Aktivierung der Atemwegsmuskulatur bei schlafbezogenen Atemstörungen

Patienten, die für die Studie rekrutiert werden, durchlaufen einen Studienzeitraum über Nacht, der in der Schlafklinik (Klinik für Schlafstörungen, QEII Abbie J. Lane Memorial Building) stattfindet. Die Behandlung wird mithilfe eines PAP-Geräts (Positive Airway Pressure) mit einer Investigational Testing Authorization (ITA) von Health Canada (HC) durchgeführt. Dieses medizinische Gerät besteht aus einem handelsüblichen PAP-Gerät, in das eine Funktion zur Kommunikation mit einem Computer integriert wurde, auf dem sich die Software über USB befindet. Die kundenspezifische Software wurde entwickelt, um es einem Bediener zu ermöglichen, die anzuwendende Druckroutine mithilfe eines Laptop-Computers festzulegen, der dann das CPAP steuert und die Routine anwendet.

Die persönlichen PAP-Therapieeinstellungen des Patienten werden auf dieses Gerät übertragen, sodass der einzige geänderte Teil seiner Therapie die kurzen Druckmanöver sind. Zur Messung der genioglossalen Aktivität wird eine Standard-PSG verwendet, die typischerweise aus EEG-, Elektrookulographie-, Oberflächen-EMG- und Elektrokardiogramm-Messungen sowie einem submentalen Nadel-EMG besteht. Das Einführen der EMG-Nadel wird von einem HNO-Arzt durchgeführt. Vor dem Einführen der EMG-Nadel wird den Patienten ein Lokalanästhetikum mit 1–2 % Lidocain angeboten. Mit Natus beschichtete Edelstahldrähte (0,38 mm Durchmesser) werden mit einer 28-Gauge TECA® Elite Einweg-Monopolarnadel submental in den Musculus genioglossus eingeführt. Mit Tegaderm-Klebeband werden die Drähte auf der Haut befestigt. Die Teilnehmer werden gebeten, Zungenvorsprünge durchzuführen (die Zunge so fest und schnell wie möglich gegen die beiden oberen Schneidezähne zu drücken) und mehrere große Schluckbewegungen durchzuführen, um die korrekte Platzierung der Elektrode zu bestätigen und die maximale genioglossale Aktivität zu messen. Die kurzen Luftdruckmanöver werden sowohl vor dem Einschlafen als auch im Schlaf angewendet, um die Muskelaktivierung im Wach- und Schlafzustand zu vergleichen, wie im folgenden Testplan beschrieben:

Der Test besteht aus drei Phasen, die im Folgenden beschrieben werden.

Stufe 1: Das Subjekt ist wach. Zunächst werden Basismessungen durchgeführt, während die Testperson wach ist. Die Genioglossus-Aktivität bei maximaler Zungenvorwölbung wird ebenso gemessen wie die Reaktion auf 1 bis 2 Druckübungen.

Stufe 2: Das Subjekt schläft, manuelle Steuerung. Sobald die Person schläft, beobachtet der Bediener die PSG-Aufzeichnung und bestimmt das Schlafstadium und die Atemphase (Einatmung, Ausatmung, zwischen den Atemzügen). Jede der Testroutinen wird für jedes Schlafstadium und jede Atemphase durchgeführt. Wenn der Bediener das Auftreten einer Apnoe bemerkt, wird eine der Routinen angewendet.

Die Formen der Druckroutinen sind unten dargestellt, und die Tabelle entspricht den Testparametern für jede anzuwendende Testroutine. Wenn, wie im EEG vermerkt, eine erhebliche Erregung verursacht wird, können höhere Druckamplituden der Routinen abgebrochen werden.

Stufe 3: Das Subjekt schläft, automatische Steuerung. Wenn alle manuellen Tests abgeschlossen sind, wird für den Rest der Nacht ein „automatischer“ Modus aktiviert. In diesem Modus wird ein zuvor entwickeltes und erprobtes KI-Modell verwendet, um vorherzusagen, ob eine obstruktive Apnoe bevorsteht. Der Bediener gibt ein, welche Routine getestet werden soll, und die Routine wird automatisch angewendet, wenn eine Vorhersage eintritt. Zwischen den routinemäßigen Druckanwendungen liegen mindestens 60 Sekunden.