Vývoj léčebného seskupovacího systému pro obstrukční spánkovou apnoe pomocí polysomnografických fyziologických signálů

pozadí:

Syndrom obstrukční spánkové apnoe (OSA) se vyznačuje opakovanými obstrukcemi horních cest dýchacích během spánku, které postihují asi 14 % mužů a 5 % žen ve věku 30–70 let. Etiologie OSA se dělí na anatomické a neanatomické faktory. Anatomické faktory zahrnují zúžení nebo kolaps horních dýchacích cest, zatímco neanatomické faktory zahrnují sníženou svalovou schopnost reagovat, nízký práh vzrušení a vysoký zisk smyčky. Anatomické problémy lze řešit pomocí chirurgických zákroků nebo zubních aparátů. Neanatomické problémy, jako je nízký práh vzrušení a vysoký zisk smyčky, mohou vyžadovat farmakologickou léčbu nebo kyslíkovou terapii. Činnost m. genioglossus (GG), rozhodující ve spánku, je nedostatečná asi u 30 % pacientů s OSA. Pravidelné cvičení orofaryngeálních svalů může snížit závažnost OSA a související příznaky.

Přesné klinické predikční nástroje pro výběr optimálních léčebných strategií však chybí a výzkum telerehabilitace u pacientů s OSA je nedostatečný. Tato studie si klade za cíl vyvinout automatizovaný systém shlukování léčby využívající umělou inteligenci ke klasifikaci pacientů na základě etiologie na: (i) anatomické faktory, (ii) sníženou svalovou schopnost reagovat a (iii) jiné neanatomické faktory. Tento systém bude analyzovat hodnocení fyziologického spánku z databáze retrospektivní polysomnografie (PSG). Křížová validace bude provedena u nových pacientů s OSA, kteří podstupují různé léčebné strategie, včetně chirurgické intervence, terapie CPAP a orofaryngeálního tréninku (poskytovaného tváří v tvář nebo prostřednictvím telerehabilitace).

Metody:

Automatizovaný systém sdružování léčby využívá umělou inteligenci ke klasifikaci pacientů do etiologických skupin: (i) anatomické faktory, jako je zúžení nebo kolaps horních dýchacích cest; (ii) neanatomické faktory, jako je snížená svalová schopnost reagovat; a (iii) jiné neanatomické faktory. Klasifikace se opírá o analýzu četných fyziologických hodnocení spánku, včetně elektromyografie (EMG) a pneumotachografů, z retrospektivní databáze PSG. Systém podstoupí křížovou validaci s novými pacienty s OSA, kteří budou vyšetřeni na základě kritérií pro zařazení a vyloučení a poskytnou souhlas.

Během fáze křížové validace budou pacienti s OSA podstupovat různá vyšetření, včetně polysomnografie, dotazníku souvisejícího se spánkem, spánkové endoskopie indukované léky (DISE), skenování pomocí počítačové tomografie (CT), zobrazení funkční magnetickou rezonancí (fMRI), síly svalů jazyka a testy odolnosti a hodnocení duševního stavu. Budou provedena měření před a po úpravě. CT skeny a DISE posoudí anatomické struktury před a po léčbě, zatímco fMRI bude zkoumat stav aktivace mozku. Testy svalové síly a vytrvalosti vyhodnotí úroveň citlivosti svalů jazyka před a po intervenci.

Automatizovaný systém shlukování léčby využívající strojové učení určí fenotyp každého případu na základě výsledků PSG, CT, spánkové endoskopie, fMRI a síly a vytrvalosti jazyka. Tyto výsledky pomohou lékařům kategorizovat pacienty a předpovídat míru úspěšnosti léčby. Rozhodnutí o léčbě budou zahrnovat spolupráci mezi lékaři a pacienty s ohledem na klinickou odbornost a preference pacientů.

Účastníci klasifikovaní jako zúžení nebo kolaps horních dýchacích cest v důsledku anatomických faktorů systémem fenotypizace budou doporučeni k chirurgickému řešení. U pacientů se sníženou svalovou citlivostí se doporučuje 12týdenní program tréninku orofaryngeálních svalů. Toto školení bude probíhat ve dvou režimech: prezenční sezení a telerehabilitace. Každé sezení bude trvat 45–60 minut, přičemž účastníci absolvují 1–3 dny v týdnu osobní setkání v laboratoři nebo online kurzy (telerehabilitace). Obě skupiny budou instruovány k provádění doplňkových orofaryngeálních cvičení doma. Pacienti, kteří nespadají do těchto skupin, budou používat terapii CPAP, zlatý standard pro léčbu OSA. Během léčebného období budou účastníci ze všech skupin pravidelně sledováni za účelem posouzení potenciálních rizik. Očekává se, že každá skupina bude zahrnovat 50 případů. Po šesti měsících léčby bude shromážděn index apnoe-hypopnoe na základě polysomnografie, aby se vyhodnotila míra úspěšnosti a porovnala se s předpokládanou hodnotou analyzovanou pomocí systému fenotypizace.