Monitorowanie pacjentów z przewlekłą obturacyjną chorobą płuc w domu za pomocą urządzenia wykorzystującego technikę wymuszonej oscylacji

Ciągły postęp nauki i techniki medycznej oraz poprawa warunków życia spowodowały wydłużenie średniej długości życia w krajach uprzemysłowionych, czego efektem jest postępujące starzenie się społeczeństwa [ONZ, 2002]. Jedną z konsekwencji tego trendu jest rosnąca liczba osób cierpiących na choroby przewlekłe.

Spośród tych patologii przewlekła obturacyjna choroba płuc (POChP) ma większe znaczenie dla liczby pacjentów i zgonów dotykających 80 milionów ludzi na świecie [WHO, 2006]. Przebieg czasowy choroby charakteryzują stabilne okresy, przerywane okresowymi ostrymi zaostrzeniami objawów, podczas których dochodzi do ciężkiego procesu zapalnego, prowadzącego do wzmożonej obturacji dróg oddechowych. Podczas zaostrzeń ryzyko zgonu jest bardzo wysokie [Connors i in., 1996;Soler-Cataluna i in., 2005]. Ponadto częstość i nasilenie zaostrzeń koreluje z pogorszeniem stanu zdrowia pacjenta [Anzueto i in., 2009; Donaldson i in., 2002].

Obciążenie krajowymi systemami opieki zdrowotnej i społeczeństwem opieką nad chorymi na POChP jest wysokie. Wykorzystanie zasobów opieki zdrowotnej przez chorych na POChP wynika przede wszystkim z ostrych zaostrzeń wymagających opieki na izbach przyjęć iw szpitalu [Dal Negro, 2008].

Potrzeba racjonalizacji kosztów opieki zdrowotnej w ostatnich latach skłoniła do rozwoju nowych technologii monitorowania domowego tych pacjentów, ukierunkowanych głównie na wczesne wykrywanie początku zaostrzeń. Mogłoby to pomóc w opracowaniu nowych modeli terapeutycznych i organizacyjnych, mających na celu ograniczenie wpływu takich zdarzeń na jakość życia pacjenta i krajowe systemy ochrony zdrowia.

Opublikowane dane przedstawiają kilka różnych modeli dalszego monitorowania POChP w domu. Pisemne i elektroniczne dzienniki, kwestionariusze, pomoc telefoniczna ze strony pielęgniarek zajmujących się oddychaniem lub wyspecjalizowanego personelu klinicznego oraz korzystanie z internetowych centrów obsługi telefonicznej sugerowano w celu monitorowania pacjentów po wypisie ze szpitala. Nawet jeśli zgłaszane są pozytywne wyniki w zakresie zmniejszenia częstości hospitalizacji [Vitacca i in., 2009], wielu pacjentów z POChP ma tendencję do niedoceniania ciężkości swojego stanu [Cote i in., 1998], a przestrzeganie przez pacjentów zaleceń dotyczących rejestrowania objawów gwałtownie maleje z czasem [ Cote i in., 1998]. Ponadto inni autorzy zwracają uwagę na trudność prawidłowej oceny wpływu takich modeli na jakość życia pacjentów oraz na zmniejszenie częstości hospitalizacji i śmiertelności [Ram i in., 2004; Bolton i in., 2010].

Skuteczny system monitoringu domowego chorych na POChP powinien charakteryzować się następującymi cechami:

1. łatwy do użycia w środowisku bez nadzoru,
2. w stanie udzielić sensownej i obiektywnej informacji o stanie pacjenta,
3. niska cena.

Klinicznie diagnostyka i monitorowanie chorych na POChP opiera się na parametrach spirometrycznych, takich jak FEV1 (natężona objętość wydechowa w ciągu 1 sekundy), FVC (natężona pojemność życiowa) oraz FEV1/FVC uzyskiwane z wymuszonych manewrów wydechowych [Gold, 2009]. Jednak u większości chorych na POChP prawidłowe wykonanie spirometrii jest bardzo trudne ze względu na słabą zdolność wykonywania wymuszonych manewrów. Z tego powodu konieczne jest, aby badanie było nadzorowane przez lekarza [Miller i in., 2005]. Co więcej, w środowisku medycznym panuje ogólne przekonanie, że FEV1 jest niewrażliwy na zmiany w krótkich okresach czasu u pacjentów z POChP, dlatego też kontrowersje budzi poleganie na tym parametrze jako dokładnym wskaźniku ostrych zdarzeń oddechowych.

Mogą to być niektóre z powodów, dla których większość badań, w których pacjenci byli monitorowani za pomocą domowej spirometrii lub mierników szczytowego przepływu, wykazała słabe wyniki [Brouwer i in., 2010].

Obiecującą technologią domowego monitorowania chorób układu oddechowego jest technika wymuszonych oscylacji (FOT). FOT opiera się na analizie odpowiedzi układu oddechowego na zewnętrzne bodźce ciśnieniowe nakładane na oddech spontaniczny pacjenta. Nie wymaga współpracy pacjenta i może zapewnić dokładne pomiary nawet bez nadzoru wyspecjalizowanego personelu.

W ciągu ostatnich kilku lat zespół badawczy Wydziału Bioinżynierii Politechniki w Mediolanie we Włoszech opracował nowe technologie oparte na FOT i specjalnych algorytmach. Metodologie te zostały już przetestowane i okazały się skuteczne w automatycznej i ilościowej ocenie kilku zjawisk, w tym:

• obecność lub brak ograniczenia przepływu wydechowego (EFL) oddech po oddechu [Dellaca' i in., 2004];
• opór dróg oddechowych skorygowany na podstawie artefaktów wprowadzonych przez EFL [Dellaca' i in., 2009];
• stopień niejednorodności dróg oddechowych mierzony analizą częstotliwościowej zależności oporu;
• odpowiedź układu oddechowego na podanie leków rozszerzających oskrzela i zwężających oskrzela [Dellaca i in., 2009].

Ostatnio spółka spin-off grupy oddechowej Wydziału Bioinżynierii Politechniki w Mediolanie udostępniła specjalne urządzenie (RESMONPRO-dziennik) odpowiednie do zbierania danych w domu pacjenta bez nadzoru lekarza. Dane z prototypowego urządzenia zarejestrowane na pacjentach z astmą wykazały jego przydatność do zdalnego, nienadzorowanego monitorowania chorób przewlekłych.

CEL BADANIA

Celem pracy jest ocena możliwości monitorowania parametrów oscylacyjnych mechaniki płuc, mierzonych techniką wymuszonej oscylacji (FOT), w celu wczesnego wykrywania zaostrzeń u chorych na POChP.

Dlatego podstawowym rezultatem będzie identyfikacja związku między zmianami objawów chorobowych pacjenta, wzorca oddychania, wskaźników impedancji mechanicznej płuc a występowaniem i zaostrzeniem choroby.

Dalszym wynikiem badania będzie identyfikacja i klasyfikacja występujących zaostrzeń.

PROTOKÓŁ BADANIA

Pomiary przed badaniem:

Po włączeniu do badania każdy uczestnik zostanie odwiedzony przez lekarza i poddany standardowemu badaniu czynnościowemu płuc.

Ponadto zbierane będą następujące dane:

• historia zaostrzeń
• historia palenia
• historia choroby
• obecność chorób współistniejących

Codzienny program monitorowania domu:

Wszyscy pacjenci będą monitorowani w domu za pomocą urządzenia do oscylometrycznego pomiaru czynności płuc (RESMON pro).

Pomiar będzie trwał 2-3 minuty raz dziennie przez okres od 6 do 8 miesięcy. Na początku pomiaru urządzenie poprosi pacjenta o wypełnienie prostego kwestionariusza w celu samooceny objawów (duszność, ilość i ropność plwociny, sapanie, kaszel). Na czas trwania badania uczestnik zostanie poproszony o noszenie zegarka Actiwatch Spectrum 24 godziny na dobę. Actiwatch Spectrum, małe urządzenie przypominające zegarek, mierzy aktywność, rejestrując i analizując odczyty z akcelerometru pokładowego. Każda 1-minutowa epoka aktywności jest analizowana, a wyniki statystyczne zapisywane w pamięci pokładowej, która może przechowywać dane nawet z sześciu miesięcy. Dane aktygrafii zapewniają obiektywny zapis aktywności i zostały zweryfikowane w celu określenia normalnych i nieprawidłowych wzorców snu / czuwania.

Pielęgniarka przeprowadzi cotygodniowy wywiad telefoniczny w celu zebrania informacji o wystąpieniu i czasie wystąpienia następujących zdarzeń:

• Zmiana obecnie stosowanej terapii lekowej
• Ogólnoustrojowe stosowanie sterydów / recepta
• Stosowanie/recepta na antybiotyki
• Hospitalizacja z przyczyn oddechowych
• Przyjęcie na Izbę Przyjęć
• Nieplanowane wezwanie lekarza rodzinnego
• Nieplanowana wizyta u lekarza rodzinnego
• Wizyta specjalisty
• Pogorszenie we śnie
• Nasilenie duszności podczas codziennych czynności życiowych
• Gorączka

ANALIZA DANYCH

Dane szeregów czasowych i ich zmienność będą analizowane przy użyciu metody nieodwracalności w czasie, entropii próby i wieloskalowej oraz statystyki wartości ekstremalnych Gumbela. Predyktor zaostrzenia zostanie następnie wyprowadzony przez obliczenie warunkowego prawdopodobieństwa wystąpienia przyszłego ostrego zdarzenia, biorąc pod uwagę trend lub zmienność wskaźników uzyskanych z powyższych metod. Dodatkowo dane będą analizowane również z wykorzystaniem podejścia deterministycznego: liniowej i nieliniowej analizy modelowej