En trådløs EEG-patch til kontinuerlig elektrografisk overvågning

Mål:

De primære mål med denne undersøgelse er at evaluere enhedens evne: (1) at optage trådløst EEG fra patienter i langtids-EEG-overvågningsenheden (2) sammenligne trådløst EEG i disse optagelser med standard-of-care kablet EEG (3) at optage trådløst EEG fra patienter, der gennemgår ambulatorisk EEG-monitorering (4) sammenligne trådløst EEG i disse optagelser med de ambulante EEG-fund (5) udvikle automatiske anfaldsdetektionsalgoritmer baseret på de data, der er indsamlet heri (6) udvikle anfaldsalarm i realtid baseret på data indsamlet heri (7) registrerer longitudinelle EEG fra Epilog uden for epilepsimonitoreringsenheden, mens patienter besvarer daglige spørgsmål via en mobilapp designet til at give en sandsynlighed for, at patienten får et anfald.

Hypoteser:

1. Enkeltkanals EEG optaget med Epilog kan bruges til nøjagtigt at detektere anfald.
2. Enkeltkanals EEG optaget med Epilog kan bruges til at advare om anfald i realtid.
3. Enkeltkanals EEG optaget med Epilog kan bruges sammen med psykologisk, adfærdsmæssig og miljømæssig input til en mobilapp for at skabe en timeprognose for anfaldssandsynlighed.

Baggrund:

Kontinuerlig elektroencefalografi (EEG) er en relativt dyr, tidskrævende, indlagt overvågningsprocedure, som kan tage flere dage at gennemføre. Det er designet til at hjælpe epileptologer med diagnosticering og lokalisering af anfald og andre abnormiteter. EEG-overvågning uden for klinikken er begrænset til omfangsrige og besværlige ambulante overvågningssystemer, der er tilbøjelige til en række forskellige støjartefakter uden for de kontrollerede rammer for langtids-EEG-monitoreringsenheden (LTM). En effektiv trådløs EEG-løsning kunne forbedre langsigtede (kontinuerlige) EEG-optagelser. Det er vigtigt, at langvarig EEG-overvågning uden for hospitalet kan give vigtige data vedrørende den generelle hjernetilstand, herunder forekomst af anfald, i en realistisk hjemmemiljø. Der er et klart behov for en lille, brugervenlig, pålidelig, trådløs enhed til menneskelig EEG-overvågning for at hjælpe med behandlingen af ​​en patientens anfaldssygdom.

Patienter henvises ofte til den langsigtede epilepsimonitoreringsenhed (EMU) for at vurdere en mistænkt underliggende neurologisk tilstand, der kan manifestere sig gennem EEG og er en almindelig procedure. På trods af dens kliniske betydning og ønsket om at minimere tidsforbruget på hospitalet, er der et hul i evnen til at opretholde en kvantificerbar rapport om EEG-aktivitet i patientens hjemmemiljø. Generelt bliver patienter diagnosticeret med en anfaldsforstyrrelse bedt om at føre en anfaldsdagbog, der er designet til at hjælpe klinikeren med diagnosen. Patientens selvrapportering af anfald med en anfaldsdagbog er ofte upålidelig, op til 55 % af alle anfald kan gå glip af, og atter andre bliver fejlrapporteret [1-3]. Dette gælder især for den udviklingsmæssigt forsinkede befolkning, hvor byrden af ​​selvrapporterende anfald ofte pålægges en omsorgsperson. De fleste anfald er ikke-konvulsive og kan være relativt subtile. Det er ekstremt vigtigt for effektiv behandling at vide, hvordan et antikonvulsivt middel påvirker patientens anfald, især fokale anfald. Ofte er anfald hukommelsestab, og medmindre en anden genkender de kliniske tegn på anfaldet, kan det gå ubemærket hen[4]. Mange anfald kan forekomme om natten, eller mens en patient er søvnig eller stresset [5-7], hvilket yderligere gør opdagelsen af ​​anfald vanskelig. Det er svært for personer med epilepsi og deres familier at få en nøjagtig rapport om sådanne uigenkendelige anfald.

Tidlig påvisning af akutte elektrografiske anfald kan føre til mere effektiv anvendelse af terapeutiske tilgange til at blokere eller minimere hjerneskade. Over 30 % af patienter med epilepsi har vanskelige anfald, som er svære at håndtere, er en enorm økonomisk byrde for personen med epilepsi og dennes familie og drastisk reducerer livskvaliteten [8, 9]. Der er således fortsat behov for at opnå kvantificerbare, kontinuerlige EEG-registreringer efter en epilepsidiagnose. Denne undersøgelse vil muliggøre udviklingen af ​​automatiseret anfaldsdetektering, alarmering og forudsigelsesalgoritmer baseret på Epitels Epilog enkeltkanals, trådløse EEG-sensor.

Dette forslag vil evaluere en individuel brug, patch-type telemetrisensor til forenklet, enkeltkanals EEG-optagelse fra menneskelige patienter. Denne sensor kan påføres på en enkel måde i hovedbunden, hvilket muliggør realtidsoptagelse af EEG-signalet på sensoren. Denne relativt lille enhed, omtrent på størrelse med et tykt Band-Aid, er selvstændig, vandtæt og drevet af et urbatteri. Sensoren er kompakt og vil blive anvendt og/eller vist, hvordan den skal bruges under et klinisk besøg. Sensoren er ikke-invasiv og fastgøres til patienten ved ekstern placering på intakt hud under hårgrænsen med et engangsmærkat med ledende klæbende engangsmærke til engangsbrug.

Forskningsdesign og metoder:

Studere design:

Dette er både et prospektivt, ikke-blindet, observationsstudie såvel som et prospektivt, ikke-blindet interventionsstudie.

For den indlagte enhed vil resultaterne af standard kablet EEG blive sammenlignet med resultaterne af en trådløs EEG-optageenhed for at udvikle et træningsdatasæt til maskinlæringsalgoritmer til automatisk anfaldsdetektion.

For den ambulante enhed kombineres egenskaberne ved det registrerede EEG med psykologiske, adfærdsmæssige og miljømæssige input fra patienten i en mobilapp, der så giver en timelig sandsynlighed (procent ændring) for at få et anfald i den næste time.

Undersøgelsespopulation:

Den foreslåede patientpopulation for denne undersøgelse omfatter pædiatriske patienter i alderen 5-17. Betragtningen af ​​den pædiatriske befolkning som en sårbar befolkning for deltagelse i denne undersøgelse er blevet taget i betragtning ved bestemmelsen af ​​hensigtsmæssigheden af ​​denne protokol. Denne undersøgelse vil specifikt give information om de specifikke behov hos den pædiatriske patientpopulation; hvilket forventes at være en betydelig procentdel af brugerpopulationen af ​​den foreslåede enhed. Risikovurderingen af ​​undersøgelsen forudser, at den pædiatriske patientpopulation ikke vil blive udsat for risici, der er større end den nuværende standard for pleje, som de allerede er ved at blive evalueret for.

Emnevalg:

Inklusionskriterier for indlagte og ambulante afdelinger:

Tidligere diagnose af epilepsi eller anden anfaldssygdom indlagt til planlagt EEG-test, 5 til 17 år, inklusive

Eksklusionskriterier for den indlagte og ambulante enhed:

Kendt eller mistænkt allergi over for klæbemidler

Undersøgelsesmetoder:

Op til fire Epilog enkanals EEG-sensorer vil blive placeret ved siden af ​​guld-standard kablet EEG i epilepsimonitoreringsenheden. Hver sensor (1" x 1" x 1/4", 6,6 g) er fastgjort til hovedbunden under hårgrænsen med et ledende selvklæbende klistermærke i ét stykke bestående af en hypoallergen hydrokolloid og hydrogel. Sensorer placeres groft sagt på F7-, F8-, TP9- eller TP10-elektrodeplaceringerne i det internationale 10-10-system. Epilog er konstrueret af et printkort med indbyggede guld EEG-optagelseselektroder fastgjort til begge ender. Sensorerne forsegles og pakkes derefter i form af en bøjelig silikone af medicinsk kvalitet og er designet til at have en lav profil, således at den ikke let bliver løsnet eller være ubehagelig for brugeren. Den trådløse EEG-enhed drives af et enkelt lithium-urbatteri (CR2016, 270mW), der er forseglet i sensoren til IPX3. Epilog-sensorerne bruger kun batterier, der er godkendt i henhold til IEC-60086-4. Epilog transmitterer EEG gennem sikker Bluetooth, når den interagerer med mobilappen. Ellers er Epilog i stand til at gemme 10 på hinanden følgende dage med EEG, når Bluetooth-radioen er deaktiveret.

Når den er aktiveret, begynder sensoren at sende og/eller data logge signalet. Klinikeren kan tilslutte enheden til USB-porten på en HIPAA-godkendt, adgangskodebeskyttet bærbar eller anden computerenhed for at aktivere sensoren og/eller tilregne patientundersøgelses-id-oplysninger i sensoren og/eller downloadede data fra sensoren i henhold til European Data Format, et internationalt anerkendt standard EEG-format (www.edfplus.info). For at visualisere EEG-signalet i realtid kan en specifikt designet mobilapp bruges, når Bluetooth er aktiveret på hver sensor. Til ambulant brug er muligheden for at se EEG deaktiveret. Data kan downloades fra enheden ved at tilslutte til en USB-aktiveret, adgangskodebeskyttet computer. En USB-baseret anskaffelseshardware, computer og software med en EDF-filfremviser vil blive brugt til visning, analyse og lagring af EEG-data i henhold til HIPAA-patientpolitikker.

Enhedsoplysninger:

Mærkning:

Alle undersøgelsesudstyr vil have følgende etiketerklæring: FORSIGTIG Undersøgelsesanordning. Begrænset af føderal lov til undersøgelsesbrug.

Hver sensor vil også være mærket med producenten, virksomhedens placering, mængden af ​​indhold og for identifikation og sporbarhed efter serienummer og fremstillingsdato.

Klassificering af sensoren:

Denne sensor minder passende om FDA-godkendte, elektroencefalografienheder under sektion nummer 21 CFR 882.1400, identificeret som en enhed, der bruges til at måle og registrere elektrisk aktivitet i patientens hjerne, opnået ved at placere to eller flere elektroder på hovedet. Denne sensor er underlagt FDA klasse II ydeevnestandarder. Denne sensorrute-til-marked er gennem 510(k)-godkendelse ved påvisning af væsentlig ækvivalens til en lovligt markedsført prædikatenhed.

Sensorkvittering:

Epitel leverer sensorer direkte til den primære efterforsker, som vil logge dem på sensoransvarlighedsformularen i undersøgelsesbinderen.

Sensoropbevaring: Sensorer er anbragt enkeltvis i æsker mærket med sensorens serienummer og en etiketerklæring: FORSIGTIG Undersøgelsesanordning. Begrænset af føderal lov til undersøgelsesbrug. Sensorer vil blive holdt under materialekontrol i epilepsimonitoren før og efter brug. Sensorer skal opbevares ved ca. stuetemperatur under omgivende forhold. Der er ingen andre særlige opbevaringskrav.

Sensordispensering: Sensorer vil blive logget på en enhedsansvarsformular i undersøgelsesbinderen, når de 1 leveres til neurologi, 2 placeres på en undersøgelsespatient, 3 data er blevet downloadet fra enheden, 4 enhedsdata er blevet slettet, og 5 enheder er blevet returneret til og modtaget af undersøgelsessponsoren. Dette vil blive underskrevet og dateret af studieholdet.

Sensordisposition: Efter brug vil undersøgelsesholdet returnere sensorer til opbevaringsboksen/skabet efter at have downloadet dataene. Data på sensorerne vil blive slettet, og hver sensor vil blive brugt én gang, hvis den er indlagt, og kun på en enkelt patient, hvis den er ambulant. Sensorer vil derefter blive returneret til undersøgelsessponsoren, hvor de vil blive behandlet, destrueret og bortskaffet korrekt.

Returnering eller ødelæggelse af sensorer: Efter indsamling af data og sensorinspektion vil brugte sensorer, der er gemt ved neurologi med batteriniveau under 1,4V, blive returneret til undersøgelsessponsoren, hvor de vil blive redegjort for, destrueret og bortskaffet korrekt.

Rekruttering og samtykkeproces i indlagte og ambulante enheder:

Generelle samtykkeprocesser: Patienter, der præsenterer for EMU for standardbehandlingsprocedurer, vil blive rekrutteret til denne undersøgelse. Studiekoordinatoren har også ansvaret for at kontakte kvalificeret patientlæge for at bede om tilladelse til at henvende sig til familie og patient via e-mail. Hvis lægen giver tilladelse, vil studiekoordinatoren henvende sig og informere patienten/værgen om muligheden for at deltage i denne undersøgelse. Alle deltagere skal deltage i samtykke/samtykkeprocessen. Patienten og juridiske værger vil blive ledt gennem dokumenterne for informeret samtykke og samtykke og vil få passende tid til at stille spørgsmål om undersøgelsen.

Samtykke/samtykkeproces for alle patienter, der opfylder kriterierne for tilmelding:

Undersøgelsen vil blive beskrevet mundtligt, når Studiekoordinatoren henvender sig til patient og familie, og beskrivelsen vil også blive skrevet i samtykkedokumentet. Patienterne vil få mulighed for at stille spørgsmål på et hvilket som helst tidspunkt under tilmeldingsprocessen. Efter deres samtykke til at deltage i undersøgelsen, vil de blive bedt om at underskrive samtykkeerklæringen og give mundtligt samtykke/samtykke. Der er ingen eksterne rekrutteringsprocedurer for denne undersøgelse.

Undersøgelsesprocedurer:

Screeningsproces: Patienter vil blive screenet af forskningspersonalet før deres hospitalsindlæggelse. Forskerteamet vil gennemgå den ugentlige indlæggelsesliste og screene patienter for passende tilmelding. Når en kvalificeret patient er udvalgt, vil forskerteamet ringe eller e-maile patienternes resumé af undersøgelsen og anmode om godkendelse til at henvende sig til patienten for samtykke/samtykke, når de bliver indlagt.

Tilmelding:

Når berettigelsen er fastlagt, og forskerholdet har modtaget godkendelse til at henvende sig, vil den berettigede patient og deres familie blive givet en verbal beskrivelse af undersøgelsen af ​​forskningspersonalet og tilbudt en chance for at deltage i undersøgelsen. Den kvalificerede patient og deres familie, hvor det er relevant, vil blive gennemgået de informerede samtykkedokumenter og vil få passende tid til at stille spørgsmål om undersøgelsen. Efter informeret samtykke til at deltage i undersøgelsen er opnået, vil patienten blive indskrevet. Patientindskrivning kan udføres af et hvilket som helst af undersøgelsesteamets medlemmer, som angivet i afsnittet om roller/ansvar. Patienttilmelding er dokumenteret i undersøgelsesmappen.

Sensorplacering:

Patienter vil blive overvåget af Epilog-sensoren(e) og fuld-montage kablet EEG for patienter, der forbliver i EMU. Sensorer vil blive placeret efter neurologens anvisning ved siden af ​​en standardelektrode i et område, hvor der vides at opstå anfald i tilfælde af, at epilepsi tidligere er blevet diagnosticeret eller mistænkes for at forekomme. Skriftlig dokumentation om placeringen af ​​hver sensor ved siden af ​​de standardkablede EEG-elektroder skal registreres for hver patient. Patienter vil bære Epilog, så længe kablet EEG er registreret samtidigt (1-7 dage i EMU). For patienter, der skal bære Epilog uafbrudt uden for EMU, vil instruktionerne blive givet både skriftligt, en mundtlig interaktiv demonstration samt video af, hvordan man bruger Epilog og mobilappen.

Efter brug vil Epilog-sensorerne blive fjernet ved forsigtigt at pille dem af hovedbunden. Til ambulant brug instrueres patienter og deres familie/plejere i at udskifte det ledende-klæbende klistermærke én gang dagligt, typisk under brusebad eller bad, eller før sengetid.

Risici og fordele:

Undersøgelsesrisici:

Risikoen ved denne undersøgelse er minimal. Der er en potentiel risiko for, at patienten kan få en negativ reaktion på den ledende-klæbende gel, der bruges til at fiksere optagelseselektroderne til hovedbunden. Denne risiko vil blive minimeret ved at observere hovedbunden omkring enheden dagligt for rødme eller irritation, der kunne indikere en reaktion på det ledende klæbemiddel. Kun FDA-klar hypoallergen ledende hydrogel og klæbende hydrokolloider anvendes.

Studiefordele:

Der er ingen direkte fordele for patienten ved at deltage i denne undersøgelse. Den potentielle fordel for klinikker og patienter på længere sigt er, at optagelse af trådløs EEG kan vise sig nyttig til at bestemme, om en enkelt kanal af trådløst, langsigtet EEG kan bruges til at detektere, advare og forudsige anfaldsaktivitet uden for hospitalet i løbet af en patient hver dag aktiviteter. EEG kan også bruges til at bestemme prævalensen af ​​normal versus unormal søvncyklus hos patienter, selvom denne information ikke vil blive evalueret direkte i denne undersøgelse.

Tilbagetrækning:

Tilbagetrækning af forsøgspersonen: Forsøgspersonerne vil forlade undersøgelsen, hvis en af ​​følgende betingelser eksisterer; 1) Forsøgspersonen trækker sig frivilligt fra undersøgelsen, 2) Forsøgspersonens velbefindende ville efter investigatorens opfattelse blive kompromitteret af undersøgelsens fortsættelse, 3) Forsøgspersonen oplever en uønsket hændelse defineret af investigator som udstyrsrelateret.

Sådan trækker du emner tilbage:

En forsøgsperson kan rapportere deres frivillige tilbagetrækning til enhver af undersøgelsens kontakter. Ethvert studieteammedlem, der modtager en meddelelse om tilbagetrækning, skal rapportere dette til studiekoordinatoren. Hvis en efterforsker trækker et emne tilbage; dette skal dokumenteres i Studiebindet med begrundelse for tilbagetrækningen. Hvis der var uønskede hændelser i forbindelse med tilbagetrækningen, er investigator og undersøgelseskoordinator i deres rolle som sikkerhedsmonitor ansvarlige for at undersøge, dokumentere og, hvis det er relevant, rapportere disse hændelser. Studiekoordinatoren og hovedundersøgeren af ​​undersøgelsen er ansvarlige for at sikre patientens sikkerhed i tilfælde af tilbagetrækning, og at alle dispenserede enheder er blevet gendannet. Udmeldelse af enhver patient er dokumenteret i Studiebinderen under deltageroplysninger.

Sikkerhed:

Der er ingen risici for patienten ved for tidlig tilbagetrækning fra denne undersøgelse.

Opfølgning:

Der skal gøres en rimelig indsats for at følge op med alle forsøgsdeltagere, der trækker sig fra undersøgelsen efter tilbagetrækningstidspunktet, for at sikre, at der ikke er udstyrsrelaterede uønskede hændelser. Som minimum skal denne indsats indhente overlevelsesdata om patienten. Studiekoordinatoren er ansvarlig for denne opfølgning.

Undersøgelsesdata:

Ved tilmelding vil følgende data blive indsamlet som en del af undersøgelsen: køn, alder, dokumentation for ingen kendt hudallergi/følsomhed over for klæbemidler (eksklusive karakteristika), historie med epilepsidiagnose (hvis relevant). Under undersøgelsen vil der blive opnået trådløst EEG fra undersøgelsesenheden. For indlagte patienter vil EEG'et blive optaget ved traditionel kablet procedure i den varighed, undersøgelsesanordningen bæres. For ambulante data, daglige svar på et sæt undersøgelsesspørgsmål præsenteret for patienten af ​​Aura-appen, modificeret med PROMIS, udviklet af Dr. Madison Berl. Hver person, der er tilmeldt, vil besvare baseline-undersøgelsesspørgsmål, der inkluderer (1) det gennemsnitlige antal timer, man sover om dagen i løbet af en typisk uge, og (2) 10-spørgsmåls undersøgelse af Perceived Stress Scale. Svar på disse grundlinjespørgsmål vil personalisere risiko forbundet med hver ændring fra baseline over tid. Efterhånden som den ambulante undersøgelse begynder, og tilmeldte bærer Epilog i 90 dages perioden, vil mobilappen fortsætte med at stille adfærdsmæssige og psykologiske undersøgelsesspørgsmål som et middel til at foretage en ændring i anfaldsprognosen fra mobilappen. Antallet af spørgsmål, der stilles til brugeren af ​​appen, vil ikke overstige fire om dagen for at reducere byrden ved at bruge appen på daglig basis. Sammen med fysiologiske parametre (EEG og døgnrytmeanfaldsfølsomhed) vil der blive estimeret en timelig anfaldsprognose og optimeret post hoc. Dette ville være en prognose, som brugeren ville se og kunne bruge til at planlægge deres dag. Det er vigtigt, at vi sporer, hvordan brugeren interagerer med mobilappen for at bestemme overholdelse, hvor ofte appen bruges, klik, nedbrudsstatistikker og overordnet tilfredshed. Det kan være tilfældet, hvor den tilmeldte patient begynder at svare på spørgsmål stillet af appen sjældent eller slet ikke. For at afhjælpe dette problem vil appen fortsætte med at bede brugeren om at besvare spørgsmålene, hvis de afvises. Hvis brugeren går glip af to eller flere dage, vil studiekoordinatoren kontakte patienten for at opmuntre til overholdelse.

Analyseplan:

De primære udfaldsmål for denne undersøgelse er tidspunkter for anfaldshændelser markeret af epileptologer som start, slutning, artefakter og anfaldstype under de indlagte undersøgelser. Disse data bruges til at udvikle de automatiske anfaldsdetektions- og alarmalgoritmer. For ambulante undersøgelser, patienternes interaktion med mobilappen, hvor ofte appen bruges, klik, nedbrudsstatistikker og overordnet tilfredshed med anfaldsprognosens sandsynlighedspræstation.

Referencer:

1. Blum, D.E., et al., Patientbevidsthed om anfald. Neurologi, 1996. 47(1): s. 260-4.
2. Hoppe, C., A. Poepel og C.E. Elger, Epilepsi: nøjagtighed af patientanfaldsanfald. Arch Neurol, 2007. 64(11): s.

1595-9. 3. Poochikian-Sarkissian, S., et al., Patientbevidsthed om anfald som dokumenteret i epilepsimonitoreringsenheden. Can J Neurosci Nurs, 2009. 31(4): s. 22-3. 4. Fisher, R.S., et al., Anfaldsdagbøger til klinisk forskning og praksis: begrænsninger og fremtidsudsigter. Epilepsiadfærd, 2012. 24(3): s. 304-10. 5. Derry, C.P. og S. Duncan, Søvn og epilepsi. Epilepsiadfærd, 2013. 26(3): s. 394-404.

6. Matos, G., et al., Søvn og epilepsi: udforskning af et spændende forhold med en translationel tilgang. Epilepsiadfærd, 2013. 26(3): s. 405-9. 7. Novakova, B., et al., Stressens rolle som en udløser for epileptiske anfald: en narrativ gennemgang af beviser fra undersøgelser på mennesker og dyr. Epilepsi, 2013. 54(11): s. 1866-76. 8. Luoni, C., et al., Determinanter for sundhedsrelateret livskvalitet ved farmacoresistent epilepsi: resultater fra en stor multicenterundersøgelse af konsekutivt tilmeldte patienter ved hjælp af validerede kvantitative vurderinger. Epilepsi, 2011. 52(12): s. 2181-91. 9. Schuele, S.U. og H.O. Luders, Intraktabel epilepsi: behandling og terapeutiske alternativer. Lancet Neurol, 2008.

7(6): s. 514-24. 10. Freeman, W.J., et al., Rumlige spektre af hovedbunds EEG og EMG fra vågne mennesker. Clin Neurophysiol, 2003. 114(6): s. 1053-68. 11. Davey, M.P., J.D. Victor og N.D. Schiff, Kraftspektre og sammenhæng i EEG af en vegetativ patient med svær asymmetrisk hjerneskade. Clin Neurophysiol, 2000. 111(11): s. 1949-54