Fattibilità e accuratezza predittiva di un posizionatore mandibolare controllato da computer interno nell'identificazione di candidati favorevoli per la terapia con apparecchi orali

I. CONTESTO E SIGNIFICATO

L'apnea ostruttiva del sonno (OSA) è una malattia comune che comporta rischi significativi per malattie cardiovascolari, mortalità e costi economici. Quasi trent'anni fa, i primi studi sulla popolazione hanno rilevato che la prevalenza dell'OSA era compresa tra il cinque e il nove per cento della popolazione adulta. L'eccesso di peso corporeo è un fattore di rischio per lo sviluppo dell'OSA e il recente aumento della prevalenza dell'obesità ha portato a stime riviste della prevalenza dell'OSA, ora al diciassette per cento della popolazione adulta. L'OSA è scarsamente riconosciuta clinicamente; attualmente l'85% degli apneici rimane non diagnosticato e non trattato.

L'OSA deriva fondamentalmente da anomalie strutturali della faringe che causano restringimento o chiusura faringea durante il sonno e producono apnee e ipopnee ricorrenti. Durante la veglia i riflessi neuromuscolari compensatori proteggono la faringe dal collasso. Questi riflessi si perdono durante il sonno, lasciando la faringe umana pieghevole suscettibile di restringimento o chiusura. La pressione positiva continua nasale (CPAP), composta da un generatore d'aria e una maschera nasale, è la terapia standard per l'OSA. La CPAP eroga una pressione positiva al lume faringeo, dilatandolo ed eliminando l'ostruzione. Sebbene questa terapia sia altamente efficace, è ingombrante e la sua efficacia è compromessa da un tasso di aderenza relativamente basso. L'aderenza dipende dalle modalità utilizzate per iniziare la terapia e dalla gravità dell'OSA, risultando maggiore nei soggetti con ipossiemia più grave ed eccessiva sonnolenza diurna. Nella pratica attuale, il tasso di adesione alla CPAP sembra essere di circa il cinquanta per cento.

L'unica alternativa attualmente disponibile alla CPAP è la terapia con apparecchi orali (OA). Gli apparecchi orali mantengono la pervietà delle vie aeree durante il sonno stabilizzando e sporgendo la mandibola e/o la lingua. Il tipo più comunemente usato di OA è un riposizionatore mandibolare (MR) su misura che sporge la mandibola. La protrusione mandibolare nei soggetti paralizzati dilata sia il velofaringe che l'orofaringe. Nella pratica clinica, un dentista specializzato fabbrica un apparecchio su misura che copre i denti superiori e inferiori. L'apparecchio viene quindi regolato empiricamente per sporgere progressivamente la mandibola fino al raggiungimento di un punto finale terapeutico. La terapia con OA è meglio accettata dal soggetto con OSA rispetto alla CPAP nasale e i tassi di adesione auto-riferiti sono elevati. Sfortunatamente, la terapia OA non è uniformemente efficace nell'OSA. L'efficacia riportata varia dal 50 al 70% e il nostro recente studio ha rilevato una percentuale di successo del 58%. In sintesi, attualmente sono disponibili due terapie per il trattamento dell'OSA, ciascuna con i propri limiti: 1) la CPAP è efficace ma non uniformemente tollerata dai soggetti; e 2) l'OAT non è altamente efficace ma è meglio tollerata della CPAP.

II. STATO ATTUALE DELLA PRATICA MEDICA

A causa delle incertezze riguardanti l'uso della terapia OA per il trattamento dell'OSA, le pratiche correnti in Nord America si concentrano principalmente sull'uso della CPAP nasale. Praticamente tutti i soggetti con OSA ricevono una prova di CPAP nasale. Se si dimostrano non aderenti a questa terapia, può quindi essere offerta loro la terapia OA. L'American Academy of Sleep Medicine raccomanda la terapia OA come alternativa alla CPAP nei soggetti con OSA di gravità da lieve a moderata. Tuttavia, in mancanza di un test valido per selezionare clinicamente i soggetti con OSA che avranno una risposta favorevole alla terapia per OA, il rimborso per la terapia OA è solitamente previsto solo per gli apneici che falliscono la CPAP.

L'efficacia della terapia per l'OA potrebbe essere migliorata attraverso lo screening dei soggetti con OSA e l'identificazione prospettica di quelli adatti a questa terapia. Purtroppo, al momento attuale, manca un metodo per selezionare i candidati favorevoli alla terapia dell'OA. Inoltre, anche se si sapesse che un soggetto è un candidato favorevole, il dentista attualmente non ha modo di determinare la posizione protrusiva terapeutica target. Gli studi sulla faringe passiva indicano che la risposta della faringe alla protrusione mandibolare è "dose dipendente"; la protrusione mandibolare incrementale produce un corrispondente allargamento faringeo. Tuttavia, l'esperienza clinica mostra che un'eccessiva protrusione mandibolare è indesiderabile, producendo effetti collaterali, come dolore e movimento dei denti che portano all'interruzione della terapia. In alcuni casi, l'eccessiva protrusione può peggiorare l'OSA. La pratica corrente prevede che il dentista protrude progressivamente la mandibola fino a quando non si verifica una risposta sintomatica, quindi rivaluta il soggetto per determinare se l'OSA si è risolta. Pertanto, l'identificazione prospettica di candidati idonei e di una posizione protrusiva target faciliterebbe notevolmente il trattamento dell'OSA con OA.

A causa in gran parte della sua associazione con l'eccesso di peso corporeo, l'apnea ostruttiva del sonno (OSA) è diventata senza dubbio la malattia cronica non trasmissibile più diffusa nelle società industrializzate, assumendo che l'obesità non sia classificata come una malattia. Oltre a compromettere la qualità della vita, l'OSA comporta un aumento del rischio di malattie cardiovascolari e incidenti stradali. Infine, la maggior parte degli apneici rimane non diagnosticata e non trattata. Pertanto, l'OSA ha tutte le caratteristiche di un grave problema di salute pubblica, che colpisce tutte le fasce d'età e aumenta in proporzioni epidemiche. Sfortunatamente, le attuali pratiche mediche sembrano inadatte ad affrontare le sfide poste dall'OSA.

Forse l'aspetto più inquietante delle attuali pratiche mediche riguarda i metodi ingombranti, poco invitanti e costosi attualmente utilizzati per diagnosticare e curare la malattia. L'esperienza clinica comune indica che gli individui spesso resistono a sottoporsi al test diagnostico standard, un polisonnogramma intraospedaliero durante la notte, a causa delle estese adesioni alla superficie corporea e perché, se è presente OSA, durante il test verrà somministrata la pressione positiva continua delle vie aeree (CPAP). seconda metà della notte. In altre parole, con l'aumentare della consapevolezza pubblica sull'apnea notturna, è aumentata anche l'impressione negativa degli attuali test e trattamenti. Qualsiasi soluzione efficace alle sfide di salute pubblica poste dall'apnea notturna dovrà considerare la necessità di metodi clinici meno ingombranti e scoraggianti. In altre parole, l'attuale approccio all'OSA, cioè polisonnogramma notturno più CPAP, semplicemente non risolverà il problema.

Mentre il monitoraggio domiciliare più semplice e meno costoso sembra essere accettato dai medici del sonno, la CPAP continua ad essere praticamente l'unica terapia offerta alla maggior parte dei pazienti, nonostante la bassa aderenza documentata in numerosi studi. L'alternativa dominante, al momento, è la terapia con riposizionatore mandibolare (RM), che utilizza un apparecchio dentale su misura che sporge la mandibola durante il sonno. Nonostante la schiacciante preferenza dei pazienti per l'OA rispetto alla CPAP, solo il 5% dei pazienti con diagnosi di OSA riceve questa terapia. La probabile ragione del pregiudizio del medico a favore della terapia CPAP è che è benigna e altamente efficace. La terapia dell'OA, sebbene similmente benigna, è efficace solo nel 50-70% dei casi non selezionati. Pertanto, il medico preferisce prescrivere la terapia più affidabile, essendo meno preoccupato per il basso tasso di aderenza. Riassumendo, l'attuale pratica di diagnosi e trattamento dell'OSA in Nord America pone l'accento su costosi test in ospedale e l'inizio di una terapia che per molti pazienti è difficile da accettare e utilizzare regolarmente.

III. NUOVE TECNOLOGIE

La ricerca proposta valuta nuove tecnologie che potrebbero contribuire a migliorare le difficoltà sopra delineate consentendo un'accurata selezione dei pazienti per la terapia OA utilizzando un test che viene eseguito a casa. Questa tecnologia domestica è, a sua volta, derivata da un dispositivo che Zephyr Sleep Technologies ha inventato, sviluppato e ora ha introdotto sul mercato, chiamato posizionatore mandibolare controllato a distanza (RCMP).

Al fine di disporre di un metodo più conveniente e meno costoso per selezionare i candidati favorevoli per la terapia OA, Zephyr Sleep Technologies ha sviluppato una tecnologia complementare per l'uso in casa. Come l'RCMP, il paziente dorme con il posizionatore mandibolare motorizzato in posizione. Tuttavia, la posizione del protruder mandibolare è controllata da un computer, piuttosto che da un tecnico del sonno, rendendolo un posizionatore mandibolare controllato da computer (CCMP). Come nello studio RCMP, vengono registrati il ​​flusso d'aria respiratorio e la saturazione di ossigeno e il CCMP rileva accuratamente apnee e ipopnee in tempo reale. Tuttavia, i segnali bioelettrici necessari per la stadiazione del sonno non vengono registrati. Il CCMP sporge la mandibola quando vengono rilevate apnee o ipopnee. Inoltre, esegue test proattivi, spostando la mandibola e valutando l'effetto sul flusso d'aria. Utilizzando entrambi i tipi di informazioni, il controllore decide se muovere o meno la mandibola, in quale direzione e di quanto. Infine, Zephyr Sleep Technologies ha sviluppato un algoritmo analitico che esamina la risposta dell'indice di apnea-ipopnea in movimento (AHI, la somma di apnee e ipopnee per unità di tempo) alla protrusione mandibolare e fa una previsione del successo terapeutico con OA.

Il CCMP utilizza lo stesso sporgente mandibolare motorizzato utilizzato per il prodotto MATRx. Il motore è racchiuso in un alloggiamento fissato agli apparecchi superiore e inferiore. Il movimento dell'attuatore lineare esercita una forza sulla mascella inferiore per sporgerla o retruderla. È stata realizzata una serie di vassoi dentali per denti superiori e inferiori. Ciò consente un adattamento stretto del vassoio ai denti del soggetto in modo che una quantità minima di materiale del vassoio occupi la superficie interna dei denti. Un filo sottile e altamente flessibile collega il motore nel protruso mandibolare a un controller su un comodino che, a sua volta, è collegato a un computer portatile. Inoltre, una scatola del segnale di ingresso sul comodino è collegata a due cateteri narici posizionati nel naso del paziente ea un ossimetro da dito disponibile in commercio. La scatola del segnale di ingresso è collegata al laptop e questi due segnali (saturazione di ossigeno e flusso d'aria) vengono utilizzati dagli algoritmi del computer per decidere come muovere la mandibola. Il controller MATRx riceve comandi dal computer che gli fanno sporgere o retrudere la mandibola in piccoli passi definiti. Il controller ha anche una connessione di uscita cablata alla scatola di ingresso del computer, fornendo continuamente al computer informazioni riguardanti la posizione della mandibola. I limiti di escursione dell'attuatore vengono impostati dal tecnico nel software, in base ai valori di piena retrusione e piena protrusione rilevati dal dentista. Pertanto, il computer può spostare la mandibola solo entro limiti predefiniti durante lo studio CCMP. La scatola dei segnali riceve anche i segnali di ingresso da un microfono e un sensore di posizione montato sul posizionatore mandibolare, nonché un ingresso da un trasduttore di forza all'interno del posizionatore.

IV. PROCEDURE DI STUDIO

I partecipanti riceveranno una valutazione cardiopolmonare domiciliare di due notti durante il sonno utilizzando il Snore Sat Recorder. I risultati forniranno dati di base. Prima dello studio CCMP interno, il soggetto sarà valutato dal co-ricercatore odontoiatrico per garantire l'idoneità alla sperimentazione e all'uso del dispositivo. Saranno quindi dotati di un vassoio dentale superiore e inferiore dal co-ricercatore dentale. Il dentista riempie ogni vassoio con un materiale da impronta in silicone e li applica ai denti superiori e inferiori. La posizione relativa dei vassoi superiore e inferiore è documentata dalla lettura numerica da una scala lineare impressa sul montante scorrevole del vassoio inferiore. Il soggetto sposta la mandibola nella posizione di riposo, la posizione più retrusa e la posizione più protrusa. La scala viene letta dal dentista in ogni posizione. I dati raccolti vengono forniti al coordinatore della ricerca e verranno immessi nel dispositivo per controllare l'intervallo di protrusione testato dal dispositivo.

Il coordinatore clinico visiterà il soggetto a casa durante il giorno del primo test notturno e installerà l'attrezzatura informatica e il posizionatore mandibolare. Per fissare i vassoi dentali del soggetto, i vassoi superiore e inferiore vengono agganciati all'alloggiamento dell'attuatore con il pistone dell'attuatore completamente retratto. La posizione protrusiva massima consentita determinata dal dentista verrà inserita nel computer per evitare un'eccessiva protrusione della mandibola. Il computer controlla il movimento dell'attuatore lineare in direzioni protrusive o retrusive con incrementi di 0,2 mm attraverso la tastiera del computer. La posizione dell'attuatore è collegata come input al computer. Appena prima di iniziare lo studio, il soggetto giace supino nel letto e inserisce i vassoi dentali nella bocca con i vassoi nella posizione di riposo.

Il coordinatore clinico fornirà inoltre al soggetto istruzioni complete su come utilizzare il dispositivo durante lo studio. Il soggetto verrà istruito per inserire correttamente i vassoi, collegati al posizionatore mandibolare, in bocca. Il soggetto imparerà anche ad applicare la sonda del saturimetro da dito, e la cannula nasale. Al soggetto verrà insegnato come avviare il test CCMP, metterlo in pausa e terminarlo alla fine dello studio. Al momento di coricarsi, il soggetto applicherà la cannula naris e la sonda, inserirà il vassoio in bocca e avvierà lo studio CCMP tramite l'apposito comando sul laptop. Il soggetto quindi si addormenta e quando compaiono apnee e/o ipopnee, il computer sporgerà la mandibola dalla posizione di riposo in passi di 0,2 mm. Una volta eliminati tutti i disturbi respiratori (assenza di apnee, ipopnee), viene eseguito un test proattivo in cui la mandibola è sporgente o retrusa di 0,6 mm. Se quest'ultimo provoca una diminuzione del picco di flusso inspiratorio o se il primo provoca un aumento di questa variabile, la mandibola risulta sporgente di 0,6 mm, e così via. La mattina seguente, il soggetto si sveglierà e rimuoverà l'apparecchio orale, terminerà il programma CCMP e trasmetterà i dati della notte al server facendo clic con il mouse su un pulsante di invio. Il soggetto completerà un questionario sulla soddisfazione del dispositivo ogni mattina.

I dati della prima titolazione notturna verranno recuperati e analizzati automaticamente per giudicare l'efficacia della protrusione mandibolare nell'eliminare l'ostruzione faringea e per identificare l'effettiva posizione protrusiva target che sarà necessaria per il successo della terapia. Se il criterio del successo previsto non viene soddisfatto, si prevede provvisoriamente che il soggetto sia un fallimento terapeutico e viene selezionato un obiettivo del 90% della protrusione completa. Al termine dell'analisi, il coordinatore clinico tornerà a casa del soggetto e stabilirà la posizione target per lo studio CCMP della seconda notte.

Durante la visita domiciliare prima dello studio della seconda notte, il coordinatore clinico discuterà con il soggetto la sua esperienza durante la prima notte e si informerà attentamente su eventuali disagi o problemi che il soggetto potrebbe aver provato. Il coordinatore imposta il CCMP per il programma di perfezionamento e verifica e inserisce la distanza target appropriata. Al momento di coricarsi il soggetto si prepara allo studio come la prima notte.

L'algoritmo CCMP sposta la mandibola nella posizione target e la mantiene lì per tutta la notte, se l'AHI in movimento (cioè L'AHI per il tempo successivo al raggiungimento del target, misurato inizialmente in almeno 2 ore) rimane al di sotto di 10 ore-1, ±0,6 mm. In caso contrario, il computer sporgerà la mandibola con incrementi di 0,2 mm e ripeterà il test a un livello protrusivo più alto. La mattina seguente, il soggetto si risveglierà e rimuoverà l'apparecchio orale, terminerà il programma CCMP e trasmetterà i dati della notte al server Zephyr con un clic del mouse su un pulsante di invio. Il soggetto completerà il questionario sulla soddisfazione del dispositivo.

Il computer calcola un AHI per l'intera notte. I risultati degli studi di titolazione della prima e della seconda notte saranno forniti a un medico del sonno che esaminerà i risultati e perfezionerà la previsione per arrivare a una previsione finale dell'esito terapeutico e dell'impostazione protrusiva target.

La posizione protrusiva target determinata dall'analisi degli studi di titolazione combinati verrà quindi inviata al dentista. Per i pazienti che si prevede avranno successo, verrà fornita la posizione effettiva minima. Per i pazienti che si prevede saranno un fallimento, la lettura della scala al 70 percento della protrusione massima servirà come valore target fittizio. Il dentista non saprà se i risultati del test CCMP sono stati "positivi" o "negativi". Il soggetto verrà indirizzato al co-investigatore dentale e dotato di un apparecchio orale personalizzato senza alcun costo mentre è cieco ai risultati degli studi CCMP.

Il monitoraggio cardio-polmonare portatile di follow-up verrà eseguito per due notti consecutive con l'apparecchio orale alla distanza protrusiva target. Se l'AHI è maggiore di 10 ore-1, il soggetto verrà indirizzato al co-ricercatore dentale per ulteriore protrusione mandibolare. Questo adeguamento verrà eseguito in un periodo minimo di 3 settimane. Il soggetto verrà ritestato e la terapia giudicata positiva secondo i criteri sopra delineati. Se l'AHI è maggiore di 10 ore-1, una volta raggiunta la massima protrusione clinica della mandibola, la terapia per OA sarà considerata un fallimento.