Un parche EEG inalámbrico para monitoreo electrográfico continuo

Objetivos:

Los objetivos principales de este estudio son evaluar la capacidad de los dispositivos: (1) para registrar EEG inalámbrico de pacientes en la unidad de monitoreo de EEG a largo plazo (2) comparar EEG inalámbrico en estas grabaciones con EEG con cable estándar de atención (3) para registrar el EEG inalámbrico de pacientes que se someten a un monitoreo de EEG ambulatorio (4) comparar el EEG inalámbrico en estos registros con los hallazgos del EEG ambulatorio (5) desarrollar algoritmos automatizados de detección de convulsiones basados ​​en los datos recopilados en este documento (6) desarrollar alertas de convulsiones en tiempo real basadas en el Los datos recopilados en este documento (7) registran el EEG longitudinal de Epilog fuera de la unidad de monitoreo de epilepsia mientras los pacientes responden preguntas diarias a través de una aplicación móvil diseñada para proporcionar una probabilidad de que el paciente tenga un evento de convulsión.

Hipótesis:

1. El EEG de un solo canal registrado con Epilog se puede usar para detectar con precisión las convulsiones.
2. El EEG de un solo canal registrado con Epilog se puede usar para alertar sobre convulsiones en tiempo real.
3. El EEG de un solo canal grabado con Epilog se puede usar junto con información psicológica, conductual y ambiental en una aplicación móvil para crear un pronóstico por hora de probabilidad de convulsiones.

Fondo:

La electroencefalografía continua (EEG) es un procedimiento de monitoreo de pacientes hospitalizados relativamente costoso y lento que puede requerir varios días para completarse. Está diseñado para ayudar a los epileptólogos en el diagnóstico y localización de convulsiones y otras anomalías. El monitoreo de EEG fuera de la clínica se limita a sistemas de monitoreo ambulatorio voluminosos y engorrosos que son propensos a una variedad de artefactos de ruido fuera de los límites controlados de la unidad de monitoreo de EEG a largo plazo (LTM). Una solución EEG inalámbrica efectiva podría mejorar las grabaciones EEG a largo plazo (continuas). Es importante destacar que el monitoreo de EEG a largo plazo fuera del hospital podría arrojar datos importantes sobre el estado general del cerebro, incluida la ocurrencia de convulsiones, en un entorno realista en el hogar. Existe una clara necesidad de un dispositivo inalámbrico pequeño, fácil de usar y fiable para la monitorización de EEG humano para ayudar en el tratamiento del trastorno convulsivo de un paciente.

Los pacientes son frecuentemente referidos a la unidad de monitoreo de epilepsia a largo plazo (EMU) para evaluar una condición neurológica subyacente sospechosa que puede manifestarse a través de EEG y es un procedimiento común. A pesar de su importancia clínica y del deseo de minimizar el tiempo de permanencia en el hospital, existe una brecha en la capacidad de mantener un informe cuantificable de la actividad del EEG en el entorno doméstico de los pacientes. En general, a los pacientes diagnosticados con un trastorno convulsivo se les pide que lleven un diario de convulsiones diseñado para ayudar al médico en el diagnóstico. El autoinforme de las convulsiones por parte del paciente con un diario de convulsiones a menudo no es confiable, hasta el 55% de todas las convulsiones pueden pasarse por alto, y aún otras no se informan correctamente [1-3]. Esto es especialmente cierto en el caso de la población con retraso en el desarrollo, donde la carga de las convulsiones autoinformadas a menudo recae sobre el cuidador. La mayoría de las convulsiones no son convulsivas y pueden ser relativamente sutiles. Es extremadamente importante para un tratamiento efectivo saber cómo un anticonvulsivo está afectando las convulsiones de un paciente, particularmente las convulsiones focales. A menudo, las convulsiones son amnésicas y, a menos que otra persona reconozca los signos clínicos de la convulsión, puede pasar desapercibida[4]. Muchas convulsiones pueden ocurrir por la noche o mientras el paciente tiene sueño o está estresado [5-7], lo que dificulta aún más la detección de las convulsiones. Obtener un informe preciso de ataques tan irreconocibles es difícil para las personas con epilepsia y sus familias.

La detección temprana de convulsiones electrográficas agudas podría conducir a una aplicación más efectiva de enfoques terapéuticos para bloquear o minimizar el daño cerebral. Más del 30% de los pacientes con epilepsia tienen convulsiones intratables que son difíciles de manejar, son una carga financiera inmensa para la persona con epilepsia y su familia, y reducen drásticamente la calidad de vida [8, 9]. Por lo tanto, sigue existiendo la necesidad de obtener registros de EEG continuos y cuantificables después de un diagnóstico de epilepsia. Este estudio permitirá el desarrollo de algoritmos automatizados de detección, alerta y predicción de convulsiones basados ​​en el sensor de EEG inalámbrico de un solo canal Epilog de Epitel.

Esta propuesta evaluará un sensor de telemetría tipo parche de uso individual para el registro EEG simplificado de un solo canal de pacientes humanos. Este sensor se puede aplicar de forma sencilla en el cuero cabelludo, lo que permite el registro en tiempo real de la señal de EEG en el sensor. Esta unidad relativamente pequeña, aproximadamente del tamaño de una curita gruesa, es autónoma, resistente al agua y funciona con una batería de reloj. El sensor es compacto y se aplicaría y/o mostraría cómo usarlo durante una visita clínica. El sensor no es invasivo y se conecta al paciente mediante una colocación externa sobre la piel intacta debajo de la línea del cabello con una etiqueta adhesiva conductora desechable de una sola pieza y un día de uso.

Diseño y métodos de investigación:

Diseño del estudio:

Se trata tanto de un estudio observacional prospectivo, no cegado, como de un estudio de intervención prospectivo no cegado.

Para la unidad de pacientes hospitalizados, los hallazgos del EEG con cable estándar se compararán con los hallazgos del dispositivo de registro de EEG inalámbrico para desarrollar un conjunto de datos de entrenamiento para algoritmos de aprendizaje automático para la detección automatizada de convulsiones.

Para la unidad de pacientes ambulatorios, las características del EEG registrado se combinan con información psicológica, conductual y ambiental del paciente en una aplicación móvil que luego proporciona una probabilidad por hora (cambio porcentual) de tener una convulsión en la próxima hora.

Población de estudio:

La población de pacientes propuesta para este estudio incluye pacientes pediátricos de 5 a 17 años. La consideración de la población pediátrica como población vulnerable para participar en este estudio se ha tenido en cuenta para determinar la idoneidad de este protocolo. Este estudio proporcionará información específica sobre las necesidades específicas de la población de pacientes pediátricos; que se anticipa que será un porcentaje significativo de la población de usuarios del dispositivo propuesto. La evaluación de riesgos del estudio anticipa que la población de sujetos pediátricos no estará expuesta a riesgos mayores que el estándar de atención actual para el cual ya están siendo evaluados.

Selección de tema:

Criterios de inclusión para la unidad de pacientes hospitalizados y ambulatorios:

Diagnóstico previo de epilepsia u otro trastorno convulsivo ingresado para prueba de EEG programada, de 5 a 17 años de edad, inclusive

Criterios de exclusión para la unidad de hospitalización y consulta externa:

Alergia conocida o sospechada a los adhesivos

Métodos de estudio:

Se colocarán hasta cuatro sensores de EEG de un solo canal de Epilog junto con EEG estándar con cable en la unidad de monitoreo de epilepsia. Cada sensor (1" x 1" x 1/4", 6,6 g) se adhiere al cuero cabelludo debajo de la línea del cabello con una etiqueta adhesiva conductora de una pieza que consiste en un hidrocoloide hipoalergénico e hidrogel. Los sensores se colocan aproximadamente en las ubicaciones de los electrodos F7, F8, TP9 o TP10 en el sistema internacional 10-10. Epilog está construido con una placa de circuito con electrodos de registro de EEG dorados incorporados conectados a ambos extremos. A continuación, los sensores se sellan y empaquetan en forma de una silicona flexible de grado médico y se diseñan para que tengan un perfil bajo, de modo que no se desprendan fácilmente ni resulten incómodos para el usuario. El dispositivo EEG inalámbrico funciona con una sola batería de reloj de litio (CR2016, 270 mW) sellada dentro del sensor a IPX3. Los sensores Epilog solo usan baterías aprobadas según IEC-60086-4. Epilog transmite EEG a través de Bluetooth seguro cuando interactúa con la aplicación móvil. De lo contrario, Epilog puede almacenar 10 días consecutivos de EEG cuando la radio Bluetooth está desactivada.

Una vez activado, el sensor comienza a transmitir y/o registrar datos de la señal. El médico puede conectar el dispositivo al puerto USB de una computadora portátil protegida con contraseña y aprobada por HIPAA u otro dispositivo informático para activar el sensor y/o imputar la información de ID del estudio del paciente en el sensor y/o descargar datos del sensor de acuerdo con el Formato de datos europeo, un formato EEG estándar reconocido internacionalmente (www.edfplus.info). Para visualizar la señal EEG en tiempo real, se puede usar una aplicación móvil diseñada específicamente cuando Bluetooth está habilitado en cada sensor. Para uso ambulatorio, la capacidad de ver EEG está deshabilitada. Los datos se pueden descargar desde el dispositivo mediante la conexión a una computadora protegida con contraseña y habilitada para USB. Se utilizará un hardware, una computadora y un software de adquisición basados ​​en USB con un visor de archivos EDF para ver, analizar y almacenar datos de EEG de acuerdo con las políticas de privacidad del paciente de HIPAA.

Información del dispositivo:

Etiquetado:

Todos los dispositivos de investigación tendrán la siguiente declaración en la etiqueta: PRECAUCIÓN Dispositivo de investigación. Limitado por la ley federal al uso de investigación.

Cada sensor también se etiquetará con el fabricante, la ubicación comercial, la cantidad de contenido y para identificación y trazabilidad, por número de serie y fecha de fabricación.

Clasificación del sensor:

Este sensor es muy similar a los dispositivos de electroencefalografía aprobados por la FDA bajo la sección número 21 CFR 882.1400, identificados como un dispositivo utilizado para medir y registrar la actividad eléctrica del cerebro de los pacientes obtenida al colocar dos o más electrodos en la cabeza. Este sensor está sujeto a los estándares de rendimiento FDA Clase II. Esta ruta de acceso al mercado del sensor es a través de la autorización 510(k) mediante la demostración de una equivalencia sustancial con un dispositivo predicado comercializado legalmente.

Recibo del sensor:

Epitel entregará los sensores directamente al investigador principal, quien los registrará en el formulario de responsabilidad del sensor en la carpeta del estudio.

Almacenamiento del sensor: Los sensores se alojan individualmente en cajas marcadas con el número de serie del sensor y una declaración en la etiqueta: PRECAUCIÓN Dispositivo de investigación. Limitado por la ley federal al uso de investigación. Los sensores se mantendrán bajo control material en la unidad de control de epilepsia antes y después de su uso. Los sensores se almacenarán aproximadamente a temperatura ambiente, en condiciones ambientales. No hay otros requisitos especiales de almacenamiento.

Dispensación del sensor: los sensores se registrarán en un formulario de responsabilidad del dispositivo en la Carpeta del estudio cuando 1 se entreguen a neurología, 2 se coloquen en un paciente del estudio, 3 se descarguen datos del dispositivo, 4 se borren los datos del dispositivo y 5 los dispositivos han sido devueltos y recibidos por el patrocinador del estudio. Este será firmado y fechado por el equipo de estudio.

Disposición del sensor: después de su uso, el equipo de estudio devolverá los sensores a la caja/gabinete de almacenamiento después de descargar los datos. Los datos de los sensores se borrarán y cada sensor se usará una vez si es un paciente hospitalizado y solo en un solo paciente si es un paciente ambulatorio. Luego, los sensores se devolverán al patrocinador del estudio, donde se contabilizarán, destruirán y desecharán adecuadamente.

Devolución o destrucción de sensores: luego de la recopilación de datos y la inspección del sensor, los sensores usados ​​almacenados en neurología con un nivel de batería inferior a 1,4 V se devolverán al patrocinador del estudio, donde se contabilizarán, destruirán y eliminarán adecuadamente.

Proceso de reclutamiento y consentimiento en unidades de hospitalización y ambulatorio:

Procesos generales de consentimiento: los pacientes que se presenten en la EMU para procedimientos estándar de atención serán reclutados para este estudio. El coordinador del estudio también tiene la responsabilidad de comunicarse con el médico de los pacientes elegibles para solicitar permiso para acercarse a la familia y al paciente por correo electrónico. Si el médico otorga el permiso, el Coordinador del estudio se acercará e informará al paciente/tutor sobre la oportunidad de participar en este estudio. Todos los participantes deberán participar en el proceso de consentimiento/asentimiento. Se guiará al paciente y a los tutores legales a través de los documentos de consentimiento informado y asentimiento y se les dará el tiempo adecuado para hacer preguntas sobre el estudio.

Proceso de consentimiento/asentimiento para todos los pacientes que cumplan con los criterios de inscripción:

El estudio se describirá verbalmente cuando el Coordinador del estudio se acerque al paciente y la familia y la descripción también se escribirá en el documento de consentimiento. Los pacientes tendrán la oportunidad de hacer preguntas en cualquier momento durante el proceso de inscripción. Una vez que acepten participar en el estudio, se les pedirá que firmen el formulario de consentimiento y que den su consentimiento/asentimiento verbal. No existen procedimientos de reclutamiento externo para este estudio.

Procedimientos de estudio:

Proceso de selección: Los pacientes serán seleccionados por el personal de investigación antes de su ingreso en el hospital. El equipo de personal de investigación revisará la lista de admisión semanal y evaluará a los pacientes para determinar si son apropiados para la inscripción. Una vez que se selecciona un paciente elegible, el equipo de investigación llamará o enviará un correo electrónico a los pacientes con un resumen del estudio y solicitará la aprobación para acercarse al paciente para obtener su consentimiento/asentimiento cuando sea admitido.

Inscripción:

Una vez que se determina la elegibilidad y el equipo de investigación recibe la aprobación para abordar, el personal de investigación dará una descripción verbal del estudio al paciente elegible y su familia y les ofrecerá la oportunidad de participar en el estudio. El paciente elegible y su familia, cuando corresponda, revisarán los documentos de consentimiento informado y se les dará el tiempo adecuado para hacer preguntas sobre el estudio. Después de obtener el consentimiento informado para participar en el estudio, se inscribirá al paciente. La inscripción de pacientes puede realizarla cualquiera de los miembros del equipo del estudio, como se indica en la sección de funciones/responsabilidades. La inscripción de pacientes se documenta en la carpeta del estudio.

Colocación de sensores:

Los pacientes serán monitoreados por los sensores Epilog y el EEG cableado de montaje completo para los pacientes que permanecen en la EMU. Los sensores se colocarán según las instrucciones del neurólogo, junto a un electrodo estándar en un área donde se sabe que ocurren convulsiones en caso de que se haya diagnosticado previamente epilepsia o se sospeche que ocurra. La documentación escrita sobre la(s) ubicación(es) de colocación de cada sensor junto con los electrodos de EEG con cable estándar se registrará para cada paciente. Los pacientes usarán Epilog mientras se registre simultáneamente el EEG con cable (1 a 7 días en la EMU). Para los pacientes que deben usar Epilog de forma continua fuera de la EMU, se proporcionarán instrucciones por escrito, una demostración interactiva verbal y un video sobre cómo usar Epilog y la aplicación móvil.

Después del uso, los sensores Epilog se quitarán despegándolos suavemente del cuero cabelludo. Para uso ambulatorio, se indica a los pacientes y sus familiares/cuidadores que reemplacen la etiqueta adhesiva conductora una vez al día, generalmente mientras se duchan o se bañan, o antes de acostarse.

Riesgos y beneficios:

Riesgos del estudio:

Los riesgos de este estudio son mínimos. Existe un riesgo potencial de que el paciente pueda tener una reacción adversa al gel adhesivo conductor utilizado para fijar los electrodos de registro al cuero cabelludo. Este riesgo se minimizará observando diariamente el cuero cabelludo alrededor del dispositivo en busca de enrojecimiento o irritación que podría indicar una reacción al adhesivo conductor. Solo se utilizan hidrogeles conductores e hidrocoloides adhesivos hipoalergénicos aprobados por la FDA.

Beneficios del estudio:

No hay beneficios directos para el paciente por participar en este estudio. El beneficio potencial para las clínicas y los pacientes a largo plazo es que el registro de EEG inalámbrico puede resultar útil para determinar si se puede usar un solo canal de EEG inalámbrico a largo plazo para detectar, alertar y predecir la actividad convulsiva fuera del hospital durante el día a día de un paciente. actividades. El EEG también se puede usar para determinar la prevalencia de ciclos de sueño normales versus anormales en pacientes, aunque esta información no se evaluará directamente en este estudio.

Retiro:

Retiro del sujeto: los sujetos abandonarán el estudio si existe alguna de las siguientes condiciones; 1) El sujeto se retira voluntariamente del estudio, 2) El bienestar de los sujetos, en opinión del investigador, se vería comprometido por la continuación del estudio, 3) El sujeto experimenta un evento adverso definido por el investigador como relacionado con el dispositivo.

Cómo dar de baja materias:

Un sujeto puede informar su retiro voluntario a cualquiera de los contactos del estudio. Cualquier miembro del equipo de estudio que reciba una notificación de retiro deberá informarlo al Coordinador del estudio. Si un Investigador retira un sujeto; esto se documentará en la Carpeta del estudio con el motivo de la baja. Si hubo algún evento adverso relacionado con el retiro, el Investigador y el Coordinador del estudio en su función de Monitor de seguridad son responsables de investigar, documentar y, si corresponde, informar estos incidentes. El Coordinador del estudio y el Investigador principal del estudio son responsables de garantizar la seguridad del paciente en caso de retiro y de que se hayan recuperado todos los dispositivos dispensados. El retiro de cualquier paciente se documenta en la Carpeta del estudio bajo la información del participante.

Seguridad:

No existen riesgos para el paciente por la retirada prematura de este estudio.

Seguir:

Se hará un esfuerzo razonable para realizar un seguimiento de todos los participantes del estudio que se retiren del estudio después del momento de la retirada para garantizar que no haya eventos adversos relacionados con el dispositivo. Como mínimo, este esfuerzo debería obtener datos de supervivencia del paciente. El Coordinador del Estudio es responsable de este seguimiento.

Datos del estudio:

Al momento de la inscripción, se recopilarán los siguientes datos como parte del estudio: sexo, edad, documentación de alergia/sensibilidad cutánea no conocida a los adhesivos (característica de exclusión), historial de diagnóstico de epilepsia (si corresponde). Durante el Estudio, se obtendrá EEG inalámbrico del dispositivo de estudio. Para pacientes hospitalizados, el EEG se registrará mediante un procedimiento cableado tradicional durante el tiempo que se use el dispositivo de estudio. Para datos de pacientes ambulatorios, respuestas diarias a un conjunto de preguntas de la encuesta presentadas al paciente por la aplicación Aura, modificada con PROMIS, desarrollada por el Dr. Madison Berl. Cada persona inscrita responderá las preguntas de la encuesta de referencia que incluyen (1) la cantidad promedio de horas que uno duerme por día durante una semana típica y (2) una encuesta de escala de estrés percibido de 10 preguntas. Las respuestas a estas preguntas de línea de base personalizarán el riesgo asociado con cada cambio desde la línea de base a lo largo del tiempo. A medida que comience el estudio ambulatorio y los inscritos usen Epilog durante el período de 90 días, la aplicación móvil continuará haciendo preguntas de la encuesta conductual y psicológica como un medio para efectuar un cambio en el pronóstico de convulsiones proporcionado por la aplicación móvil. La cantidad de preguntas que la aplicación le haga al usuario no excederá las cuatro por día para reducir la carga del uso diario de la aplicación. Junto con los parámetros fisiológicos (EEG y susceptibilidad circadiana a las convulsiones), se estimará y optimizará post hoc un pronóstico de convulsiones por hora. Este sería un pronóstico que el usuario vería y podría usar para planificar su día. Es importante destacar que realizaremos un seguimiento de cómo el usuario interactúa con la aplicación móvil para determinar la adherencia, la frecuencia con la que se usa la aplicación, los clics, las estadísticas de fallas y la satisfacción general. Puede darse el caso de que el paciente inscrito comience a responder las preguntas planteadas por la aplicación con poca frecuencia o no responda en absoluto. Para mitigar este problema, la aplicación seguirá solicitando al usuario que responda las preguntas si se descartan. Si el usuario pierde dos o más días, el coordinador del estudio se comunicará con el paciente para fomentar la adherencia.

Plan de análisis:

Las medidas de resultado primarias para este estudio son los tiempos de eventos de convulsiones marcados por los epileptólogos como el inicio, el final, los artefactos y el tipo de convulsión durante los estudios de pacientes hospitalizados. Estos datos se utilizan para desarrollar algoritmos automatizados de detección y alerta de convulsiones. Para estudios de pacientes ambulatorios, la interacción de los pacientes con la aplicación móvil, la frecuencia con la que se usa la aplicación, los clics, las estadísticas de fallas y la satisfacción general con el rendimiento de probabilidad de pronóstico de convulsiones.

Referencias:

1. Blum, DE, et al., Conciencia del paciente sobre las convulsiones. Neurología, 1996. 47(1): pág. 260-4.
2. Hoppe, C., A. Poepel y C.E. Elger, Epilepsia: precisión de los recuentos de convulsiones del paciente. Arco Neurol, 2007. 64(11): pág.

1595-9. 3. Poochikian-Sarkissian, S., et al., Conocimiento del paciente de las convulsiones según lo documentado en la unidad de control de la epilepsia. Can J Neurosci Enfermeras, 2009. 31(4): pág. 22-3. 4. Fisher, R.S., et al., Diarios de convulsiones para la investigación y la práctica clínicas: limitaciones y perspectivas futuras. Comportamiento de la epilepsia, 2012. 24(3): pág. 304-10. 5. Derry, C.P. y S. Duncan, Sueño y epilepsia. Comportamiento de la epilepsia, 2013. 26(3): pág. 394-404.

6. Matos, G., et al., Sueño y epilepsia: explorando una relación intrigante con un enfoque traslacional. Comportamiento de la epilepsia, 2013. 26(3): pág. 405-9. 7. Novakova, B., et al., El papel del estrés como desencadenante de ataques epilépticos: una revisión narrativa de la evidencia de estudios en humanos y animales. Epilepsia, 2013. 54(11): pág. 1866-76. 8. Luoni, C., et al., Determinantes de la calidad de vida relacionada con la salud en la epilepsia farmacorresistente: resultados de un gran estudio multicéntrico de pacientes reclutados consecutivamente utilizando evaluaciones cuantitativas validadas. Epilepsia, 2011. 52(12): pág. 2181-91. 9. Schuele, S.U. y H. O. Luders, Epilepsia intratable: manejo y alternativas terapéuticas. Lancet Neurol, 2008.

7(6): pág. 514-24. 10 Freeman, WJ, et al., Espectros espaciales de EEG y EMG del cuero cabelludo de humanos despiertos. Clin Neurofisiol, 2003. 114(6): pág. 1053-68. 11 Davey, M.P., J.D. Victor y N.D. Schiff, Espectros de potencia y coherencia en el EEG de un paciente vegetativo con daño cerebral asimétrico grave. Clin Neurofisiol, 2000. 111(11): pág. 1949-54