Obstruktiivisen uniapnean hoitoklusterijärjestelmän kehittäminen polysomnografisten fysiologisten signaalien avulla

Taustat:

Obstruktiivinen uniapnea-oireyhtymä (OSA) on tunnusomaista toistuvista ylähengitysteiden tukkeutumisesta unen aikana, ja niitä esiintyy noin 14 prosentilla 30–70-vuotiaista miehistä ja 5 prosentilla naisista. OSA:n etiologia on jaettu anatomisiin ja ei-anatomisiin tekijöihin. Anatomisia tekijöitä ovat ylempien hengitysteiden kaventuminen tai romahtaminen, kun taas ei-anatomisiin tekijöihin kuuluvat lihasherkkyyden heikkeneminen, matala kiihottumiskynnys ja korkea silmukan vahvistuminen. Anatomisia ongelmia voidaan hoitaa käyttämällä kirurgisia toimenpiteitä tai hammaslääketieteellisiä laitteita. Ei-anatomiset ongelmat, kuten alhainen kiihottumiskynnys ja korkea silmukan vahvistus, voivat vaatia farmakologista hoitoa tai happihoitoa. Genioglossus-lihaksen (GG) aktiivisuus, joka on ratkaisevan tärkeä unen aikana, on riittämätön noin 30 %:lla OSA-potilaista. Säännölliset orofaryngeaaliset lihasharjoitukset voivat vähentää OSA:n vakavuutta ja siihen liittyviä oireita.

Kuitenkin tarkkoja kliinisiä ennustetyökaluja optimaalisen hoitostrategioiden valitsemiseksi puuttuu, ja tutkimus OSA-potilaiden etäkuntouttamisesta on riittämätöntä. Tämän tutkimuksen tavoitteena on kehittää tekoälyä käyttävä automatisoitu hoitoklusterijärjestelmä, joka luokittelee potilaat etiologian perusteella: (i) anatomisiin tekijöihin, (ii) lihasherkkyyden heikkenemiseen ja (iii) muihin ei-anatomisiin tekijöihin. Tämä järjestelmä analysoi fysiologisia uniarvioita retrospektiivisen polysomnografian (PSG) tietokannasta. Ristivalidointi suoritetaan uusille OSA-potilaille, jotka käyvät läpi erilaisia ​​hoitostrategioita, mukaan lukien kirurgiset interventiot, CPAP-hoito ja suunnielun koulutus (toimitetaan kasvotusten tai etäkuntoutuksen kautta).

Menetelmät:

Automaattinen hoitoklusterijärjestelmä käyttää tekoälyä potilaiden luokittelemiseksi etiologisiin ryhmiin: (i) anatomiset tekijät, kuten ylempien hengitysteiden kaventuminen tai romahdus; (ii) ei-anatomiset tekijät, kuten lihasten heikentynyt vaste; ja (iii) muut ei-anatomiset tekijät. Luokittelu perustuu useiden fysiologisten uniarvioiden analysointiin, mukaan lukien elektromyografia (EMG) ja pneumotakografit, retrospektiivisestä PSG-tietokannasta. Järjestelmälle tehdään ristiinvalidointi uusien OSA-potilaiden kanssa, jotka seulotaan mukaanotto- ja poissulkemiskriteerien perusteella ja jotka antavat suostumuksensa.

Ristiinvalidointivaiheen aikana OSA-potilaille tehdään erilaisia ​​arviointeja, mukaan lukien polysomnografia, uneen liittyvä kyselylomake, lääkkeiden aiheuttama unen endoskopia (DISE), tietokonetomografia (CT), toiminnallinen magneettikuvaus (fMRI), kielen lihasvoima ja kestävyystestit ja mielentilan arvioinnit. Käsittelyä edeltävät ja jälkimittaukset tehdään. CT-skannaukset ja DISE arvioivat anatomisia rakenteita ennen hoitoa ja sen jälkeen, kun taas fMRI tutkii aivojen aktivaatiotilan. Lihasvoima- ja kestävyystestit arvioivat kielilihaksen herkkyystason ennen ja jälkeen interventiota.

Koneoppimista hyödyntävä automatisoitu hoitoklusterijärjestelmä määrittää kunkin tapauksen fenotyypin PSG:n, TT:n, uniendoskopian, fMRI:n sekä kielen voiman ja kestävyyden tulosten perusteella. Nämä tulokset auttavat kliinikoita potilaiden luokittelussa ja hoidon onnistumisasteiden ennustamisessa. Hoitopäätökset tehdään yhteistyössä lääkäreiden ja potilaiden välillä, ottaen huomioon kliinisen asiantuntemuksen ja potilaan mieltymykset.

Osallistujia, jotka fenotyypitysjärjestelmän mukaan anatomisten tekijöiden vuoksi luokitellaan ylempien hengitysteiden ahtautumiseen tai romahtamiseen, suositellaan kirurgiseen hoitoon. Potilaille, joiden lihasherkkyys on heikentynyt, suositellaan 12 viikon suunnielulihasten harjoittelua. Tämä koulutus järjestetään kahdessa muodossa: kasvokkain tapahtuva istunto ja etäkuntoutus. Jokainen istunto kestää 45–60 minuuttia, ja osallistujat osallistuvat kasvokkain tapahtuviin istuntoihin laboratoriossa tai verkkokursseille (etäkuntoutus) 1–3 päivänä viikossa. Molempia ryhmiä ohjataan suorittamaan ylimääräisiä suunnielun harjoituksia kotona. Potilaat, jotka eivät sovi näihin ryhmiin, käyttävät CPAP-hoitoa, joka on OSA-hoidon kultainen standardi. Hoitojakson aikana osallistujia kaikista ryhmistä seurataan säännöllisesti mahdollisten riskien arvioimiseksi. Jokaiseen ryhmään odotetaan 50 tapausta. Kuuden kuukauden hoidon jälkeen apnea-hypopnea-indeksi kerätään polysomnografian perusteella, jotta voidaan arvioida onnistumisprosentit ja verrata niitä ennustettuun arvoon, joka on analysoitu fenotyyppijärjestelmällä.