소아 및 청소년의 폐 기능 가변성 (LUV)

배경

천식은 아동기 및 청소년기의 가장 흔한 만성 질환이며 전 세계적으로 이환율의 중요한 원인입니다. 이 질병은 특정 증상(쌕쌕거림, 호흡곤란, 기침, 흉부 압박감)과 관련된 가역성 기도 폐쇄(악화)의 에피소드와 최고 호기 흐름(PEF) 및 1초 강제 호기량(FEV1)의 감소를 특징으로 합니다. 그러나 이러한 폐활량 측정 변화는 임상 악화와 병행하여 발생하므로 질병 악화를 예측하는 능력이 제한적입니다.

PEF와 FEV1 모두 상당한 일일 변동성, 즉 측정된 값의 일주기 및/또는 일별 변동성을 나타냅니다. 건강한 개인의 경우 이러한 변동의 패턴은 장기간(몇 주, 몇 달)에 걸쳐 일정하게 유지되는 반면, 천식 환자의 경우 PEF 및 FEV1 변동성이 증가하고 특히 악화되기 전에 질병 통제력이 상실됩니다. 따라서 PEF 및 FEV1 가변성의 분석은 치료의 효과를 평가하고 고위험 환자를 인식하며 천식 악화를 예측하기 위한 연구에 사용되었습니다.

그러나 임상 실습에서 PEF 및 FEV1 변동성을 평가하려면 특수 장치를 사용하여 최소한 매일 측정하고, 일기에 기록하고, 주치의가 주기적으로 데이터를 평가해야 합니다. 이 과정은 복잡하고 시간이 많이 걸리므로 특히 천식 아동 및 청소년의 경우 환자의 순응도를 감소시키는 것으로 입증될 수 있습니다. 또한, 평가 시간이 천식 조절 상실을 특징짓는 폐 기능의 가변성 변화와 일치하지 않을 수 있으므로 측정의 주기적인 검토는 악화 예측을 방해할 수 있습니다.

지난 몇 년 동안 바이오센서 및 마이크로프로세서 분야의 기술 발전으로 최신 휴대전화(스마트폰)와 연결하고 폐 기능 매개변수를 실시간으로 모니터링할 수 있는 신뢰할 수 있고 저렴한 휴대용 폐활량계의 개발이 가능해졌습니다. 거리. 이러한 장치를 사용하면 장기적으로 폐 기능 매개변수를 추적하는 데 앞서 언급한 대부분의 장벽을 극복할 수 있습니다.

현재 천식이 있는 소아 및 청소년의 PEF 및 FEV1 가변성에 관한 데이터가 부족합니다. 그러한 데이터는 질병에 대한 우리의 이해를 향상시키고 천식 조절 수준과 향후 악화 위험을 평가하기 위한 통합 도구의 개발을 허용할 것입니다.

목표

연구의 목적은 다음과 같습니다.

1. 건강한 어린이 및 청소년의 PEF 및 FEV1 변동성 평가: 일일 PEF 및 FEV1 변동의 정상 범위 정의 및 이에 영향을 미칠 수 있는 매개변수

2. 천식이 있는 소아 및 청소년의 PEF 및 FEV1 가변성 평가: 건강한 대상과의 차이점 및 악화 전 특정 변화의 정의

   행동 양식

   A. 연구 모집단

   이 연구에는 두 개의 코호트가 포함됩니다.

   1. 정상적인 PEF 및 FEV1 변동성 평가를 위한 6~18세의 건강한 어린이 및 청소년(N=100)(목표 #1).
   2. 천식 진단을 받은 6~18세 아동 및 청소년 [2] (N=100) 천식 환자의 PEF 및 FEV1 가변성 평가(목표 #2).

   B. 폐 기능 측정

   ㅏ. 장치: PEF 및 FEV1 측정은 일회용 양방향 디지털 터빈(유량 범위 ±16L/s, 부피 정확도 ±3% 또는 50 mL, 유속 정확도: ±5% 또는 200 mL/s, 동적 저항 <0.5 cm H2O/L/s), 전용 프리웨어 애플리케이션(iSpirometry, MIR, Rome, Italy)을 사용하여 Bluetooth®를 통해 스마트폰에 연결할 수 있습니다. 각 참가자는 개인 폐활량계를 받게 됩니다. 장치의 사용 및 유지 관리에 관한 자세한 정보가 제공됩니다(브로셔 및 온라인 리소스).

   비. 측정: 등록 시 조사자 중 한 명이 PEF 및 FEV1 측정(ERS/ATS 표준)에 대한 올바른 기술을 시연합니다. 기술(브로셔 및 온라인 리소스)에 대한 자세한 정보도 제공됩니다. 측정은 3개월 동안 매일 07:00-09:00 및 19:00-21:00 사이에 두 번 수행됩니다.

   씨. 완료된 측정값(암호화된 PDF 형식)은 참가자 또는 부모가 이메일을 통해 중앙 데이터베이스로 발송합니다.

   디. 모니터링: 참가자의 준수 여부를 지속적으로 모니터링합니다. 조사관은 측정 손실 또는 부적절한 기술의 경우 참가자에게 알립니다.

   다. 변동성 분석

   PEF 및 FEV1 가변성은 다음에 의해 평가됩니다.

   ㅏ. 변동 계수 b. Detrended Fluctuation Analysis(DFA)는 시계열 내 고유 상관 관계를 조사하는 데 널리 사용되는 방법입니다.14 처음에는 시계열의 제곱근[F(n)]이 다른 (시간) 길이 n의 세그먼트에 대해 계산됩니다. 대수 그래프 F(n) - log(n)의 선형 관계는 특정 데이터의 스케일링에서 프랙탈 구조의 존재를 나타내는 반면, 선의 기울기 a는 장기적인 변동 패턴을 설명합니다.14 PEF 또는 FEV1의 일일 변동성 변화는 미리 결정된 a 값에서 동시에 편차를 발생시킵니다.6 이 편차는 쉽게 감지하고 정량화할 수 있습니다. 편차의 크기는 다음 달에 천식 악화의 가능성을 반영하는 것으로 나타났습니다.6 씨. 가변성 분석은 MatLab(MathWorks, Inc., Natick, MA, USA) 환경에서 수행됩니다.

   D. 추가 데이터 환자의 특성(연령, 성별, 기본 폐 기능, 알레르기, 합병증, 투약 등)도 기록됩니다. 이러한 매개변수는 회귀 모델에 포함되어 PEF 및 FEV1 가변성 패턴에 미치는 영향을 조사합니다.

   E. 통계 모든 분석은 IBM SPSS 소프트웨어 버전 25.0(IBM Corp., Armonk, NY)으로 수행됩니다.

   F. 기간 연구의 예상 기간은 24개월입니다. • 1부: 건강한 어린이 및 청소년의 PEF 및 FEV1 변동성 평가 기간: 9개월(2020년 1월 - 9월).

   참가자 100명의 PEF 및 FEV1 측정(각각 3개월)

   • 파트 II: 천식 소아 및 청소년의 PEF 및 FEV1 가변성 평가 기간: 15개월(2020년 10월 - 2021년 12월). 참가자 100명의 PEF 및 FEV1 측정(각각 3개월)

   G. 윤리 연구는 좋은 의료 관행의 규정 및 기준을 준수합니다. 참가자는 고유한 연구 번호를 받게 되며 개인 데이터는 기록되지 않습니다. 측정값은 암호화된 PDF 형식으로 이메일을 통해 발송됩니다. 등록 전에 정보에 입각한 부모의 서면 동의를 얻습니다. 12세를 초과하는 아동도 서면 동의서를 제공해야 합니다. 이 연구는 그리스 Patras 대학병원 윤리위원회의 승인을 받았습니다(결정 # 329/02-04-2019).