Kroonista obstruktiivista keuhkosairautta sairastavien potilaiden seuranta kotona pakkovärähtelytekniikan laitteella

Lääketieteen ja tekniikan jatkuva edistyminen ja elinolojen paraneminen ovat nostaneet eliniänodotetta teollisuusmaissa: seurauksena on väestön progressiivinen ikääntyminen [YK, 2002]. Yksi tämän suuntauksen seurauksista on kroonisista sairauksista kärsivien ihmisten määrän lisääntyminen.

Näistä patologioista krooninen obstruktiivinen keuhkosairaus (COPD) on tärkeämpi potilaiden lukumäärän ja kuolemantapausten kannalta 80 miljoonalla ihmisellä maailmassa [WHO, 2006]. Sairauden ajalliselle kululle on ominaista vakaat jaksot, jotka katkeavat ajoittaisten akuuttien oireiden pahenemisvaiheissa, jolloin esiintyy vakava tulehdusprosessi, joka johtaa lisääntyneeseen hengitysteiden tukkeutumiseen. Pahenemisvaiheiden aikana kuoleman riski on erittäin korkea [Connors et al, 1996; Soler-Cataluna et al, 2005]. Lisäksi pahenemisvaiheiden esiintymistiheys ja vakavuus korreloivat potilaan terveydentilan heikkenemisen kanssa [Anzueto et al, 2009; Donaldson et ai, 2002].

Keuhkoahtaumatautipotilaiden hoitotaakka kansallisille terveydenhuoltojärjestelmille ja yhteiskunnalle on korkea. Keuhkoahtaumatautipotilaiden terveydenhuollon resurssien käyttö johtuu ensisijaisesti akuuteista pahenemisvaiheista, jotka vaativat hoitoa ensiapupoliklinikalla ja sairaalassa [Dal Negro, 2008].

Tarve järkeistää terveydenhuollon kustannuksia on muutaman viime vuoden aikana johtanut uusien tekniikoiden kehittämiseen näiden potilaiden kotiseurantaan, jonka pääasiallisena tavoitteena on pahenemisvaiheiden varhainen havaitseminen. Tämä voisi auttaa kehittämään uusia terapeuttisia ja organisatorisia malleja, joilla pyritään vähentämään tällaisten tapahtumien vaikutusta potilaan elämänlaatuun ja kansallisiin terveydenhuoltojärjestelmiin.

Julkaistut tiedot tarjoavat useita erilaisia ​​seurantamalleja keuhkoahtaumataudin kotiseurantaan. Potilaiden seurantaan sairaaloista kotiutumisen jälkeen on ehdotettu kirjallisia ja sähköisiä päiväkirjoja, kyselylomakkeita, hengityssairaanhoitajien tai erikoislääkärin antamaa puhelinapua ja verkkopohjaisten puhelinkeskusten käyttöä. Vaikka positiivisia tuloksia on raportoitu sairaalahoidon vähentämisen suhteen [Vitacca et al, 2009], monet keuhkoahtaumatautipotilaat pyrkivät aliarvioimaan tilansa vakavuuden [Cote et al, 1998] ja potilaan suostumus oireiden kirjaamiseen heikkenee nopeasti ajan myötä [ Cote et ai, 1998]. Lisäksi muut kirjoittajat käsittelevät vaikeutta arvioida oikein tällaisten mallien vaikutusta potilaan elämänlaatuun sekä sairaalahoidon ja kuolleisuuden vähenemiseen [Ram et al, 2004; Bolton et ai, 2010].

Tehokalla keuhkoahtaumatautipotilaiden kotiseurantajärjestelmällä tulee olla seuraavat ominaisuudet:

1. helppo käyttää valvomattomassa ympäristössä,
2. pystyy tarjoamaan järkevää ja objektiivista tietoa potilaan tilasta,
3. halpa.

Kliinisesti keuhkoahtaumatautipotilaiden diagnoosi ja seuranta perustuvat spirometrisiin parametreihin, kuten FEV1 (pakotettu uloshengitystilavuus 1 sekunnissa), FVC (pakotettu vitaalikapasiteetti) ja FEV1/FVC, jotka saadaan pakotetuista uloshengitysliikkeistä [Gold, 2009]. Useimmille keuhkoahtaumatautia sairastaville potilaille on kuitenkin erittäin vaikeaa suorittaa spirometriaa oikein, koska heidän kykynsä suorittaa pakkoliikkeitä on huono. Tästä syystä on välttämätöntä, että testi on lääkärin valvonnassa [Miller et al, 2005]. Lisäksi lääketieteellisessä yhteisössä vallitsee yleinen usko, että FEV1 ei ole herkkä keuhkoahtaumatautipotilaiden lyhyen ajan kuluessa tapahtuville muutoksille, joten tämän parametrin luotettavuus akuuttien hengitystapahtumien tarkkana mittarina on kiistanalainen.

Nämä voivat olla joitakin syitä siihen, miksi useimmat tutkimukset, joissa potilaita on seurattu kotispirometrialla tai huippuvirtausmittareilla, ovat raportoineet huonoista tuloksista [Brouwer et al, 2010].

Lupaavaa tekniikkaa hengityselinsairauksien kotiseurantaan edustaa Forced Oscillations Technique (FOT). FOT perustuu analyysiin hengityselinten vasteesta ulkoisiin paineärsykkeisiin, jotka kohdistuvat potilaan spontaaniin hengitykseen. Se ei edellytä potilaan yhteistyötä ja se pystyy antamaan tarkat mittaukset myös ilman erikoishenkilöstön valvontaa.

Viime vuosina Italian Politecnico di Milanon yliopiston biotekniikan osaston hengitystietutkimusryhmä on kehittänyt uusia FOT-tekniikkaan ja erikoisalgoritmeihin perustuvia teknologioita. Nämä menetelmät on jo testattu ja osoittautuneet tehokkaiksi useiden ilmiöiden automaattiseen ja kvantitatiiviseen arviointiin, mukaan lukien:

• uloshengitysvirtauksen rajoituksen (EFL) esiintyminen hengityksen mukaan [Dellaca' et al, 2004];
• hengitysteiden vastus korjattu EFL:n esittämistä artefakteista [Dellaca' et al, 2009];
• hengitysteiden heterogeenisyyksien aste mitattuna vastuksen taajuusriippuvuuden analyysillä;
• hengityselinten vaste keuhkoputkia laajentavien ja keuhkoputkia supistavien lääkkeiden antamiseen [Dellaca' et al, 2009].

Äskettäin Politecnico di Milanon biotekniikan osaston hengityselinten ryhmästä spin-off-yhtiö on antanut käyttöön erityisen laitteen (RESMONPRO-päiväkirja), joka soveltuu tietojen keräämiseen potilaan kotona ilman lääkärin valvontaa. Prototyyppilaitteen astmapotilaista tallennetut tiedot ovat osoittaneet sen soveltuvan kroonisten sairauksien valvomattomaan etäseurantaan.

TUTKIMUKSEN TAVOITE

Tämän tutkimuksen tavoitteena on arvioida keuhkojen mekaniikan värähtelyparametrien seurantamahdollisuutta FOT-tekniikalla (Forced Oscillation Technique) mitattuna keuhkoahtaumapotilaiden pahenemisvaiheiden varhaisessa havaitsemisessa.

Siksi ensisijainen tulos on potilaan oireiden muutosten, hengitysmallin, keuhkojen mekaanisen impedanssin indeksien sekä oireiden esiintymisen ja pahenemisen välisen suhteen tunnistaminen.

Tutkimuksen lisätuloksena on havaittujen pahenemisvaiheiden tunnistaminen ja luokittelu.

TUTKIMUSPROTOKOLLA

Mittaukset ennen tutkimusta:

Tutkimukseen ilmoittautumisen jälkeen lääkäri vierailee jokaisessa koehenkilössä ja hänelle tehdään standardi keuhkojen toimintatesti.

Lisäksi kerätään seuraavat tiedot:

• pahenemishistoria
• tupakoinnin historia
• sairaushistoria
• rinnakkaisten sairauksien esiintyminen

Päivittäinen kodin seurantaohjelma:

Kaikkia potilaita seurataan kotona keuhkojen toiminnan oskillometrisellä mittauslaitteella (RESMON pro).

Mittauksen kesto on 2-3 minuuttia kerran päivässä 6-8 kuukauden ajan. Mittauksen alussa laite pyytää potilasta täyttämään yksinkertaisen kyselylomakkeen oireidensa itsearviointia varten (hengitys, ysköksen määrä ja märkivä hengitys, hengityksen vinkuminen, yskä). Tutkimuksen ajan osallistujaa pyydetään käyttämään Actiwatch Spectrumia 24 tuntia vuorokaudessa. Actiwatch Spectrum, pieni kellomainen laite, mittaa aktiivisuutta tallentamalla ja analysoimalla ajoneuvon kiihtyvyysmittarin lukemia. Jokainen 1 minuutin toimintajakso analysoidaan ja tilastolliset tulokset tallennetaan sisäiseen muistiin, joka voi sisältää jopa kuuden kuukauden tietoja. Actigraphy-tiedot tarjoavat objektiivisen tallenteen aktiivisuudesta, ja ne on validoitu määrittämään normaalit ja epänormaalit uni-/herätyskuviot.

Sairaanhoitaja suorittaa viikoittain puhelinhaastattelun kerätäkseen tietoa seuraavien tapahtumien läsnäolosta ja ajoituksesta:

• Muutos nykyiseen lääkehoitoon
• Systeemisten steroidien käyttö/resepti
• Antibioottien käyttö/resepti
• Sairaalahoito hengityselinten syistä
• Pääsy päivystykseen
• Suunnittelematon yleislääkärin käynti
• Suunnittelematon yleislääkärikäynti
• Asiantuntijan vierailu
• Paheneminen unessa
• Hengenahdin paheneminen päivittäisen toiminnan aikana
• Kuume

TIETOJEN ANALYSOINTI

Aikasarjadataa ja niiden vaihtelua analysoidaan ajan peruuttamattomuuden, otos- ja monimittakaavaentropian menetelmällä sekä Gumbelin ääriarvojen tilastolla. Pahenemisen ennustaja johdetaan sitten laskemalla tulevan akuutin tapahtuman ehdollinen todennäköisyys ottaen huomioon trendi tai edellä olevista menetelmistä johdettujen indeksien vaihtelu. Lisäksi dataa analysoidaan myös deterministisellä lähestymistavalla: lineaarisella ja epälineaarisella mallinnusanalyysillä