzkumu, které pacientovi předkládá aplikace Aura, upravená pomocí PROMIS, vyvinutá Dr. Madison Berl. Každá přihlášená osoba odpoví na otázky základního průzkumu, které zahrnují (1) průměrný počet hodin, kdy člověk spí denně během typického týdne, a (2) 10otázkový průzkum stupnice vnímaného stresu. Odpovědi na tyto základní otázky přizpůsobí rizika spojená s každou změnou od výchozího stavu v průběhu času. Jakmile začne ambulantní studie a účastníci budou nosit Epilog po dobu 90 dnů, mobilní aplikace bude i nadále klást otázky behaviorálního a psychologického průzkumu jako prostředek k ovlivnění změny prognózy záchvatů poskytované mobilní aplikací. Počet otázek položených uživateli aplikací nepřekročí čtyři za den, aby se snížila zátěž při každodenním používání aplikace. Spolu s fyziologickými parametry (EEG a cirkadiánní náchylnost k záchvatům) bude odhadnuta a post hoc optimalizována hodinová předpověď záchvatů. Toto by byla předpověď, kterou by uživatel viděl a mohl by ji použít k plánování svého dne. Důležité je, že budeme sledovat, jak uživatel interaguje s mobilní aplikací, abychom určili dodržování, jak často je aplikace používána, kliknutí, statistiky selhání a celkovou spokojenost. Může nastat případ, kdy zapsaný pacient začne na otázky kladené aplikací odpovídat zřídka nebo vůbec. Ke zmírnění tohoto problému bude aplikace i nadále vyzvat uživatele, aby odpověděl na otázky, pokud budou zamítnuty. Pokud uživatel vynechá dva nebo více dní, koordinátor studie bude pacienta kontaktovat, aby podpořil dodržování.

Plán analýzy:

Primárním výstupním měřítkem pro tuto studii jsou časy záchvatů, které epileptologové označili jako začátek, konec, artefakty a typ záchvatu během studií u hospitalizovaných pacientů. Tato data se používají k vývoji algoritmů automatické detekce záchvatů a varování. U ambulantních studií interakce pacientů s mobilní aplikací, četnost používání aplikace, kliknutí, statistiky selhání a celková spokojenost s předpovědí pravděpodobnosti záchvatu.

Reference:

1. Blum, D.E., et al., Povědomí pacientů o záchvatech. Neurologie, 1996. 47(1): str. 260-4.
2. Hoppe, C., A. Poepel a C.E. Elger, Epilepsie: přesnost počtů záchvatů pacientů. Arch Neurol, 2007. 64(11): str.

1595-9. 3. Poochikian-Sarkissian, S., et al., Povědomí pacientů o záchvatech, jak je dokumentováno na jednotce pro monitorování epilepsie. Can J Neurosci Nurs, 2009. 31(4): str. 22-3. 4. Fisher, R.S., et al., Záchvatové deníky pro klinický výzkum a praxi: omezení a vyhlídky do budoucna. Chování při epilepsii, 2012. 24(3): str. 304-10. 5. Derry, C.P. a S. Duncan, Spánek a epilepsie. Chování při epilepsii, 2013. 26(3): str. 394-404.

6. Matos, G., et al., Spánek a epilepsie: zkoumání zajímavého vztahu s translačním přístupem. Chování při epilepsii, 2013. 26(3): str. 405-9. 7. Nováková, B., et al., Role stresu jako spouštěče epileptických záchvatů: narativní přehled důkazů ze studií na lidech a zvířatech. Epilepsie, 2013. 54(11): str. 1866-76. 8. Luoni, C., et al., Determinanty kvality života související se zdravím u farmakorezistentní epilepsie: výsledky velké multicentrické studie postupně zařazovaných pacientů pomocí validovaných kvantitativních hodnocení. Epilepsie, 2011. 52(12): str. 2181-91. 9. Schuele, S.U. a H.O. Luders, Neléčitelná epilepsie: management a terapeutické alternativy. Lancet Neurol, 2008.

7(6): str. 514-24. 10. Freeman, W. J., et al., Prostorová spektra EEG a EMG pokožky hlavy z bdělých lidí. Clin Neurophysiol, 2003. 114(6): str. 1053-68. 11. Davey, M.P., J.D. Victor a N.D. Schiff, Výkonová spektra a koherence v EEG vegetativního pacienta s těžkým asymetrickým poškozením mozku. Clin Neurophysiol, 2000. 111(11): str. 1949-54