Diagnostische Genauigkeit der SleepImage-Technologie zur Erkennung von Atemversagen bei Patienten mit Amyotropher Lateralsklerose

Im Allgemeinen, wenn die Lungenmechanik normal ist, sind die Sauerstoff (O2)-Spiegel das Gegenteil von Kohlendioxid (CO2)-Spiegeln. Aufgrund der sigmoiden Form der Sauerstoffbindungskurve bietet jedoch die periphere Kapillarmessung von O2 (SpO2) über ein Pulsoximeter keine ausreichende Warnung vor Atemversagen bei ALS. Fortschritte in der Schlafdiagnosegeräten haben es dem SleepImage-System ermöglicht, zusätzlich zur Messung von SpO2 auch Tonometrie zur Bewertung der autonomen Ausgabe während des Schlafs zu verwenden. SleepImage ist von der US Food and Drug Administration (FDA) zugelassen und entspricht der EU-Medizinprodukteverordnung (EU-MDR) (CE-gekennzeichnetes Medizinprodukt). Speziell bestimmt SleepImage die Schlafarchitektur basierend auf der Stärke der Synchronisation zwischen Signalen des Herz-Kreislauf-Systems (Pulsratenvariabilität) und des Atmungssystems (Atemzugvolumenvariabilität) mittels kardiopulmonaler Kopplung (CPC)-Analyse. Drei unterschiedliche CPC-Muster werden erkannt: (1) stabiler Schlaf (Hochfrequenzkopplung, HFC; 0,1-0,4 Hz), einschließlich aller EEG-geschätzten NREM-3- und eines Teils von NREM-2-Schlaf, verbunden mit Perioden stabiler Atmung, nicht-zyklischem alternierendem Muster (CAP) im EEG, erhöhter Delta-Leistung und Blutdruckabfall, (2) instabiler Schlaf (Niederfrequenzkopplung, LFC; 0,01-0,1 Hz), einschließlich aller NREM-1- und eines Teils von NREM-2-Schlaf, verbunden mit Schlafinstabilität, gekennzeichnet durch Variabilität der Atemzugvolumina, Nichtabfall des Blutdrucks und CAP im EEG, (3) Wach- und REM-Schlaf (sehr niederfrequente Kopplungseigenschaften, vLFC; 0-0,01 Hz). Das Gerät kann potenzielle Schlafpathologien identifizieren, die durch Aktivität in einer Untergruppe von instabilem Schlaf belegt werden, wo zwei unterscheidbare Bänder auftreten: (1) ein breitbandiges e-LFC (eLFCBB), verbunden mit Schlaffragmentierung und obstruktiver Schlafapnoe, und (2) ein schmalbandiges e-LFC (eLFCNB) im Frequenzbereich 0,0006 bis 0,1 Hz, das auf mutmaßliche zentrale Schlafapnoe, periodische Atmung oder komplexe Schlafapnoe hinweist. Diese Metriken werden als Prozentsatz der Analysefenster in Bezug auf die gesamte Schlafperiode ausgedrückt. Andere SleepImage-Diagnoseparameter umfassen den Sleep Quality Index (SQI), der ein Biomarker und objektiver Score für die allgemeine Schlafqualität ist. SQI integriert Schlafstabilität, Fragmentierung, Schlafdauer und Schlafpathologien, abgeleitet von CPC, und wird auf einer Skala von 0-100 präsentiert, Apnoe-Hypopnoe-Index, hypoxische Belastung, Schlafbeginn, Schlafende, Schlafdauer, Gesamtschlafzeit, Wachzeit nach Schlafbeginn und Schlafergiebigkeit. Auf praktischer Ebene ist das SleepImage-Gerät ein Einzelpatienten-, Mehrfachverwendungsgerät, das an die Wohnung des Patienten geschickt werden kann. Es ermöglicht somit eine Schlafstudienbewertung so häufig, wie Arzt und Patient im häuslichen Umfeld wünschen.

Das Ziel dieser Machbarkeitsstudie ist es, die Wirksamkeit der SleepImage-Diagnosegeräte als Prädiktor für ventilatorische Beeinträchtigung zu überprüfen. Dies wird durch einen Sleep Quality Index SQI von <55 und Periodizität (eLFCNB) >2 bestimmt, die eine Assoziation mit Atemversagen zeigen.

Die Verwendung der SleepImage-Technologie soll nicht aktuelle diagnostische Tests wie SNIP, VC, TcCO2 und Blutgase ersetzen, sondern stattdessen als frühes Screening-Tool dienen. Wenn eine positive Assoziation zwischen SQI, Periodizität und Atemversagen hergestellt werden kann, dann könnte die SleepImage-Technologie als Werkzeug verwendet werden, um den Prozess der Krankenhausdiagnosetests zur Beurteilung ventilatorischer Beeinträchtigung zu beschleunigen. Darüber hinaus könnte die SleepImage-Technologie verwendet werden, sobald Patienten auf Beatmung eingestellt sind, um ihre ventilatorische Kontrolle unter Therapie zu überwachen.