Variabilita funkce plic u dětí a dospívajících (LUV)

Pozadí

Astma představuje nejčastější chronické onemocnění dětství a dospívání a významnou příčinu morbidity na celém světě. Onemocnění je charakterizováno epizodami reverzibilní obstrukce dýchacích cest (exacerbace), které jsou spojeny se specifickými příznaky (pískot, dušnost, kašel, tlak na hrudi) a snížením maximálního výdechového průtoku (PEF) a usilovného výdechového objemu za 1 sekundu (FEV1). Tyto spirometrické změny se však vyskytují souběžně s klinickým zhoršením, což představuje omezenou schopnost předpovídat exacerbaci onemocnění.

Jak PEF, tak FEV1 vykazují významnou denní variabilitu, tj. cirkadiánní a/nebo denní fluktuaci naměřených hodnot. U zdravých jedinců zůstává vzor těchto fluktuací konstantní po dlouhá časová období (týdny, měsíce), na rozdíl od astmatických pacientů, kde je variabilita PEF a FEV1 zvýšená, zejména před exacerbacemi, kdy je kontrola nad onemocněním ztracena. Analýza variability PEF a FEV1 byla tedy použita ve výzkumu k hodnocení účinnosti léčby, rozpoznání vysoce rizikových pacientů a predikci exacerbací astmatu.

V klinické praxi však hodnocení variability PEF a FEV1 vyžaduje alespoň denní měření speciálními přístroji, záznam do deníků a periodické vyhodnocování dat ošetřujícími lékaři. Proces může být prokazatelně komplikovaný a časově náročný, čímž se snižuje adherence pacientů zejména u astmatických dětí a dospívajících. Pravidelné přezkoumání měření může navíc bránit predikci exacerbace, protože doba hodnocení se nemusí shodovat se změnami ve variabilitě plicních funkcí, které charakterizují ztrátu kontroly astmatu.

V posledních letech technologický pokrok v oblasti biosenzorů a mikroprocesorů umožnil vývoj spolehlivých, levných, přenosných spirometrů, schopných propojit se se špičkovými mobilními telefony (smartphony) a monitorovat parametry plicních funkcí v reálném čase. vzdálenost. Použití takových zařízení může v dlouhodobém horizontu překonat většinu výše uvedených překážek při sledování parametrů plicních funkcí.

V současné době existuje nedostatek údajů týkajících se variability PEF a FEV1 u dětí a dospívajících s astmatem. Tyto údaje by zlepšily naše chápání onemocnění a umožnily by vývoj integrovaných nástrojů pro hodnocení úrovně kontroly astmatu a rizika budoucích exacerbací.

Cíle

Cíle studie jsou:

1. Hodnocení variability PEF a FEV1 u zdravých dětí a dospívajících: definice normálního rozmezí denních fluktuací PEF a FEV1 a parametry, které jej mohou ovlivnit

2. Hodnocení variability PEF a FEV1 u dětí a dospívajících s astmatem: rozdíly od zdravých subjektů a definice specifických změn před exacerbací

   Metody

   A. Studijní populace

   Studie bude zahrnovat dvě kohorty:

   1. Zdravé děti a dospívající ve věku 6 až 18 let (N=100) pro hodnocení normální variability PEF a FEV1 (cíl č. 1).
   2. Děti a dospívající ve věku 6 až 18 let s diagnostikovaným astmatem [2] (N=100) pro hodnocení variability PEF a FEV1 u astmatiků (cíl č. 2).

   B. Měření funkce plic

   A. Zařízení: Měření PEF a FEV1 bude prováděno pomocí přenosného spirometru schváleného FDA (Spirobank Smart, MIR, Řím, Itálie), s jednorázovou obousměrnou digitální turbínou (rozsah průtoku ±16 l/s, přesnost objemu ±3 % nebo 50 mL, přesnost průtoku: ±5 % nebo 200 mL/s, dynamický odpor <0,5 cm H2O/L/s), možnost připojení k chytrému telefonu přes Bluetooth® pomocí specializované bezplatné aplikace (iSpirometry, MIR, Řím, Itálie). Každý účastník obdrží svůj osobní spirometr. Budou poskytnuty podrobné informace týkající se použití a údržby zařízení (brožura a online zdroje).

   b. Měření: Správnou techniku ​​měření PEF a FEV1 (normy ERS/ATS) předvede jeden z vyšetřovatelů při zápisu. Budou také poskytnuty podrobné informace týkající se techniky (brožura a online zdroje). Měření budou prováděna dvakrát denně mezi 07:00-09:00 a 19:00-21:00 hodin, po dobu 3 měsíců.

   C. Dokončená měření (šifrovaný formát pdf) budou účastníky nebo jejich rodiči odeslána e-mailem do centrální databáze.

   d. Monitorování: Dodržování pravidel účastníků bude průběžně sledováno. Vyšetřovatelé upozorní účastníky v případě ztráty měření nebo nevhodné techniky.

   C. Analýza variability

   Variabilita PEF a FEV1 bude hodnocena:

   A. Variační koeficient b. Detrended Fluctuation Analysis (DFA), metoda, která byla široce používána pro zkoumání vnitřní korelace v rámci časových řad.14 Zpočátku se pro segmenty různé (časové) délky n vypočítá druhá odmocnina časové řady [F(n)]. Lineární vztah v logaritmickém grafu F (n) - log (n) indikuje existenci fraktální architektury při škálování konkrétních dat, zatímco sklon a přímky popisuje vzorec dlouhodobých fluktuací.14 Změna denní variability PEF nebo FEV1 má za následek současnou odchylku od předem stanovené hodnoty.6 Tuto odchylku lze snadno detekovat a kvantifikovat. Bylo prokázáno, že velikost odchylky odráží pravděpodobnost exacerbace astmatu během příštího měsíce.6 C. Analýza variability bude provedena v prostředí MatLab (MathWorks, Inc., Natick, MA, USA).

   D. Další údaje Zaznamenány budou také charakteristiky pacientů (věk, pohlaví, výchozí plicní funkce, alergie, komorbidity, léky atd.). Tyto parametry budou zahrnuty do regresních modelů, aby se prozkoumal jejich vliv na charakter variability PEF a FEV1.

   E. Statistika Všechny analýzy budou provedeny se softwarem IBM SPSS verze 25.0 (IBM Corp., Armonk, NY).

   F. Časové rámce Předpokládaná délka studia je 24 měsíců. • Část I: Hodnocení variability PEF a FEV1 u zdravých dětí a dospívajících Délka: 9 měsíců (leden - září 2020).

   Měření PEF a FEV1 od 100 účastníků (každé 3 měsíce)

   • Část II: Hodnocení variability PEF a FEV1 u astmatických dětí a dospívajících Doba trvání: 15 měsíců (říjen 2020 – prosinec 2021). Měření PEF a FEV1 od 100 účastníků (každé 3 měsíce)

   G. Etika Studium bude v souladu s předpisy a standardy správné lékařské praxe. Účastníci obdrží jedinečné číslo studie a nebudou zaznamenávány žádné osobní údaje. Měření budou odeslána e-mailem v zašifrovaném formátu pdf. Před zápisem bude získán informovaný písemný souhlas rodičů. Písemný souhlas poskytnou i děti starší 12 let. Studie byla schválena etickou komisí Univerzitní nemocnice v Patras, Řecko (rozhodnutí č. 329/02-04-2019).