Lungefunktionsvariation hos børn og unge (LUV)

Baggrund

Astma repræsenterer den mest almindelige kroniske sygdom i barndommen og ungdommen og en vigtig årsag til sygelighed på verdensplan. Sygdommen er karakteriseret ved episoder med reversibel luftvejsobstruktion (eksacerbationer), der er forbundet med specifikke symptomer (hvæsen, dyspnø, hoste, trykken for brystet) og fald i peak ekspiratorisk flow (PEF) og forceret eksspirationsvolumen efter 1 sek (FEV1). Disse spirometriske ændringer forekommer dog parallelt med klinisk forværring, hvilket giver begrænset evne til at forudsige forværringen af ​​sygdommen.

Både PEF og FEV1 viser signifikant daglig variabilitet, dvs. døgn- og/eller dag-for-dag udsving af de målte værdier. Hos raske individer forbliver mønstret af disse fluktuationer konstant over lange tidsperioder (uger, måneder), i modsætning til astmatiske patienter, hvor PEF- og FEV1-variabiliteten er øget, især før eksacerbationer, når kontrollen over sygdommen er tabt. Analysen af ​​PEF- og FEV1-variabilitet er således blevet brugt i forskning til at evaluere effektiviteten af ​​behandlingen, genkende højrisikopatienter og forudsige astmaeksacerbationer.

I klinisk praksis kræver evalueringen af ​​PEF- og FEV1-variabilitet dog mindst daglige målinger med specielle apparater, registrering i dagbøger og periodisk evaluering af dataene af de behandlende læger. Processen kan være bevist både kompliceret og tidskrævende, og dermed reducere patienternes tilslutning, især i tilfælde af astmatiske børn og unge. Derudover kan den periodiske gennemgang af målinger hæmme forudsigelsen af ​​eksacerbation, da evalueringstidspunktet muligvis ikke falder sammen med ændringer i variabiliteten af ​​lungefunktionen, der karakteriserer tabet af astmakontrol.

I løbet af de sidste år har teknologiske fremskridt inden for biosensorer og mikroprocessorer muliggjort udviklingen af ​​pålidelige, billige, bærbare spirometre, der er i stand til at forbinde med avancerede mobiltelefoner (smartphones) og overvåge lungefunktionsparametre i realtid og fra en afstand. Brugen af ​​sådanne anordninger kan overvinde de fleste af de førnævnte barrierer i opfølgende lungefunktionsparametre på lang sigt.

I øjeblikket er der mangel på data vedrørende PEF- og FEV1-variabilitet hos børn og unge med astma. Sådanne data ville forbedre vores forståelse af sygdommen og tillade udviklingen af ​​integrerede værktøjer til at vurdere niveauet af astmakontrol og risikoen for fremtidige eksacerbationer

Mål

Målene for undersøgelsen er:

1. Vurdering af PEF- og FEV1-variabilitet hos raske børn og unge: definition af det normale interval for daglige PEF- og FEV1-udsving og de parametre, der kan påvirke det

2. Vurdering af PEF- og FEV1-variabilitet hos børn og unge med astma: forskelle fra raske forsøgspersoner og definition af specifikke ændringer før eksacerbation

   Metoder

   A. Studiepopulation

   Undersøgelsen vil omfatte to kohorter:

   1. Raske børn og unge i alderen 6 til 18 år (N=100) til vurdering af normal PEF- og FEV1-variabilitet (mål #1).
   2. Børn og unge i alderen 6 til 18 år med diagnosticeret astma [2] (N=100) til vurdering af PEF- og FEV1-variabilitet hos astmatikere (mål #2).

   B. Lungefunktionsmålinger

   en. Enhed: PEF- og FEV1-målinger vil blive udført ved hjælp af et FDA-godkendt bærbart spirometer (Spirobank Smart, MIR, Rom, Italien) med en engangs tovejs digital turbine (flowområde ±16L/s, volumenøjagtighed ±3% eller 50 ml, flownøjagtighed: ±5% eller 200 ml/s, dynamisk modstand <0,5 cm H2O/L/s), i stand til at oprette forbindelse til smartphone via Bluetooth® ved hjælp af en dedikeret freeware-applikation (iSpirometri, MIR, Rom, Italien). Hver deltager modtager sit personlige spirometer. Der vil blive givet detaljerede oplysninger om brug og vedligeholdelse af enheden (brochure og onlineressourcer).

   b. Målinger: Den korrekte teknik til PEF- og FEV1-målinger (ERS/ATS-standarder) vil blive demonstreret af en af ​​efterforskerne ved tilmelding. Detaljerede oplysninger om teknikken (brochure og onlineressourcer) vil også blive givet. Målinger vil blive udført to gange dagligt mellem 07.00-09.00 og 19.00-21.00 i en periode på 3 måneder.

   c. Afsluttede målinger (krypteret pdf-format) vil blive sendt via e-mail til en central database af deltagerne eller deres forældre.

   d. Overvågning: Deltagernes overholdelse vil blive overvåget løbende. Efterforskerne vil underrette deltagerne i tilfælde af mistede målinger eller uhensigtsmæssig teknik.

   C. Variabilitetsanalyse

   PEF og FEV1 variabilitet vil blive vurderet ved:

   en. Variationskoefficienten b. Detrended Fluctuation Analysis (DFA), en metode, der har været meget brugt til undersøgelse af intrinsic korrelation inden for tidsserier.14 Indledningsvis beregnes kvadratroden af ​​tidsserien [F(n)] for segmenter af forskellig (tids)længde n. En lineær sammenhæng i den logaritmiske graf F (n) - log (n) angiver eksistensen af ​​fraktal arkitektur i skaleringen af ​​de specifikke data, mens hældningen a af linjen beskriver mønsteret af langsigtede udsving.14 En ændring i den daglige variabilitet af PEF eller FEV1 resulterer i en samtidig afvigelse fra den forudbestemte værdi.6 Denne afvigelse kan let opdages og kvantificeres. Det har vist sig, at størrelsen af ​​en afvigelse afspejler sandsynligheden for astmaforværring inden for den næste måned.6 c. Variabilitetsanalyse vil blive udført i MatLab (MathWorks, Inc., Natick, MA, USA) miljø.

   D. Yderligere data Patienternes karakteristika (alder, køn, baseline lungefunktion, allergi, komorbiditeter, medicin osv.) vil også blive registreret. Disse parametre vil blive inkluderet i regressionsmodeller for at udforske deres effekt på mønstret af PEF og FEV1 variabilitet.

   E. Statistik Alle analyser vil blive udført med IBM SPSS-softwareversion 25.0 (IBM Corp., Armonk, NY).

   F. Tidsrammer Den forventede varighed af undersøgelsen er 24 måneder. • Del I: Vurdering af PEF- og FEV1-variabilitet hos raske børn og unge Varighed: 9 måneder (januar - september 2020).

   PEF og FEV1 målinger fra 100 deltagere (3 måneder hver)

   • Del II: Vurdering af PEF- og FEV1-variabilitet hos astmatiske børn og unge Varighed: 15 måneder (oktober 2020 - december 2021). PEF og FEV1 målinger fra 100 deltagere (3 måneder hver)

   G. Etik Undersøgelsen vil overholde reglerne og standarderne for god lægepraksis. Deltagerne vil modtage et unikt undersøgelsesnummer, og ingen personlige data vil blive registreret. Målinger vil blive afsendt via e-mail i krypteret pdf-format. Der vil blive indhentet skriftligt informeret samtykke fra forældre inden tilmelding. Børn >12 år vil også give et skriftligt samtykke. Undersøgelsen er blevet godkendt af den etiske komité på universitetshospitalet i Patras, Grækenland (afgørelse nr. 329/02-04-2019).