강제 진동 기술 장치로 집에서 만성 폐쇄성 폐 질환 환자 모니터링

의료 과학 및 기술의 지속적인 발전과 생활 조건의 개선은 산업화된 국가의 기대 수명을 증가시켰으며 그 결과 인구 고령화가 진행되고 있습니다[UN, 2002]. 이러한 추세의 결과 중 하나는 만성 질환으로 고통받는 사람들의 수가 증가하고 있다는 것입니다.

이러한 병리 중에서 만성 폐쇄성 폐질환(COPD)은 전 세계 8천만 명에게 영향을 미치는 환자 수와 사망에 있어 더 중요합니다[WHO, 2006]. 질병의 시간 경과는 증상의 간헐적인 급성 악화에 의해 중단되는 안정적인 기간을 특징으로 하며, 이 기간 동안 심각한 염증 과정이 발생하여 기도 폐쇄가 증가합니다. 악화 시 사망 위험은 매우 높습니다[Connors et al, 1996;Soler-Cataluna et al, 2005]. 또한 악화의 빈도와 중증도는 환자의 건강 상태 악화와 관련이 있습니다[Anzueto et al, 2009; Donaldson 등, 2002].

국가 의료 시스템과 사회에서 COPD 환자의 치료 부담은 높습니다. COPD 환자의 의료 자원 활용은 주로 응급실과 병원에서 치료가 필요한 급성 악화 때문입니다[Dal Negro, 2008].

지난 몇 년 동안 건강 관리 비용을 합리화해야 할 필요성으로 인해 주로 악화 시작의 조기 발견을 목표로 이러한 환자의 가정 모니터링을 위한 새로운 기술 개발이 촉진되었습니다. 이것은 그러한 사건이 환자의 삶의 질과 국가 의료 시스템에 미치는 영향을 줄이는 것을 목표로 하는 새로운 치료 및 조직 모델의 개발을 도울 수 있습니다.

게시된 데이터는 COPD의 가정 모니터링에 대한 여러 가지 후속 모델을 제공합니다. 서면 및 전자 일기, 설문지, 호흡기 간호사 또는 전문 임상 직원의 전화 지원 및 웹 기반 콜 센터 사용은 퇴원 후 환자의 후속 조치를 위해 모두 제안되었습니다. 입원 감소 측면에서 긍정적인 결과가 보고되더라도[Vitacca et al, 2009] 많은 COPD 환자는 자신의 상태의 중증도를 과소평가하는 경향이 있으며[Cote et al, 1998] 환자의 증상 기록 순응도는 시간이 지남에 따라 급격히 감소합니다[ 코트 등, 1998]. 더욱이, 다른 저자들은 이러한 모델이 환자의 삶의 질과 입원 및 사망률 감소에 미치는 영향을 정확하게 평가하는 것이 어렵다는 점을 지적합니다[Ram et al, 2004; Bolton 등, 2010].

COPD 환자를 위한 효과적인 가정 모니터링 시스템은 다음과 같은 특성을 가져야 합니다.

1. 감독되지 않은 환경에서 사용하기 쉽고,
2. 환자의 상태에 대한 합리적이고 객관적인 정보를 제공할 수 있으며,
3. 저렴한 비용.

임상적으로 COPD 환자의 진단 및 모니터링은 FEV1(1초간 강제 호기량), FVC(강제 폐활량) 및 강제 호기 조작에서 얻은 FEV1/FVC와 같은 폐활량계 매개변수를 기반으로 합니다[Gold, 2009]. 그러나 대부분의 COPD 환자는 강제 기동을 수행하는 능력이 부족하기 때문에 폐활량 측정을 올바르게 수행하기가 매우 어렵습니다. 이러한 이유로 테스트는 의사의 감독이 필요합니다[Miller et al, 2005]. 또한 의료계에서는 FEV1이 COPD 환자의 짧은 시간 동안의 변화에 ​​둔감하다는 일반적인 믿음이 있으므로 급성 호흡기 사건에 대한 정확한 척도로서 이 매개변수의 의존성을 둘러싼 논란이 있습니다.

이는 가정용 폐활량계 또는 최대 유량계로 환자를 모니터링한 대부분의 연구에서 좋지 않은 결과를 보고한 이유 중 일부일 수 있습니다[Brouwer et al, 2010].

호흡기 질환의 가정 모니터링을 위한 유망한 기술은 FOT(Forced Oscillations Technique)로 대표됩니다. FOT는 환자의 자발 호흡에 중첩된 외부 압력 자극에 대한 호흡계의 반응 분석을 기반으로 합니다. 환자의 협조가 필요하지 않으며 전문 인력의 감독 없이도 정확한 측정이 가능합니다.

지난 몇 년 동안 FOT 및 특수 알고리즘을 기반으로 하는 새로운 기술이 이탈리아 Politecnico di Milano University의 생명공학과 호흡기 연구 그룹에서 개발되었습니다. 이러한 방법론은 다음을 포함한 여러 현상의 자동 및 정량적 평가에 효과적인 것으로 이미 테스트되었습니다.

• 호흡에 의한 호기 흐름 제한(EFL) 호흡의 존재 여부[Dellaca' et al, 2004];
• EFL[Dellaca' et al, 2009]에 의해 도입된 아티팩트로부터 수정된 기도 저항;
• 저항의 주파수 의존성 분석에 의해 측정된 기도 이질성의 정도;
• 기관지확장제 및 기관지수축제의 투여에 대한 호흡계의 반응[Dellaca' et al, 2009].

최근 Politecnico di Milano의 생명 공학 부서의 호흡기 그룹 분사 회사는 의료 감독 없이 환자의 집에서 데이터를 수집하는 데 적합한 특수 장치(RESMONPRO-diary)를 출시했습니다. 천식 환자에 대해 기록된 프로토타입 장치의 데이터는 만성 상태에 대한 감독되지 않은 원격 모니터링에 적합함을 보여주었습니다.

연구 목적

현재 연구의 목적은 COPD 환자의 악화를 조기에 발견하기 위해 FOT(Forced Oscillation Technique)로 측정한 폐 역학의 진동 매개변수 모니터링 가능성을 평가하는 것입니다.

따라서 주요 결과는 환자의 증상, 호흡 패턴, 폐 역학적 임피던스 지수 및 발생 및 악화 사이의 관계를 식별하는 것입니다.

연구의 추가 결과는 발생한 악화의 식별 및 분류가 될 것입니다.

연구 프로토콜

연구 전 측정:

연구 등록 후, 모든 피험자는 의사가 방문하고 표준 폐 기능 검사를 받게 됩니다.

또한 다음 데이터가 수집됩니다.

• 악화 이력
• 흡연 이력
• 질병의 역사
• 동반 질환의 존재

일일 홈 모니터링 프로그램:

모든 환자는 집에서 폐 기능의 오실로메트릭 측정 장치(RESMON pro)를 사용하여 모니터링됩니다.

측정 기간은 6개월에서 8개월 사이로 구성된 기간 동안 하루에 한 번 2-3분입니다. 측정 시작 시 장치는 환자에게 증상(호흡곤란, 가래의 양 및 화농성, 천명, 기침)을 자가 평가하기 위한 간단한 설문지를 작성하도록 요청합니다. 연구 기간 동안 참가자는 하루 24시간 Actiwatch Spectrum을 착용해야 합니다. 작은 시계와 같은 장치인 Actiwatch Spectrum은 온보드 가속도계의 판독값을 기록하고 분석하여 활동을 측정합니다. 각 1분 활동 에포크가 분석되고 통계 결과는 최대 6개월 데이터를 저장할 수 있는 온보드 메모리에 저장됩니다. Actigraphy 데이터는 활동에 대한 객관적인 기록을 제공하며 정상 및 비정상 수면/각성 패턴을 결정하기 위해 검증되었습니다.

간호사는 다음 이벤트의 존재 및 시기에 대한 정보를 수집하기 위해 매주 전화 인터뷰를 수행합니다.

• 현재 약물 요법의 변화
• 전신 스테로이드 사용/처방
• 항생제 사용/처방
• 호흡기 질환으로 인한 입원
• 응급실 입장
• 예약되지 않은 GP 통화
• 예정되지 않은 GP 방문
• 전문가 방문
• 수면 중 악화
• 일상생활 활동 시 호흡곤란이 심해짐
• 발열

데이터 분석

시계열 데이터와 그 변동성은 시간 불가역성 방법, 샘플 및 멀티스케일 엔트로피, Gumbel의 극단값 통계를 사용하여 분석됩니다. 악화의 예측 변수는 위의 방법에서 파생된 지표의 추세 또는 가변성이 주어진 미래의 급성 사건이 있을 조건부 확률을 계산하여 파생됩니다. 또한 데이터는 결정론적 접근 방식(선형 및 비선형 모델링 분석)을 사용하여 분석됩니다.