Kroonisia sydän- ja keuhkosairauksia sairastavien suuren riskin potilaiden etäseuranta

Kroonisten sydän- ja keuhkosairauksien paheneminen on merkittävä sairastuvuuden ja kuolleisuuden syy maailmanlaajuisesti. Maailmassa on arviolta 23 miljoonaa sydämen vajaatoimintaa sairastavaa potilasta, ja sydämen vajaatoiminnan esiintyvyyden Yhdysvalloissa ennustetaan kasvavan seuraavien neljän vuosikymmenen aikana, ja vuonna 2040 arviolta 772 000 uutta sydämen vajaatoimintatapausta. Kroonisten hengitystiesairauksien paheneminen voi nopeuttaa keuhkojen toiminnan heikkenemistä ja vähentää eloonjäämistä. Ne voivat myös johtaa terveydenhuollon kustannusten huomattavaan nousuun. Kroonisen obstruktiivisen keuhkosairauden (COPD) pahenemisvaiheet ovat tärkeä syy takaisinottoihin, sillä 30 päivän takaisinottoaste on noin 20 % ja siitä aiheutuvat 15 miljardin Yhdysvaltain dollarin vuotuiset terveydenhuoltomenot. Kystisellä fibroosilla (CF), geneettinen sairaus, joka vaikuttaa hengitysteiden puhdistumaan ja eritteisiin, on 30 päivän takaisinottoaste noin 11 %.

Sairaalakäyntien ja päivystyskäyntien korkeiden kustannusten vuoksi ja erityisesti COVID-19-pandemian vuoksi kustannustehokkaammista "sairaalan ulkopuolisista" johtamismalleista on tullut yhä houkuttelevampia. Tällaiset mallit eivät ainoastaan ​​tarjoa kustannushyötyjä potilaille, maksajille ja sairaaloille, vaan lisäävät myös kykyä tarjota ihmisten hoitoa kotona.

Hengitysteiden muuttujat ovat osoittautuneet yhdeksi herkimmistä keuhkoahtaumatautien pahenemisen indikaattoreista, ja hengitystiheyden ja COPD-oireiden välillä on havaittu merkittävä korrelaatio. Yhdessä pulssin ja happisaturaation kanssa nämä muuttujat tarjoavat hyödyllisen menetelmän pahenemisvaiheiden tunnistamiseen. Nykyiset analyyttiset mallit on suunniteltu laukaisemaan hälytyksiä, jotka perustuvat yleensä perinteiseen kynnystyyppiseen analytiikkaan. Tällaiset menetelmät eivät pysty tunnistamaan ja tunnistamaan trendejä, koska edistyneen analytiikan (esim. koneoppimismenetelmien) käyttö on rajoitettua. Tässä tutkimuksessa käytettäväksi ehdotettu laite mittaa hengitystiheyttä, sisäänhengityksen ja uloshengityksen (I:E) -suhdetta, hengityssyvyyttä, sykettä, SpO2:n, SpO2:n vaihtelua, potilaan liikettä, ja tutkijat analysoivat koneoppimista ja datamallinnusta. trendejä ajan myötä.

Institute of Bioengineering & Bioimaging (IBB) A*STAR:n kehittämä puettava biometrinen alusta (nimeltään "hengitysanturi") on tarkoitettu käytettäväksi rintakehässä lääketieteellisen tarralapun avulla. Hengitysanturi sisältää ei-invasiivisen anturin, joka yhdistää kiihtyvyysmittarin ja valopohjaiset menetelmät rinnan seinämän laajenemisen tai hengityksen havaitsemiseen.

Hengityssensorin avulla on mahdollista kerätä lisätietoa hengitystiedoista (hengitysnopeus, suhteellinen vuorovesisyvyys ja työsuhde) kroonisten sydän- ja keuhkosairauksien pahenemisen ennustajina ja ehkä parantaa kehittyneitä analyyttisiä malleja, jotka voivat tarjota paremman herkkyyden ja spesifisyyden perinteisiin malleihin verrattuna (esim. kliiniset päiväkirjat). Viime kädessä tämä voi mahdollistaa avohoidon pahenemisvaiheiden varhaisen ennustamisen, mikä mahdollistaa varhaisen puuttumisen ja vähentää uudelleenottoa (etäinterventioiden kautta).

Tässä projektissa Institute of Bioengineering & Bioimaging (IBB), A*STAR haluaa tehdä yhteistyötä Massachusettsin yleissairaalan kanssa potilastietojen yhdistämiseksi ja ohjelmistoalgoritmien edelleen kehittämiseksi koneoppimisen avulla (esim. satunnaiset metsämallit ja lyhytkestoiset muistimallit jne.) ja tilastolliset mallit (esim. regressiomallit ja eloonjäämisanalyysi yksi- ja monimuuttujaanalyysillä), jotka perustuvat hengitysominaisuuksiin ja hemodynamiikkaan pahenemisvaiheiden ja pahenemisen ennustamiseksi 60 potilaalla, joilla on sydän- ja keuhkosairaus. Tämän yhteistyön päätepisteet sisältävät seuraavat:

1. Vahvistaa hypoteesi hengityspohjaisten biomarkkereiden käyttämisestä malleissa (sairausagnostisissa ja sairausspesifisissä malleissa) pahenemisvaiheiden ennustamiseen - suoritettava benchmarking verrattuna seurantakyselyihin ja puheluihin
2. Todentaakseen hoitomyöntyvyyden tason, keskeyttämisasteen ja sen, tarvitaanko lisätoimenpiteitä potilaiden saamiseen jatkohoitoon