Monitoraggio domiciliare di pazienti affetti da broncopneumopatia cronica ostruttiva mediante un dispositivo per la tecnica dell'oscillazione forzata

I continui progressi della scienza e della tecnologia medica e il miglioramento delle condizioni di vita hanno aumentato l'aspettativa di vita nei paesi industrializzati: il risultato è il progressivo invecchiamento della popolazione [ONU, 2002]. Una delle conseguenze di questa tendenza è il crescente numero di persone affette da malattie croniche.

Tra queste patologie la broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO) è la più importante per numero di pazienti e decessi che interessano 80 milioni di persone nel mondo [WHO, 2006]. Il decorso della malattia è caratterizzato da periodi stabili interrotti da esacerbazioni acute intermittenti dei sintomi, durante i quali si verifica un grave processo infiammatorio, che porta ad un aumento dell'ostruzione delle vie aeree. Durante le riacutizzazioni il rischio di morte è molto alto [Connors et al, 1996;Soler-Cataluna et al, 2005]. Inoltre la frequenza e la gravità delle riacutizzazioni sono correlate al peggioramento delle condizioni di salute del paziente [Anzueto et al, 2009; Donaldson e altri, 2002].

L'onere della cura dei pazienti con BPCO sui sistemi sanitari nazionali e sulla società è elevato. L'utilizzo delle risorse sanitarie da parte dei pazienti con BPCO è principalmente dovuto alle riacutizzazioni che richiedono cure nei pronto soccorso e in ospedale [Dal Negro, 2008] .

Negli ultimi anni la necessità di razionalizzare i costi sanitari ha spinto allo sviluppo di nuove tecnologie per il monitoraggio domiciliare di questi pazienti finalizzate principalmente alla diagnosi precoce dell'insorgenza di riacutizzazioni. Ciò potrebbe favorire lo sviluppo di nuovi modelli terapeutici e organizzativi volti a ridurre l'impatto di tali eventi sulla qualità della vita del paziente e sui sistemi sanitari nazionali.

I dati pubblicati offrono diversi modelli di follow-up del monitoraggio domiciliare della BPCO. Diari scritti ed elettronici, questionari, assistenza telefonica da parte di infermieri respiratori o personale clinico specializzato e l'uso di call center basati sul web sono stati tutti suggeriti per il follow-up dei pazienti dopo la dimissione dagli ospedali. Anche se sono riportati risultati positivi in ​​termini di riduzione dei ricoveri [Vitacca et al, 2009] molti pazienti con BPCO tendono a sottovalutare la gravità della loro condizione [Cote et al, 1998] e la compliance del paziente nel registrare i propri sintomi diminuisce rapidamente nel tempo [ Cote et al, 1998]. Inoltre, altri autori affrontano la difficoltà di valutare correttamente l'impatto di tali modelli sulla qualità della vita del paziente e sulla riduzione del tasso di ospedalizzazione e mortalità [Ram et al, 2004; Bolton e altri, 2010].

Un efficace sistema di monitoraggio domiciliare per i pazienti con BPCO dovrebbe avere le seguenti caratteristiche:

1. facile da usare in un ambiente non sorvegliato,
2. in grado di fornire informazioni sensibili e obiettive sullo stato del paziente,
3. basso costo.

Clinicamente, la diagnosi e il monitoraggio dei pazienti con BPCO si basano su parametri spirometrici, come FEV1 (volume espiratorio forzato in 1 secondo), FVC (capacità vitale forzata) e FEV1/FVC ottenuti da manovre espiratorie forzate [Gold, 2009]. Tuttavia, per la maggior parte dei pazienti affetti da BPCO, è molto difficile eseguire correttamente la spirometria a causa della loro scarsa capacità di eseguire manovre forzate. Per questo motivo è necessario che il test sia supervisionato da un medico [Miller et al, 2005]. Inoltre, vi è una convinzione generale nella comunità medica che il FEV1 sia insensibile ai cambiamenti in brevi periodi di tempo nei pazienti con BPCO, quindi è controverso l'affidamento di questo parametro come metrica accurata per gli eventi respiratori acuti.

Questi possono essere alcuni dei motivi per cui la maggior parte degli studi in cui i pazienti sono stati monitorati mediante spirometria domiciliare o misuratori di picco di flusso hanno riportato scarsi risultati [Brouwer et al, 2010].

Una tecnologia promettente per il monitoraggio domiciliare delle malattie respiratorie è rappresentata dalla Tecnica delle Oscillazioni Forzate (FOT). L'FOT si basa sull'analisi della risposta del sistema respiratorio a stimoli pressori esterni sovrapposti alla respirazione spontanea del paziente. Non richiede la collaborazione del paziente e può fornire misurazioni accurate anche senza la supervisione di personale specializzato.

Negli ultimi anni nuove tecnologie basate su FOT e algoritmi speciali sono state sviluppate dal gruppo di ricerca respiratoria del Dipartimento di Bioingegneria del Politecnico di Milano, Italia. Tali metodologie sono già state sperimentate dimostrandosi efficaci per la valutazione automatica e quantitativa di diversi fenomeni tra cui:

• la presenza o meno di Expiratory Flow Limitation (EFL) respiro dopo respiro [Dellaca' et al, 2004];
• resistenza delle vie aeree corretta dagli artefatti introdotti da EFL [Dellaca' et al, 2009];
• il grado di eterogeneità delle vie aeree misurato dall'analisi della dipendenza dalla frequenza della resistenza;
• la risposta dell'apparato respiratorio alla somministrazione di broncodilatatori e broncocostrittori [Dellaca' et al, 2009].

Recentemente una società spin-off del gruppo respiratorio del Dipartimento di Bioingegneria del Politecnico di Milano ha messo a disposizione uno speciale dispositivo (RESMONPRO-diario) atto a raccogliere dati a domicilio del paziente senza controllo medico. I dati di un dispositivo prototipo registrati su pazienti asmatici hanno dimostrato la sua idoneità per il monitoraggio remoto senza supervisione di condizioni croniche.

SCOPO DELLO STUDIO

Lo scopo del presente studio è valutare la possibilità di monitorare i parametri oscillatori della meccanica polmonare, misurati mediante la tecnica delle oscillazioni forzate (FOT), per la diagnosi precoce delle riacutizzazioni nei pazienti con BPCO.

Pertanto, l'esito primario sarà l'identificazione della relazione tra i cambiamenti nei sintomi del paziente, il pattern respiratorio, gli indici di impedenza meccanica polmonare e l'insorgenza e l'esacerbazione.

Un ulteriore risultato dello studio sarà l'identificazione e la classificazione delle riacutizzazioni avvenute.

PROTOCOLLO DI STUDIO

Misure pre-studio:

Dopo l'arruolamento nello studio, ogni soggetto sarà visitato dal medico e sottoposto a un test di funzionalità polmonare standard.

Inoltre verranno raccolti i seguenti dati:

• anamnesi di riacutizzazione
• storia del fumo
• storia della malattia
• presenza di comorbilità

Programma di monitoraggio quotidiano della casa:

Tutti i pazienti saranno monitorati a casa utilizzando un dispositivo per la misurazione oscillometrica della funzionalità polmonare (RESMON pro).

La durata della misurazione sarà di 2-3 minuti una volta al giorno per un periodo compreso tra 6 e 8 mesi. All'inizio della misurazione il dispositivo chiederà al paziente di compilare un semplice questionario per l'autovalutazione dei propri sintomi (dispnea, quantità e purulenza dell'espettorato, respiro sibilante, tosse). Per tutta la durata dello studio, al partecipante verrà chiesto di indossare un Actiwatch Spectrum 24 ore al giorno. L'Actiwatch Spectrum, un piccolo dispositivo simile a un orologio, misura l'attività registrando e analizzando le letture dall'accelerometro di bordo. Ogni epoca di attività di 1 minuto viene analizzata e i risultati statistici vengono archiviati nella memoria integrata che può contenere fino a sei mesi di dati. I dati Actigraphy forniscono una registrazione obiettiva dell'attività e sono stati convalidati per determinare modelli di sonno/veglia normali e anormali.

Un infermiere eseguirà un colloquio telefonico settimanale al fine di raccogliere informazioni sulla presenza e la tempistica dei seguenti eventi:

• Cambiamento nella terapia farmacologica attuale
• Uso/prescrizione di steroidi sistemici
• Uso/prescrizione di antibiotici
• Ricovero per cause respiratorie
• Ingresso in Pronto Soccorso
• Chiamata generica non programmata
• Visita non programmata del medico di base
• Visita specialistica
• Peggioramento nel sonno
• Peggioramento della dispnea durante l'attività della vita quotidiana
• Febbre

ANALISI DEI DATI

I dati delle serie temporali e la loro variabilità saranno analizzati utilizzando il metodo dell'irreversibilità temporale, l'entropia campionaria e multiscala e la statistica dei valori estremi di Gumbel. Il predittore di una riacutizzazione sarà quindi derivato calcolando la probabilità condizionata di avere un futuro evento acuto data la tendenza o la variabilità degli indici derivati ​​dai metodi di cui sopra. Inoltre i dati saranno analizzati anche utilizzando un approccio deterministico: analisi di modellazione lineare e non lineare