Bewaking van patiënten met chronische obstructieve longziekte thuis door middel van een apparaat met geforceerde oscillatietechniek

De voortdurende vooruitgang van de medische wetenschap en technologie en de verbetering van de levensomstandigheden hebben de levensverwachting in de geïndustrialiseerde landen verhoogd: het resultaat is de voortschrijdende vergrijzing van de bevolking [VN, 2002]. Een van de gevolgen van deze trend is het toenemende aantal mensen met chronische ziekten.

Van deze pathologieën is chronische obstructieve longziekte (COPD) de belangrijkste voor het aantal patiënten en sterfgevallen die 80 miljoen mensen in de wereld treffen [WHO, 2006]. Het tijdsverloop van de ziekte wordt gekenmerkt door stabiele periodes die worden onderbroken door intermitterende acute exacerbaties van de symptomen, waarin een ernstig ontstekingsproces optreedt, wat leidt tot meer luchtwegobstructie. Tijdens exacerbaties is het risico op overlijden zeer hoog [Connors et al, 1996; Soler-Cataluna et al, 2005]. Bovendien correleren de frequentie en ernst van exacerbaties met de verslechtering van de gezondheidstoestand van de patiënt [Anzueto et al, 2009; Donaldson et al., 2002].

De zorglast van patiënten met COPD voor de nationale gezondheidszorgsystemen en de samenleving is hoog. Het gebruik van gezondheidszorgmiddelen door patiënten met COPD is voornamelijk te wijten aan acute exacerbaties die zorg vereisen op de spoedeisende hulp en in het ziekenhuis [Dal Negro, 2008] .

De noodzaak om de kosten van de gezondheidszorg te rationaliseren heeft de afgelopen jaren geleid tot de ontwikkeling van nieuwe technologieën voor de thuismonitoring van deze patiënten, met name gericht op het vroegtijdig opsporen van het ontstaan ​​van exacerbaties. Dit zou kunnen helpen bij de ontwikkeling van nieuwe therapeutische en organisatorische modellen die gericht zijn op het verminderen van de impact van dergelijke gebeurtenissen op de levenskwaliteit van de patiënt en op de nationale gezondheidszorgstelsels.

Gepubliceerde gegevens bieden verschillende follow-upmodellen voor thuismonitoring van COPD. Schriftelijke en elektronische dagboeken, vragenlijsten, telefonische assistentie door ademhalingsverpleegkundigen of gespecialiseerd klinisch personeel en het gebruik van webgebaseerde callcenters zijn allemaal voorgesteld voor de follow-up van patiënten na ontslag uit ziekenhuizen. Zelfs als er positieve resultaten worden gerapporteerd in termen van vermindering van ziekenhuisopname [Vitacca et al, 2009], hebben veel COPD-patiënten de neiging de ernst van hun aandoening te onderschatten [Cote et al, 1998] en de therapietrouw van de patiënt bij het registreren van hun symptomen neemt met de tijd snel af [ Cote et al., 1998]. Bovendien wijzen andere auteurs op de moeilijkheid om de impact van dergelijke modellen op de levenskwaliteit van de patiënt en op de vermindering van de ziekenhuisopname en het sterftecijfer correct te evalueren [Ram et al, 2004; Bolton et al., 2010].

Een effectief thuismonitoringsysteem voor COPD-patiënten moet de volgende kenmerken hebben:

1. gemakkelijk te gebruiken in een onbewaakte omgeving,
2. in staat om verstandige en objectieve informatie te geven over de status van de patiënt,
3. goedkoop.

Klinisch is de diagnose en monitoring van COPD-patiënten gebaseerd op spirometrische parameters, zoals FEV1 (geforceerd expiratoir volume in 1 seconde), FVC (geforceerde vitale capaciteit) en FEV1/FVC verkregen uit geforceerde expiratoire manoeuvres [Gold, 2009]. Voor de meeste patiënten met COPD is het echter erg moeilijk om spirometrie correct uit te voeren vanwege hun slechte vermogen om geforceerde manoeuvres uit te voeren. Daarom is het noodzakelijk dat de test onder toezicht staat van een arts [Miller et al, 2005]. Bovendien is er een algemeen geloof in de medische gemeenschap dat FEV1 ongevoelig is voor veranderingen in korte tijdsperioden bij patiënten met COPD, dus er bestaat controverse rond de afhankelijkheid van deze parameter als een nauwkeurige maatstaf voor acute respiratoire gebeurtenissen.

Dit kunnen enkele van de redenen zijn waarom de meeste onderzoeken waarbij patiënten werden gecontroleerd door thuisspirometrie of piekstroommeters, slechte resultaten rapporteerden [Brouwer et al, 2010].

Een veelbelovende technologie voor het thuis monitoren van luchtwegaandoeningen wordt vertegenwoordigd door de Forced Oscillations Technique (FOT). FOT is gebaseerd op de analyse van de reactie van het ademhalingssysteem op externe drukprikkels bovenop de spontane ademhaling van de patiënt. Het vereist geen medewerking van de patiënt en het kan nauwkeurige metingen leveren, zelfs zonder toezicht van gespecialiseerd personeel.

In de afgelopen jaren zijn nieuwe technologieën op basis van FOT en speciale algoritmen ontwikkeld door de respiratoire onderzoeksgroep van de afdeling Bioengineering van de Politecnico di Milano University, Italië. Deze methodologieën zijn al getest en hebben bewezen effectief te zijn voor de automatische en kwantitatieve evaluatie van verschillende fenomenen, waaronder:

• de aanwezigheid of niet van expiratory flow limitation (EFL) adem voor adem [Dellaca' et al, 2004];
• luchtwegweerstand gecorrigeerd op basis van artefacten geïntroduceerd door EFL [Dellaca' et al, 2009];
• de mate van heterogeniteit van de luchtwegen gemeten door de analyse van de frequentieafhankelijkheid van de weerstand;
• de reactie van het ademhalingssysteem op de toediening van bronchusverwijders en bronchoconstrictoren [Dellaca' et al, 2009].

Onlangs heeft een spin-off bedrijf van de ademhalingsgroep van de afdeling Bioengineering van de Politecnico di Milano een speciaal apparaat (RESMONPRO-dagboek) beschikbaar gesteld dat geschikt is om gegevens te verzamelen bij de patiënt thuis zonder medisch toezicht. Gegevens van een prototype van een apparaat dat is opgenomen bij astmapatiënten, hebben aangetoond dat het geschikt is voor het op afstand monitoren van chronische aandoeningen zonder toezicht.

DOEL VAN DE STUDIE

Het doel van de huidige studie is om de mogelijkheid te evalueren van het monitoren van oscillerende parameters van longmechanica, gemeten met de Forced Oscillation Technique (FOT), voor de vroege detectie van exacerbaties bij COPD-patiënten.

Daarom zal het primaire resultaat de identificatie zijn van de relatie tussen veranderingen in de symptomen van de patiënt, het ademhalingspatroon, mechanische longimpedantie-indices en het optreden van en exacerbatie.

Een ander resultaat van de studie zal de identificatie en classificatie van de opgetreden exacerbaties zijn.

LEERPROTOCOOL

Voorstudie metingen:

Na inschrijving in het onderzoek zal elke proefpersoon door een arts worden bezocht en een standaard longfunctietest ondergaan.

Bovendien worden de volgende gegevens verzameld:

• exacerbatie geschiedenis
• roken geschiedenis
• ziekte geschiedenis
• aanwezigheid van comorbiditeiten

Dagelijks thuisbewakingsprogramma:

Alle patiënten worden thuis gemonitord met behulp van een apparaat voor oscillometrische meting van de longfunctionaliteit (RESMON pro).

De duur van de meting is eenmaal per dag 2-3 minuten gedurende een periode van 6 tot 8 maanden. Aan het begin van de meting zal het apparaat de patiënt vragen een eenvoudige vragenlijst in te vullen voor zelfevaluatie van zijn symptomen (dyspneu, hoeveelheid en purulentie van sputum, piepende ademhaling, hoesten). Voor de duur van het onderzoek wordt de deelnemer gevraagd om 24 uur per dag een Actiwatch Spectrum te dragen. Het Actiwatch Spectrum, een klein horloge-achtig apparaat, meet activiteit door de meetwaarden van de ingebouwde versnellingsmeter op te nemen en te analyseren. Elke activiteitsperiode van 1 minuut wordt geanalyseerd en de statistische resultaten worden opgeslagen in het interne geheugen dat tot zes maanden aan gegevens kan bevatten. De Actigraphy-gegevens bieden een objectieve registratie van activiteit en zijn gevalideerd om normale en abnormale slaap-/waakpatronen te bepalen.

Een verpleegkundige zal wekelijks een telefonisch interview afnemen om informatie te verzamelen over de aanwezigheid en timing van de volgende gebeurtenissen:

• Verandering in de huidige medicamenteuze behandeling
• Systemisch gebruik/voorschrift van steroïden
• Antibioticagebruik/voorschrift
• Ziekenhuisopname wegens respiratoire oorzaken
• Opname spoedeisende hulp
• Ongepland huisartsengesprek
• Ongepland bezoek aan de huisarts
• Specialistisch bezoek
• Verslechtering in slaap
• Verergering van kortademigheid tijdens activiteiten in het dagelijks leven
• Koorts

GEGEVENSANALYSE

De tijdreeksgegevens en hun variabiliteit zullen worden geanalyseerd met behulp van de methode van de tijdonomkeerbaarheid, steekproef- en multischaal-entropie en Gumbel's extreme waardenstatistiek. De voorspeller van een exacerbatie zal dan worden afgeleid door de voorwaardelijke waarschijnlijkheid van een toekomstige acute gebeurtenis te berekenen, gegeven de trend of de variabiliteit van indices die zijn afgeleid van de bovenstaande methoden. Daarnaast zullen gegevens ook worden geanalyseerd met behulp van een deterministische benadering: lineaire en niet-lineaire modelleringsanalyse