Una patch EEG wireless per il monitoraggio elettrografico continuo

Obiettivi:

Gli obiettivi primari di questo studio sono valutare la capacità dei dispositivi: (1) di registrare l'EEG wireless dai pazienti nell'unità di monitoraggio EEG a lungo termine (2) confrontare l'EEG wireless in queste registrazioni con l'EEG cablato standard (3) per registrare l'EEG wireless di pazienti sottoposti a monitoraggio EEG ambulatoriale (4) confrontare l'EEG wireless in queste registrazioni con i risultati dell'EEG ambulatoriale (5) sviluppare algoritmi di rilevamento automatizzato delle crisi basati sui dati raccolti nel presente documento (6) sviluppare avvisi di crisi in tempo reale basati sul i dati qui raccolti (7) registrano l'EEG longitudinale di Epilog al di fuori dell'unità di monitoraggio dell'epilessia mentre i pazienti rispondono a domande quotidiane tramite un'app mobile progettata per fornire una probabilità che il paziente abbia un evento convulsivo.

Ipotesi:

1. L'EEG monocanale registrato con Epilog può essere utilizzato per rilevare con precisione le convulsioni.
2. L'EEG monocanale registrato con Epilog può essere utilizzato per segnalare convulsioni in tempo reale.
3. L'EEG a canale singolo registrato con Epilog può essere utilizzato insieme a input psicologici, comportamentali e ambientali su un'app mobile per creare una previsione oraria della probabilità di convulsioni.

Sfondo:

L'elettroencefalografia continua (EEG) è una procedura di monitoraggio ospedaliero relativamente costosa, dispendiosa in termini di tempo e che può richiedere diversi giorni per essere completata. È progettato per aiutare gli epilettologi nella diagnosi e nella localizzazione di convulsioni e altre anomalie. Il monitoraggio EEG al di fuori della clinica è limitato a sistemi di monitoraggio ambulatoriali ingombranti e ingombranti che sono soggetti a una varietà di artefatti di rumore al di fuori dei confini controllati dell'unità di monitoraggio EEG a lungo termine (LTM). Un'efficace soluzione EEG wireless potrebbe migliorare le registrazioni EEG a lungo termine (continue). È importante sottolineare che il monitoraggio EEG a lungo termine al di fuori dell'ospedale potrebbe fornire dati importanti sullo stato generale del cervello, inclusa la comparsa di crisi epilettiche, in un ambiente realistico a casa. C'è una chiara necessità di un dispositivo wireless piccolo, facile da usare, affidabile per il monitoraggio dell'EEG umano per aiutare nel trattamento di un disturbo convulsivo del paziente.

I pazienti vengono spesso indirizzati all'unità di monitoraggio dell'epilessia a lungo termine (EMU) per valutare una condizione neurologica sottostante sospetta che può manifestarsi attraverso l'EEG ed è una procedura comune. Nonostante il suo significato clinico e il desiderio di ridurre al minimo il tempo trascorso in ospedale, esiste una lacuna nella capacità di mantenere un rapporto quantificabile dell'attività EEG nell'ambiente domestico del paziente. In generale, ai pazienti con diagnosi di disturbo convulsivo viene chiesto di tenere un diario delle crisi progettato per aiutare il medico nella diagnosi. L'autosegnalazione delle crisi da parte del paziente con un diario delle crisi è spesso inaffidabile, fino al 55% di tutte le crisi può essere persa e altre ancora vengono riportate in modo errato [1-3]. Ciò è particolarmente vero per la popolazione con ritardo dello sviluppo, in cui l'onere delle crisi auto-segnalate è spesso posto su un assistente. La maggior parte delle crisi sono non convulsive e possono essere relativamente lievi. È estremamente importante per un trattamento efficace sapere in che modo un anticonvulsivante sta influenzando le convulsioni di un paziente, in particolare le convulsioni focali. Spesso le convulsioni sono amnesiche e, a meno che qualcun altro non riconosca i segni clinici delle convulsioni, possono passare inosservate[4]. Molte crisi possono verificarsi di notte o mentre un paziente è assonnato o stressato [5-7] rendendo ulteriormente difficile l'individuazione delle crisi. Ottenere un rapporto accurato di tali crisi irriconoscibili è difficile per le persone con epilessia e le loro famiglie.

La diagnosi precoce di crisi elettrografiche acute potrebbe portare a un'applicazione più efficace di approcci terapeutici per bloccare o ridurre al minimo il danno cerebrale. Oltre il 30% dei pazienti con epilessia ha crisi intrattabili che sono difficili da gestire, rappresentano un immenso onere finanziario per la persona con epilessia e la sua famiglia e riducono drasticamente la qualità della vita [8, 9]. Pertanto, rimane la necessità di ottenere record EEG quantificabili e continui dopo una diagnosi di epilessia. Questo studio consentirà lo sviluppo di algoritmi automatizzati di rilevamento, allerta e previsione delle crisi epilettiche basati sul sensore EEG wireless Epilog a canale singolo di Epitel.

Questa proposta valuterà un sensore di telemetria di tipo patch per uso individuale per la registrazione EEG semplificata a canale singolo da pazienti umani. Questo sensore può essere applicato in modo semplice al cuoio capelluto consentendo la registrazione in tempo reale del segnale EEG sul sensore. Questa unità relativamente piccola, all'incirca delle dimensioni di uno spesso cerotto, è autonoma, resistente all'acqua e alimentata da una batteria da orologio. Il sensore è compatto e verrebbe applicato e/o mostrato come utilizzare durante una visita clinica. Il sensore non è invasivo ed è fissato al paziente mediante posizionamento esterno sulla pelle intatta sotto l'attaccatura dei capelli con un adesivo conduttivo monouso monouso.

Disegno e metodi della ricerca:

Disegno dello studio:

Questo è sia uno studio osservazionale prospettico, non in cieco, sia uno studio interventistico prospettico non in cieco.

Per l'unità di degenza, i risultati dell'EEG cablato standard saranno confrontati con i risultati del dispositivo di registrazione EEG wireless per sviluppare un set di dati di addestramento per algoritmi di apprendimento automatico per il rilevamento automatico delle crisi.

Per l'unità ambulatoriale, le caratteristiche dell'EEG registrato devono essere combinate con l'input psicologico, comportamentale e ambientale del paziente in un'app mobile che fornisce quindi una probabilità oraria (variazione percentuale) di avere un attacco nell'ora successiva.

Popolazione studiata:

La popolazione di pazienti proposta per questo studio comprende pazienti pediatrici, di età compresa tra 5 e 17 anni. La considerazione della popolazione pediatrica come popolazione vulnerabile per la partecipazione a questo studio è stata presa in considerazione nel determinare l'adeguatezza di questo protocollo. Questo studio fornirà specificamente informazioni sui bisogni specifici della popolazione di pazienti pediatrici; che si prevede rappresenti una percentuale significativa della popolazione di utenti del dispositivo proposto. La valutazione del rischio dello studio prevede che la popolazione di soggetti pediatrici non sarà esposta a rischi superiori all'attuale standard di cura per il quale sono già in fase di valutazione.

Selezione del soggetto:

Criteri di inclusione per unità di degenza e ambulatori:

Precedenti diagnosi di epilessia o altri disturbi convulsivi ricoverati per test EEG programmati, dai 5 ai 17 anni inclusi

Criteri di esclusione per il reparto di degenza e ambulatoriale:

Allergia nota o sospetta agli adesivi

Metodi di studio:

Nell'unità di monitoraggio dell'epilessia verranno posizionati fino a quattro sensori EEG monocanale di Epilog insieme all'EEG cablato standard di riferimento. Ogni sensore (1" x 1" x 1/4", 6,6 g) è fissato al cuoio capelluto sotto l'attaccatura dei capelli con un adesivo conduttivo monopezzo costituito da un idrocolloide ipoallergenico e idrogel. I sensori sono posizionati all'incirca nelle posizioni degli elettrodi F7, F8, TP9 o TP10 nel sistema internazionale 10-10. Epilog è costituito da un circuito stampato con elettrodi dorati per la registrazione dell'EEG collegati a entrambe le estremità. I sensori vengono quindi sigillati e confezionati sotto forma di silicone flessibile per uso medico e progettati per avere un profilo basso, in modo tale da non essere facilmente spostati o essere scomodi per l'utente. Il dispositivo EEG wireless è alimentato da una singola batteria da orologio al litio (CR2016, 270 mW) sigillata all'interno del sensore secondo IPX3. I sensori Epilog utilizzano solo batterie approvate da IEC-60086-4. Epilog trasmette l'EEG tramite Bluetooth sicuro durante l'interazione con l'app mobile. Altrimenti, Epilog è in grado di memorizzare 10 giorni consecutivi di EEG quando la radio Bluetooth è disattivata.

Una volta attivato, il sensore inizia a trasmettere e/o registrare i dati del segnale. Il medico può collegare il dispositivo alla porta USB di un laptop o altro dispositivo informatico approvato HIPAA e protetto da password per attivare il sensore e/o imputare le informazioni sull'ID dello studio del paziente nel sensore e/o scaricare i dati dal sensore in base alle European Data Format, un formato EEG standard riconosciuto a livello internazionale (www.edfplus.info). Per visualizzare il segnale EEG in tempo reale, è possibile utilizzare un'app mobile appositamente progettata quando il Bluetooth è abilitato su ciascun sensore. Per l'uso ambulatoriale, la possibilità di visualizzare l'EEG è disabilitata. I dati possono essere scaricati dal dispositivo collegandosi a un computer abilitato per USB e protetto da password. Verranno utilizzati un hardware, un computer e un software di acquisizione basati su USB con un visualizzatore di file EDF per la visualizzazione, l'analisi e l'archiviazione dei dati EEG secondo le politiche sulla privacy dei pazienti HIPAA.

Informazioni sul dispositivo:

Etichettatura:

Tutti i dispositivi sperimentali avranno la seguente dichiarazione sull'etichetta: ATTENZIONE Dispositivo sperimentale. Limitato dalla legge federale all'uso investigativo.

Ogni sensore sarà inoltre etichettato con il produttore, l'ubicazione dell'azienda, la quantità di contenuto e per l'identificazione e la tracciabilità, per numero di serie e data di produzione.

Classificazione del sensore:

Questo sensore è opportunamente simile ai dispositivi elettroencefalografici approvati dalla FDA nella sezione numero 21 CFR 882.1400, identificati come un dispositivo utilizzato per misurare e registrare l'attività elettrica del cervello del paziente ottenuta posizionando due o più elettrodi sulla testa. Questo sensore è soggetto agli standard prestazionali FDA Classe II. Questo sensore route-to-market è attraverso l'autorizzazione 510 (k) mediante dimostrazione di sostanziale equivalenza a un dispositivo di predicato legalmente commercializzato.

Ricevuta del sensore:

Epitel consegnerà direttamente i sensori al ricercatore principale, che li registrerà nel modulo di responsabilità del sensore nel raccoglitore di studio.

Conservazione del sensore: i sensori sono alloggiati singolarmente in scatole contrassegnate con il numero di serie del sensore e una dichiarazione sull'etichetta: ATTENZIONE Dispositivo sperimentale. Limitato dalla legge federale all'uso investigativo. I sensori saranno tenuti sotto controllo materiale nell'unità di monitoraggio dell'epilessia prima e dopo l'uso. I sensori devono essere conservati approssimativamente a temperatura ambiente, in condizioni ambientali. Non ci sono altri requisiti di archiviazione speciali.

Erogazione del sensore: i sensori verranno registrati su un modulo di responsabilità del dispositivo nel Raccoglitore dello studio quando 1 vengono consegnati alla neurologia, 2 vengono posizionati su un paziente dello studio, 3 i dati sono stati scaricati dal dispositivo, 4 i dati del dispositivo sono stati cancellati e 5 i dispositivi sono stati restituiti e ricevuti dallo sponsor dello studio. Questo sarà firmato e datato dal gruppo di studio.

Disposizione del sensore: dopo l'uso, il team di studio restituirà i sensori alla scatola/armadietto di archiviazione dopo aver scaricato i dati. I dati sui sensori verranno cancellati e ciascun sensore verrà utilizzato una volta se ricoverato e solo su un singolo paziente se ambulatoriale. I sensori verranno quindi restituiti allo Sponsor dello studio dove saranno contabilizzati, distrutti e smaltiti correttamente.

Restituzione o distruzione dei sensori: dopo la raccolta dei dati e l'ispezione del sensore, i sensori usati conservati in neurologia con un livello della batteria inferiore a 1,4 V verranno restituiti allo sponsor dello studio dove saranno contabilizzati, distrutti e smaltiti correttamente.

Processo di reclutamento e consenso nelle unità di degenza e ambulatoriali:

Processi di consenso generale: i pazienti che si presentano all'EMU per le procedure standard di cura saranno reclutati per questo studio. Il coordinatore dello studio mantiene anche la responsabilità di contattare il medico dei pazienti idonei per chiedere il permesso di contattare la famiglia e il paziente via e-mail. Se il medico concede il permesso, il coordinatore dello studio si avvicinerà e informerà il paziente/tutore dell'opportunità di partecipare a questo studio. Tutti i partecipanti saranno tenuti a partecipare al processo di consenso/assenso. Il paziente e i tutori legali saranno guidati attraverso il consenso informato e documenti di assenso e verrà concesso il tempo adeguato per porre domande sullo studio.

Processo di consenso/assenso per tutti i pazienti che soddisfano i criteri per l'arruolamento:

Lo studio sarà descritto verbalmente quando il Coordinatore dello studio si avvicina al paziente e alla famiglia e la descrizione sarà scritta anche nel documento di consenso. I pazienti avranno la possibilità di porre domande in qualsiasi momento durante il processo di iscrizione. Dopo il loro consenso a partecipare allo studio, gli verrà chiesto di firmare il modulo di consenso e dare il consenso/assenso verbale. Non ci sono procedure di reclutamento esterne per questo studio.

Procedure di studio:

Processo di screening: i pazienti saranno sottoposti a screening dal personale di ricerca prima del loro ricovero in ospedale. Il team del personale di ricerca esaminerà l'elenco di ammissione settimanale e selezionerà i pazienti per l'adeguatezza dell'arruolamento. Una volta selezionato un paziente idoneo, il team di ricerca chiamerà o invierà un'e-mail ai pazienti con un riepilogo dello studio e richiederà l'approvazione per avvicinarsi al paziente per il consenso/assenso al momento del ricovero.

Iscrizione:

Una volta determinata l'ammissibilità e il gruppo di ricerca riceve l'approvazione per l'approccio, al paziente idoneo e alla sua famiglia verrà fornita una descrizione verbale dello studio da parte del personale di ricerca e verrà offerta la possibilità di partecipare allo studio. Il paziente idoneo e la sua famiglia, se del caso, verranno esaminati i documenti di consenso informato e verrà concesso il tempo necessario per porre domande sullo studio. Dopo aver ottenuto il consenso informato a partecipare allo studio, il paziente verrà arruolato. L'arruolamento dei pazienti può essere eseguito da uno qualsiasi dei membri del team di studio, come elencato nella sezione ruoli/responsabilità. L'arruolamento dei pazienti è documentato nel raccoglitore dello studio.

Posizionamento del sensore:

I pazienti saranno monitorati dai sensori Epilog e dall'EEG cablato a montaggio completo per i pazienti che rimangono nell'EMU. I sensori saranno posizionati secondo la direzione dei neurologi, accanto a un elettrodo standard in un'area in cui è noto che si verificano convulsioni nel caso in cui l'epilessia sia stata precedentemente diagnosticata o si sospetti che si verifichi. Per ogni paziente deve essere registrata la documentazione scritta sulla/e posizione/i di posizionamento di ciascun sensore accanto agli elettrodi EEG cablati standard. I pazienti indosseranno Epilog finché l'EEG cablato viene registrato contemporaneamente (1-7 giorni nell'EMU). Per i pazienti che devono indossare Epilog in modo continuativo al di fuori dell'UEM, verranno fornite istruzioni scritte, una dimostrazione interattiva verbale e un video su come utilizzare Epilog e l'app mobile.

Dopo l'uso, i sensori Epilog verranno rimossi staccandoli delicatamente dal cuoio capelluto. Per l'uso ambulatoriale, ai pazienti e ai loro familiari/assistenti viene chiesto di sostituire l'adesivo adesivo conduttivo una volta al giorno, in genere durante la doccia o il bagno o prima di coricarsi.

Rischi e benefici:

Rischi dello studio:

I rischi di questo studio sono minimi. Esiste il rischio potenziale che il paziente possa avere una reazione avversa al gel conduttivo-adesivo utilizzato per fissare gli elettrodi di registrazione al cuoio capelluto. Questo rischio sarà ridotto al minimo osservando quotidianamente il cuoio capelluto attorno al dispositivo per arrossamenti o irritazioni che potrebbero indicare una reazione all'adesivo conduttivo. Vengono utilizzati solo idrogel conduttivo ipoallergenico e idrocolloidi adesivi approvati dalla FDA.

Vantaggi dello studio:

Non ci sono vantaggi diretti per il paziente per la partecipazione a questo studio. Il potenziale vantaggio per le cliniche e i pazienti a lungo termine è che la registrazione dell'EEG wireless può rivelarsi utile per determinare se un singolo canale di EEG wireless a lungo termine può essere utilizzato per rilevare, avvisare e prevedere l'attività convulsiva al di fuori dell'ospedale durante la giornata di un paziente attività. L'EEG può anche essere utilizzato per determinare la prevalenza del ciclo del sonno normale rispetto a quello anormale nei pazienti, sebbene questa informazione non sarà valutata direttamente in questo studio.

Ritiro:

Ritiro del soggetto: i soggetti usciranno dallo studio se esiste una delle seguenti condizioni; 1) Il soggetto si ritira volontariamente dallo studio, 2) Il benessere del soggetto, secondo l'opinione dello sperimentatore, sarebbe compromesso dalla continuazione dello studio, 3) Il soggetto sperimenta un evento avverso definito dallo sperimentatore come correlato al dispositivo.

Come ritirare i soggetti:

Un soggetto può segnalare il proprio ritiro volontario a uno qualsiasi dei contatti dello studio. Qualsiasi membro del gruppo di studio che riceva una notifica di ritiro deve riferire ciò al Coordinatore dello studio. Se un Investigatore ritira un soggetto; ciò dovrà essere documentato nel Fascicolo di Studio con la motivazione del recesso. Se si sono verificati eventi avversi correlati al ritiro, lo Sperimentatore e il Coordinatore dello studio nel loro ruolo di Safety Monitor sono responsabili delle indagini, della documentazione e, se del caso, della segnalazione di tali incidenti. Il coordinatore dello studio e il ricercatore principale dello studio sono responsabili di garantire la sicurezza del paziente in caso di astinenza e che tutti i dispositivi erogati siano stati recuperati. Il ritiro di qualsiasi paziente è documentato nel raccoglitore dello studio sotto le informazioni del partecipante.

Sicurezza:

Non ci sono rischi per il paziente per il ritiro prematuro da questo studio.

Seguito:

Deve essere compiuto uno sforzo ragionevole per il follow-up con tutti i partecipanti allo studio che si ritirano dallo studio dopo il momento del ritiro per garantire che non vi siano eventi avversi correlati al dispositivo. Come minimo, questo sforzo dovrebbe ottenere dati sulla sopravvivenza del paziente. Il coordinatore dello studio è responsabile di questo follow-up.

Dati dello studio:

Al momento dell'arruolamento verranno raccolti come parte dello studio i seguenti dati: sesso, età, documentazione di nessuna allergia cutanea nota/sensibilità agli adesivi (caratteristica di esclusione), anamnesi di diagnosi di epilessia (se applicabile). Durante lo studio, l'EEG wireless sarà ottenuto dal dispositivo dello studio. Per i pazienti ricoverati, l'EEG verrà registrato mediante la tradizionale procedura cablata per la durata in cui viene indossato il dispositivo dello studio. Per i dati ambulatoriali, risposte giornaliere a una serie di domande del sondaggio presentate al paziente dall'app Aura, modificata con PROMIS, sviluppata dalla dott.ssa Madison Berl. Ogni persona iscritta risponderà alle domande del sondaggio di base che includono (1) il numero medio di ore di sonno al giorno durante una settimana tipica e (2) il sondaggio di 10 domande sulla scala dello stress percepito. Le risposte a queste domande di riferimento personalizzeranno il rischio associato a ogni cambiamento rispetto al riferimento nel tempo. All'inizio dello studio ambulatoriale e gli iscritti indosseranno Epilog per il periodo di 90 giorni, l'app mobile continuerà a porre domande di indagine comportamentale e psicologica come mezzo per modificare la previsione delle crisi fornita dall'app mobile. Il numero di domande poste all'utente dall'app non supererà le quattro al giorno per ridurre l'onere dell'utilizzo quotidiano dell'app. Insieme ai parametri fisiologici (EEG e suscettibilità alle crisi circadiane), una previsione oraria delle crisi sarà stimata e ottimizzata post hoc. Questa sarebbe una previsione che l'utente vedrebbe e potrebbe utilizzare per pianificare la propria giornata. È importante sottolineare che monitoreremo il modo in cui l'utente interagisce con l'app mobile per determinare l'aderenza, la frequenza di utilizzo dell'app, i clic, le statistiche sugli arresti anomali e la soddisfazione generale. Potrebbe verificarsi il caso in cui il paziente arruolato inizi a rispondere alle domande poste dall'app di rado o per niente. Per mitigare questo problema, l'app continuerà a chiedere all'utente di rispondere alle domande se vengono ignorate. Se l'utente perde due o più giorni, il coordinatore dello studio contatterà il paziente per incoraggiare l'adesione.

Piano di analisi:

Le misure di esito primarie per questo studio sono i tempi degli eventi convulsivi contrassegnati dagli epilettologi come inizio, fine, artefatti e tipo di crisi durante gli studi di ricovero. Questi dati vengono utilizzati per sviluppare il rilevamento automatico delle crisi e gli algoritmi di allerta. Per gli studi ambulatoriali, l'interazione dei pazienti con l'app mobile, la frequenza di utilizzo dell'app, i clic, le statistiche sugli arresti anomali e la soddisfazione generale per le prestazioni della probabilità di previsione delle crisi.

Riferimenti:

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