Keuhkojen toiminnan vaihtelu lapsilla ja nuorilla (LUV)

Tausta

Astma on yleisin krooninen lapsuuden ja nuoruuden sairaus ja tärkeä sairastuvuuden syy maailmanlaajuisesti. Sairaudelle on tunnusomaista palautuvat hengitysteiden tukkeumat (paheneminen), joihin liittyy erityisiä oireita (hengityksen vinkuminen, hengenahdistus, yskä, puristava tunne rinnassa) sekä uloshengityshuipun (PEF) ja pakotetun uloshengityksen tilavuuden väheneminen 1 sekunnissa (FEV1). Nämä spirometriset muutokset tapahtuvat kuitenkin samanaikaisesti kliinisen huononemisen kanssa, mikä rajoittaa kykyä ennustaa taudin pahenemista.

Sekä PEF että FEV1 osoittavat merkittävää päivittäistä vaihtelua, eli mitattujen arvojen vuorokausivaihtelua ja/tai päiväkohtaista vaihtelua. Terveillä yksilöillä näiden vaihteluiden malli pysyy vakiona pitkiä aikoja (viikkoja, kuukausia), toisin kuin astmapotilailla, joilla PEF- ja FEV1-vaihtelu on lisääntynyt, erityisesti ennen pahenemisvaiheita, jolloin sairauden hallinta menetetään. PEF- ja FEV1-vaihteluiden analyysiä on siis käytetty tutkimuksessa hoidon tehokkuuden arvioinnissa, riskipotilaiden tunnistamisessa ja astman pahenemisvaiheiden ennustamisessa.

Kliinisessä käytännössä PEF:n ja FEV1:n vaihtelun arviointi vaatii kuitenkin vähintään päivittäisiä mittauksia erikoislaitteilla, kirjaamista päiväkirjoihin ja hoitolääkäreiden suorittamaa tietojen säännöllistä arviointia. Prosessi voi osoittautua sekä monimutkaiseksi että aikaa vieväksi, mikä vähentää potilaiden hoitoon sitoutumista erityisesti astmaattisten lasten ja nuorten kohdalla. Lisäksi mittausten säännöllinen tarkistaminen voi haitata pahenemisen ennustamista, koska arvioinnin ajankohta ei välttämättä osu samaan aikaan keuhkojen toiminnan vaihtelussa tapahtuvien muutosten kanssa, jotka ovat ominaisia ​​astman hallinnan menettämiselle.

Teknologinen kehitys biosensorien ja mikroprosessorien alalla on viime vuosina mahdollistanut luotettavien, edullisien, kannettavien spirometrien kehittämisen, jotka voidaan yhdistää huippuluokan matkapuhelimiin (älypuhelimiin) ja seurata keuhkojen toimintaparametreja reaaliajassa ja etäisyys. Tällaisten laitteiden käyttö voi voittaa useimmat edellä mainitut esteet keuhkojen toimintaparametrien seurannassa pitkällä aikavälillä.

Tällä hetkellä on vähän tietoa PEF- ja FEV1-vaihteluista astmaa sairastavilla lapsilla ja nuorilla. Tällaiset tiedot parantaisivat ymmärrystämme taudista ja mahdollistaisivat integroitujen työkalujen kehittämisen astman hallinnan tason ja tulevien pahenemisriskien arvioimiseksi.

Tavoitteet

Tutkimuksen tavoitteet ovat:

1. PEF- ja FEV1-vaihtelun arviointi terveillä lapsilla ja nuorilla: päivittäisen PEF- ja FEV1-vaihtelun normaalin vaihteluvälin ja siihen mahdollisesti vaikuttavien parametrien määrittely

2. PEF- ja FEV1-vaihteluiden arviointi astmaa sairastavilla lapsilla ja nuorilla: erot terveistä henkilöistä ja spesifisten muutosten määrittely ennen pahenemista

   menetelmät

   A. Tutkimuspopulaatio

   Tutkimus sisältää kaksi kohorttia:

   1. Terveet 6–18-vuotiaat lapset ja nuoret (N=100) normaalin PEF- ja FEV1-vaihtelun arvioimiseksi (tavoite #1).
   2. 6–18-vuotiaat lapset ja nuoret, joilla on diagnosoitu astma [2] (N=100) PEF- ja FEV1-vaihteluiden arvioimiseksi astmaatikoilla (tavoite #2).

   B. Keuhkojen toimintamittaukset

   a. Laite: PEF- ja FEV1-mittaukset suoritetaan FDA:n hyväksymällä kannettavalla spirometrillä (Spirobank Smart, MIR, Rooma, Italia), jossa on kertakäyttöinen kaksisuuntainen digitaalinen turbiini (virtausalue ±16L/s, tilavuustarkkuus ±3 % tai 50 ml, virtaustarkkuus: ±5 % tai 200 ml/s, dynaaminen vastus <0,5 cm H2O/L/s, voidaan yhdistää älypuhelimeen Bluetooth®-yhteyden kautta käyttämällä erillistä ilmaissovellusta (iSpirometry, MIR, Rooma, Italia). Jokainen osallistuja saa henkilökohtaisen spirometrinsa. Yksityiskohtaiset tiedot laitteen käytöstä ja ylläpidosta toimitetaan (esite ja verkkoresurssit).

   b. Mittaukset: Yksi tutkijoista osoittaa oikean tekniikan PEF- ja FEV1-mittauksille (ERS/ATS-standardit). Yksityiskohtaiset tiedot tekniikasta (esite ja verkkoresurssit) toimitetaan myös. Mittaukset tehdään kahdesti päivässä klo 7.00-9.00 ja 19.00-21.00 välisenä aikana 3 kuukauden ajan.

   c. Osallistujat tai heidän vanhempansa lähettävät valmiit mittaukset (salatussa pdf-muodossa) sähköpostitse keskustietokantaan.

   d. Valvonta: Osallistujien noudattamista seurataan jatkuvasti. Tutkijat ilmoittavat osallistujille, jos mittaukset katoavat tai tekniikka on väärä.

   C. Vaihtuvuusanalyysi

   PEF- ja FEV1-vaihtelua arvioivat:

   a. Variaatiokerroin b. Detrended Fluctuation Analysis (DFA) -menetelmä, jota on käytetty laajalti aikasarjan sisäisen korrelaation tutkimiseen.14 Aluksi aikasarjan [F(n)] neliöjuuri lasketaan eri (aika)pituisille n segmenteille. Lineaarinen suhde logaritmisessa graafissa F (n) - log (n) osoittaa fraktaaliarkkitehtuurin olemassaolon tietyn datan skaalauksessa, kun taas viivan kaltevuus a kuvaa pitkän aikavälin vaihtelujen mallia.14 PEF:n tai FEV1:n päivittäisen vaihtelun muutos johtaa samanaikaiseen poikkeamiseen ennalta määrätystä arvosta.6 Tämä poikkeama voidaan helposti havaita ja kvantifioida. On osoitettu, että poikkeaman suuruus heijastaa astman pahenemisen todennäköisyyttä seuraavan kuukauden aikana. c. Vaihtuvuusanalyysi suoritetaan MatLab-ympäristössä (MathWorks, Inc., Natick, MA, USA).

   D. Lisätiedot Potilaiden ominaisuudet (ikä, sukupuoli, keuhkojen perustason toiminta, allergiat, liitännäissairaudet, lääkitys jne.) myös tallennetaan. Nämä parametrit sisällytetään regressiomalleihin tutkimaan niiden vaikutusta PEF- ja FEV1-vaihtelumalliin.

   E. Tilastot Kaikki analyysit suoritetaan IBM SPSS -ohjelmistoversiolla 25.0 (IBM Corp., Armonk, NY).

   F. Aikataulut Tutkimuksen arvioitu kesto on 24 kuukautta. • Osa I: PEF- ja FEV1-vaihteluiden arviointi terveillä lapsilla ja nuorilla Kesto: 9 kuukautta (tammi-syyskuu 2020).

   PEF- ja FEV1-mittaukset 100 osallistujalta (kukin 3 kuukautta)

   • Osa II: PEF- ja FEV1-vaihteluiden arviointi astmaa sairastavilla lapsilla ja nuorilla Kesto: 15 kuukautta (lokakuu 2020 - joulukuu 2021). PEF- ja FEV1-mittaukset 100 osallistujalta (kukin 3 kuukautta)

   G. Etiikka Tutkimus noudattaa hyvän lääketieteellisen käytännön säännöksiä ja standardeja. Osallistujat saavat yksilöllisen tutkimusnumeron, eikä henkilötietoja tallenneta. Mittaukset lähetetään sähköpostitse salatussa pdf-muodossa. Ennen ilmoittautumista hankitaan vanhempien kirjallinen suostumus. Yli 12-vuotiailta lapsilta tulee myös kirjallinen suostumus. Tutkimuksen on hyväksynyt Kreikan Patrasin yliopistollisen sairaalan eettinen komitea (päätös # 329/02-04-2019).