Krónikus szív- és tüdőbetegségben szenvedő magas kockázatú betegek távfelügyelete

A krónikus szív- és tüdőbetegségek súlyosbodása világszerte a morbiditás és halálozás egyik fő oka. Becslések szerint világszerte 23 millió szívelégtelenségben szenvedő beteg van, és az Egyesült Államokban a szívelégtelenség prevalenciája az előrejelzések szerint a következő négy évtizedben növekedni fog, 2040-re pedig 772 000 új szívelégtelenség esetére számítanak. A krónikus légúti betegségek súlyosbodása felgyorsíthatja a tüdőfunkció csökkenését és csökkentheti a túlélést. Az egészségügyi ellátás költségeinek jelentős növekedéséhez is vezethetnek. A krónikus obstruktív tüdőbetegség (COPD) súlyosbodása a visszafogadások egyik fontos oka, a 30 napos visszafogadási arány hozzávetőlegesen 20%, és ezt követően 15 milliárd USD éves egészségügyi kiadást jelent. A cisztás fibrózis (CF) genetikai rendellenesség, amely befolyásolja a légúti kiürülést és a váladékot, 30 napos visszafogadási aránya körülbelül 11%.

A kórházi tartózkodás és a sürgősségi osztály látogatásainak magas költségei miatt, és különösen a COVID-19 világjárvány körülményei között, a költséghatékonyabb „kórházon kívüli” menedzsment modellek egyre vonzóbbak. Az ilyen modellek nemcsak a betegek, a fizetők és a kórházak számára biztosítanak költségelőnyöket, hanem növelik az emberek otthoni ellátásának lehetőségét is.

A légzési változók a COPD exacerbáció egyik legérzékenyebb indikátorának bizonyultak, és szignifikáns korrelációt figyeltek meg a légzésszám és a COPD tünetei között. A pulzusszámmal és az oxigéntelítettséggel kombinálva ezek a változók hasznos módszert jelentenek az exacerbációk azonosítására. A jelenlegi analitikai modellek riasztások kiváltására szolgálnak, amelyek általában a hagyományos küszöb-típusú elemzéseken alapulnak. Az ilyen módszerek a fejlett elemzésekhez (például gépi tanulási módszerekhez) való korlátozott hozzáférés miatt nem képesek trendeket azonosítani és felismerni. A jelen tanulmányban használatra javasolt eszköz mérni fogja a légzésszámot, a belégzés: kilégzés (I:E) arányt, a légzési mélységet, a szívfrekvenciát, az SpO2, az SpO2 variabilitást, a páciens mozgását, és a vizsgálók gépi tanulást és adatmodellezést fognak használni a légzésük elemzésére. trendek az idő múlásával.

Az Institute of Bioengineering & Bioimaging (IBB), A*STAR által kifejlesztett, hordható biometrikus platformot ("Respiratory Sensor" néven) a mellkason kell viselni egy orvosi minőségű ragtapasz segítségével. A légzésérzékelő egy nem invazív érzékelőt tartalmaz, amely egy gyorsulásmérőt és fényalapú módszereket kombinál a mellkasfal tágulásának vagy légzésének érzékelésére.

A légzésérzékelő lehetővé teszi további légzési információk (légzésfrekvencia, relatív dagálymélység és munkaciklus) gyűjtését a krónikus szív- és tüdőbetegségek súlyosbodásának előrejelzőjeként, és esetleg javítja a fejlett analitikai modelleket, amelyek jobb érzékenységet és specifitást biztosítanak a hagyományos modellekhez képest (pl. klinikai naplók). Végső soron ez lehetővé teheti az ambuláns exacerbációk korai előrejelzését, lehetővé téve a korai beavatkozást és a visszafogadások csökkentését (távbeavatkozásokon keresztül).

Ebben a projektben az Institute of Bioengineering & Bioimaging (IBB), A*STAR szeretne együttműködni a Massachusetts General Hospital-val, hogy összesítse a betegadatokat, és továbbfejleszthesse szoftveralgoritmusát gépi tanulás segítségével (pl. véletlenszerű erdőmodellek és hosszú távú memóriamodellek stb.) és statisztikai modellek (pl. regressziós modellek és túlélési elemzés egy- és többváltozós analízissel) légzési jellemzők és hemodinamika alapján 60 kardiopulmonális betegségben szenvedő beteg exacerbációinak és állapotromlásának előrejelzésére. Ennek az együttműködésnek a végpontjai a következők:

1. A légzésalapú biomarkerek (betegség-agnosztikus és betegség-specifikus) modellekben történő felhasználásának hipotézisének igazolása az exacerbációk előrejelzésére – benchmarking elvégzése a követési kérdőívekkel és telefonhívásokkal szemben
2. A megfelelőség szintjének, a lemorzsolódási aránynak és az, hogy szükség van-e további intézkedésekre a betegek nyomon követéséhez