Беспроводная накладка ЭЭГ для непрерывного электрографического мониторинга

Цели:

Основными целями этого исследования являются оценка способности устройств: (1) регистрировать беспроводную ЭЭГ пациентов в отделении долгосрочного мониторинга ЭЭГ (2) сравнивать беспроводную ЭЭГ в этих записях с проводной ЭЭГ стандартной медицинской помощи (3) записывать беспроводную ЭЭГ пациентов, проходящих амбулаторное ЭЭГ-мониторирование (4) сравнивать беспроводную ЭЭГ в этих записях с результатами амбулаторной ЭЭГ (5) разрабатывать алгоритмы автоматического обнаружения припадков на основе собранных здесь данных (6) разрабатывать оповещение о припадках в реальном времени на основе данные, собранные здесь (7), записывают продольную ЭЭГ из Epilog за пределами отделения мониторинга эпилепсии, в то время как пациенты отвечают на ежедневные вопросы через мобильное приложение, предназначенное для обеспечения вероятности того, что у пациента будет приступ.

Гипотезы:

1. Одноканальная ЭЭГ, записанная с помощью Epilog, может использоваться для точного выявления приступов.
2. Одноканальная ЭЭГ, записанная с помощью Epilog, может использоваться для оповещения о припадках в режиме реального времени.
3. Одноканальную ЭЭГ, записанную с помощью Epilog, можно использовать вместе с психологическими, поведенческими и экологическими входными данными в мобильное приложение для создания почасового прогноза вероятности приступа.

Задний план:

Непрерывная электроэнцефалография (ЭЭГ) — относительно дорогая, требующая много времени процедура стационарного мониторинга, для выполнения которой может потребоваться несколько дней. Он предназначен для помощи эпилептологам в диагностике и локализации судорог и других аномалий. Мониторинг ЭЭГ за пределами клиники ограничивается громоздкими и громоздкими системами амбулаторного мониторинга, которые подвержены множеству шумовых артефактов за пределами контролируемых границ блока долгосрочного мониторинга ЭЭГ (ДВМ). Эффективное беспроводное решение для ЭЭГ может улучшить долгосрочные (непрерывные) записи ЭЭГ. Важно отметить, что долгосрочный мониторинг ЭЭГ за пределами больницы может дать важные данные об общем состоянии мозга, в том числе о частоте припадков, в реалистичных домашних условиях. Существует очевидная потребность в небольшом, простом в использовании, надежном беспроводном устройстве для мониторинга ЭЭГ человека, чтобы помочь в лечении судорожного расстройства у пациентов.

Пациентов часто направляют в отделение долгосрочного мониторинга эпилепсии (EMU) для оценки подозреваемого основного неврологического состояния, которое может проявляться с помощью ЭЭГ, что является обычной процедурой. Несмотря на его клиническую значимость и желание минимизировать время, проведенное в больнице, существует пробел в возможности вести поддающийся количественной оценке отчет об активности ЭЭГ в домашних условиях пациентов. Как правило, пациентов, у которых диагностировано судорожное расстройство, просят вести дневник судорожных припадков, предназначенный для помощи врачу в постановке диагноза. Самостоятельные сообщения пациентов о припадках с помощью дневника припадков часто ненадежны, до 55% всех припадков могут быть пропущены, а о других сообщают неправильно [1-3]. Это особенно верно для населения с задержкой развития, где бремя самоотчета о припадках часто возлагается на лицо, осуществляющее уход. Большинство припадков не имеют конвульсивного характера и могут быть относительно незаметными. Для эффективного лечения чрезвычайно важно знать, как противосудорожное средство влияет на судороги пациента, особенно фокальные судороги. Часто припадки носят амнестический характер, и если кто-то еще не распознает клинические признаки припадка, он может остаться незамеченным [4]. Многие приступы могут возникать ночью или когда пациент находится в сонливом состоянии или в состоянии стресса [5-7], что еще больше затрудняет выявление приступов. Получить точный отчет о таких неузнаваемых припадках сложно для больных эпилепсией и членов их семей.

Раннее выявление острых электрографических припадков может привести к более эффективному применению терапевтических подходов для блокирования или сведения к минимуму повреждения головного мозга. Более 30% пациентов с эпилепсией имеют неизлечимые припадки, с которыми трудно справиться, они являются огромным финансовым бременем для человека с эпилепсией и его семьи и резко снижают качество жизни [8, 9]. Таким образом, остается потребность в получении поддающихся количественной оценке непрерывных записей ЭЭГ после постановки диагноза эпилепсии. Это исследование позволит разработать автоматизированные алгоритмы обнаружения, оповещения и прогнозирования приступов на основе одноканального беспроводного датчика ЭЭГ Epilog компании Epitel.

В этом предложении будет оцениваться индивидуальный датчик телеметрии накладного типа для упрощенной одноканальной записи ЭЭГ пациентов-людей. Этот датчик можно просто прикрепить к коже головы, что позволяет записывать сигнал ЭЭГ на датчике в реальном времени. Это относительно небольшое устройство, размером примерно с толстый лейкопластырь, является автономным, водонепроницаемым и питается от батарейки для часов. Датчик компактен, и его можно накладывать и/или показывать, как использовать, во время визита в клинику. Датчик является неинвазивным и прикрепляется к пациенту путем наружного размещения на неповрежденной коже ниже линии роста волос с помощью однокомпонентной однодневной одноразовой проводящей клейкой наклейки.

Дизайн и методы исследования:

Дизайн исследования:

Это как проспективное неслепое обсервационное исследование, так и проспективное неслепое интервенционное исследование.

Для стационарного отделения результаты стандартной проводной ЭЭГ будут сравниваться с результатами беспроводного записывающего устройства ЭЭГ, чтобы разработать обучающий набор данных для алгоритмов машинного обучения для автоматического обнаружения припадков.

Для амбулаторного отделения характеристики ЭЭГ, записанные с помощью комбинации с психологическими, поведенческими и экологическими данными пациента в мобильном приложении, затем обеспечивают почасовую вероятность (процентное изменение) приступа в течение следующего часа.

Исследуемая популяция:

Предлагаемая популяция пациентов для этого исследования включает детей в возрасте от 5 до 17 лет. Рассмотрение педиатрической популяции как уязвимой группы населения для участия в этом исследовании было принято во внимание при определении целесообразности этого протокола. Это исследование предоставит информацию о конкретных потребностях педиатрической популяции пациентов; ожидается, что это будет значительный процент пользователей предлагаемого устройства. Оценка риска исследования предполагает, что педиатрическая популяция субъектов не будет подвергаться рискам, превышающим текущий стандарт медицинской помощи, для которого они уже оцениваются.

Выбор предмета:

Критерии включения для стационарного и амбулаторного отделения:

Предыдущий диагноз эпилепсии или другого судорожного расстройства, госпитализированный для планового ЭЭГ-тестирования, в возрасте от 5 до 17 лет включительно

Критерии исключения для стационарного и амбулаторного отделения:

Известная или предполагаемая аллергия на клей

Методы исследования:

До четырех одноканальных ЭЭГ-датчиков Epilog будут размещены вместе с проводной ЭЭГ, соответствующей золотому стандарту, в отделении мониторинга эпилепсии. Каждый датчик (1" x 1" x 1/4", 6,6 г) прикрепляется к коже головы ниже линии роста волос с помощью цельной токопроводящей клейкой наклейки, состоящей из гипоаллергенного гидроколлоида и гидрогеля. Датчики размещаются примерно в местах расположения электродов F7, F8, TP9 или TP10 в международной системе 10-10. Эпилог состоит из печатной платы со встроенными золотыми электродами для записи ЭЭГ, прикрепленными к обоим концам. Затем датчики герметизируют и упаковывают в виде гибкого медицинского силикона, и они должны иметь низкий профиль, чтобы их нельзя было легко сместить или чтобы пользователю было неудобно. Беспроводное ЭЭГ-устройство питается от одной литиевой батареи для часов (CR2016, 270 мВт), загерметизированной внутри датчика по стандарту IPX3. В датчиках Epilog используются только батареи, соответствующие стандарту IEC-60086-4. Эпилог передает ЭЭГ через защищенный Bluetooth при взаимодействии с мобильным приложением. В противном случае Epilog может хранить ЭЭГ в течение 10 дней подряд, когда радиомодуль Bluetooth отключен.

После активации датчик начинает передавать и/или регистрировать данные сигнала. Клиницист может подключить устройство к USB-порту защищенного паролем ноутбука, одобренного HIPAA, или другого компьютерного устройства для активации датчика и/или присвоения информации об идентификаторе исследования пациента в датчике и/или загруженных данных с датчика в соответствии с Европейский формат данных, признанный во всем мире стандартный формат ЭЭГ (www.edfplus.info). Чтобы визуализировать сигнал ЭЭГ в режиме реального времени, можно использовать специально разработанное мобильное приложение, когда Bluetooth включен на каждом датчике. Для амбулаторного использования возможность просмотра ЭЭГ отключена. Данные можно загрузить с устройства, подключив его к USB-подключенному компьютеру, защищенному паролем. Аппаратное обеспечение для сбора данных, компьютер и программное обеспечение на базе USB с программой просмотра файлов EDF будут использоваться для просмотра, анализа и хранения данных ЭЭГ в соответствии с политиками конфиденциальности пациентов HIPAA.

Информация об устройстве:

Маркировка:

Все исследовательские устройства будут иметь следующее заявление на этикетке: ВНИМАНИЕ! Исследовательское устройство. Ограничено федеральным законом для использования в исследовательских целях.

На каждом датчике также будет указан производитель, местонахождение предприятия, количество содержимого, а для идентификации и отслеживания — серийный номер и дата изготовления.

Классификация датчика:

Этот датчик подобен одобренным FDA электроэнцефалографическим устройствам под номером раздела 21 CFR 882.1400, идентифицированным как устройство, используемое для измерения и записи электрической активности мозга пациента, полученной путем размещения двух или более электродов на голове. Этот датчик соответствует стандартам производительности класса II FDA. Этот путь датчика к рынку проходит через разрешение 510 (k) путем демонстрации существенной эквивалентности легально продаваемому исходному устройству.

Получение датчика:

Epitel доставляет датчики непосредственно главному исследователю, который регистрирует их в форме учета датчиков в папке Study Binder.

Хранение датчиков. Датчики размещаются по отдельности в коробках с серийным номером датчика и надписью на этикетке: ОСТОРОЖНО! Исследовательское устройство. Ограничено федеральным законом для использования в исследовательских целях. Датчики будут храниться под материальным контролем в отделении мониторинга эпилепсии до и после использования. Датчики должны храниться приблизительно при комнатной температуре в условиях окружающей среды. Других особых требований к хранению нет.

Выдача датчиков: датчики будут зарегистрированы в форме учета устройств в папке исследования, когда они 1 будут доставлены в неврологию, 2 будут помещены на исследуемого пациента, 3 данные будут загружены с устройства, 4 данные устройства будут стерты и 5 устройства были возвращены и получены Спонсором исследования. Это будет подписано и датировано исследовательской группой.

Расположение датчиков: После использования исследовательская группа вернет датчики в ящик/шкаф для хранения после загрузки данных. Данные на датчиках будут стерты, и каждый датчик будет использован один раз, если он находится в стационаре, и только на одном пациенте, если он амбулаторный. Затем датчики будут возвращены спонсору исследования, где они будут учтены, уничтожены и надлежащим образом утилизированы.

Возврат или уничтожение датчиков: после сбора данных и проверки датчиков использованные датчики, хранящиеся в неврологическом отделении с уровнем заряда батареи ниже 1,4 В, будут возвращены спонсору исследования, где они будут учтены, уничтожены и должным образом утилизированы.

Процесс набора и получения согласия в стационарных и амбулаторных отделениях:

Общие процедуры получения согласия. Для участия в этом исследовании будут набраны пациенты, обращающиеся в EMU для прохождения стандартных процедур. Координатор исследования также несет ответственность за обращение к соответствующему врачу пациента, чтобы попросить разрешения связаться с семьей и пациентом по электронной почте. Если врач даст разрешение, координатор исследования подойдет и проинформирует пациента/опекуна о возможности участия в этом исследовании. Все участники должны будут участвовать в процессе согласия/одобрения. Пациент и законные опекуны будут ознакомлены с документами об информированном согласии и согласии, и им будет предоставлено соответствующее время, чтобы задать вопросы об исследовании.

Процесс согласия/согласия для всех пациентов, отвечающих критериям включения:

Исследование будет описано устно, когда координатор исследования приблизится к пациенту и его семье, и описание будет также записано в документе о согласии. Пациентам будет предоставлена ​​возможность задавать вопросы в любой момент процесса регистрации. После их согласия на участие в исследовании их попросят подписать форму согласия и дать устное согласие/согласие. Для этого исследования не существует процедур внешнего найма.

Процедуры исследования:

Процесс скрининга: пациенты будут проходить скрининг исследовательским персоналом до их госпитализации. Команда исследовательского персонала просматривает еженедельный список госпитализаций и проверяет пациентов на соответствие критериям регистрации. После выбора подходящего пациента исследовательская группа позвонит или отправит пациентам по электронной почте резюме исследования и запросит разрешение на обращение к пациенту за согласием/подтверждением при поступлении.

Регистрация:

После того, как право на участие будет определено и исследовательская группа получит одобрение на подход, исследовательский персонал даст подходящему пациенту и его семье устное описание исследования и предложит возможность принять участие в исследовании. Подходящий пациент и его семья, где это уместно, будут ознакомлены с документами об информированном согласии, и им будет предоставлено соответствующее время, чтобы задать вопросы об исследовании. После получения информированного согласия на участие в исследовании пациент будет включен в исследование. Регистрация пациентов может осуществляться любым членом исследовательской группы, как указано в разделе «Роли/обязанности». Регистрация пациентов задокументирована в папке исследования.

Размещение датчика:

Пациенты будут находиться под наблюдением датчиков Epilog и проводной ЭЭГ с полным монтажом для пациентов, которые остаются в EMU. Датчики будут размещены в соответствии с указаниями невролога рядом со стандартным электродом в области, где, как известно, происходят припадки в случае, если эпилепсия была ранее диагностирована или подозревается. Для каждого пациента должна быть записана письменная документация о месте (местах) размещения каждого датчика рядом со стандартными проводными электродами ЭЭГ. Пациенты будут носить Эпилог до тех пор, пока будет одновременно записываться проводная ЭЭГ (1-7 дней в EMU). Для пациентов, которые должны постоянно носить Epilog за пределами электропоезда, будут предоставлены письменные инструкции, устная интерактивная демонстрация, а также видео о том, как использовать Epilog и мобильное приложение.

После использования датчики Epilog можно аккуратно снять с кожи головы. При амбулаторном использовании пациентам и членам их семей/лицам, осуществляющим уход, рекомендуется заменять токопроводящую клейкую наклейку один раз в день, как правило, во время принятия душа или ванны или перед сном.

Риски и преимущества:

Риски исследования:

Риски этого исследования минимальны. Существует потенциальный риск того, что у пациента может возникнуть неблагоприятная реакция на токопроводящий адгезивный гель, используемый для фиксации регистрирующих электродов на коже головы. Этот риск можно свести к минимуму, если ежедневно осматривать кожу головы вокруг устройства на предмет покраснения или раздражения, которые могут указывать на реакцию на токопроводящий клей. Используются только гипоаллергенный проводящий гидрогель и адгезивные гидроколлоиды, одобренные Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов.

Преимущества обучения:

Прямых выгод для пациента от участия в этом исследовании нет. Потенциальная польза для клиник и пациентов в более долгосрочной перспективе заключается в том, что запись беспроводной ЭЭГ может оказаться полезной для определения того, можно ли использовать один канал беспроводной долгосрочной ЭЭГ для обнаружения, оповещения и прогнозирования судорожной активности за пределами больницы во время ежедневного обследования пациентов. виды деятельности. ЭЭГ также может быть использована для определения распространенности нормального цикла сна у пациентов по сравнению с аномальным, хотя эта информация не будет напрямую оцениваться в этом исследовании.

Вывод:

Выход субъекта: Субъекты выйдут из исследования при наличии любого из следующих условий; 1) Субъект добровольно отказывается от участия в исследовании, 2) Самочувствие субъекта, по мнению Исследователя, может быть поставлено под угрозу продолжением исследования, 3) Субъект испытывает нежелательное явление, определенное Исследователем как связанное с устройством.

Как вывести предметы:

Субъект может сообщить о своем добровольном выходе любому из участников исследования. Любой член исследовательской группы, получивший уведомление об отзыве, должен сообщить об этом координатору исследования. Если Исследователь отзывает субъекта; это должно быть задокументировано в папке исследования с указанием причины отзыва. Если имели место какие-либо неблагоприятные события, связанные с прекращением участия в исследовании, Исследователь и Координатор исследования в качестве Наблюдателя за безопасностью несут ответственность за расследование, документирование и, если применимо, сообщение об этих инцидентах. Координатор исследования и главный исследователь исследования несут ответственность за обеспечение безопасности пациента в случае выхода из исследования и за возврат всех выданных устройств. Выход любого пациента задокументирован в папке исследования под информацией об участнике.

Безопасность:

Для пациента нет риска преждевременного выхода из этого исследования.

Следовать за:

Должны быть предприняты разумные усилия для последующего наблюдения за всеми участниками исследования, которые выходят из исследования после момента выхода, чтобы гарантировать отсутствие нежелательных явлений, связанных с устройством. Как минимум, это усилие должно получить данные о выживаемости пациента. Координатор исследования несет ответственность за это последующее наблюдение.

Данные исследования:

При регистрации в рамках исследования будут собраны следующие данные: пол, возраст, документация об отсутствии известной кожной аллергии/чувствительности к клеям (исключающая характеристика), диагноз эпилепсии в анамнезе (если применимо). Во время исследования с исследуемого устройства будет получена беспроводная ЭЭГ. Для стационарных пациентов ЭЭГ будет записываться с помощью традиционной проводной процедуры в течение всего времени ношения исследовательского устройства. Для амбулаторных данных ежедневные ответы на набор вопросов опроса, представленных пациенту приложением Aura, модифицированным с помощью PROMIS, разработанным доктором Мэдисон Берл. Каждый зарегистрированный человек ответит на вопросы базового опроса, которые включают (1) среднее количество часов сна в день в течение обычной недели и (2) опрос из 10 вопросов по шкале воспринимаемого стресса. Ответы на эти базовые вопросы позволят персонализировать риск, связанный с каждым изменением по сравнению с базовым уровнем с течением времени. Когда начнется амбулаторное исследование и участники будут носить Epilog в течение 90 дней, мобильное приложение будет продолжать задавать вопросы поведенческого и психологического опроса, чтобы изменить прогноз приступов, предоставляемый мобильным приложением. Количество вопросов, задаваемых пользователю приложением, не будет превышать четырех в день, чтобы снизить нагрузку на ежедневное использование приложения. Наряду с физиологическими параметрами (ЭЭГ и подверженность циркадным приступам) почасовой прогноз приступов будет оцениваться и оптимизироваться постфактум. Это будет прогноз, который пользователь увидит и сможет использовать для планирования своего дня. Важно отметить, что мы будем отслеживать, как пользователь взаимодействует с мобильным приложением, чтобы определить приверженность, частоту использования приложения, клики, статистику сбоев и общую удовлетворенность. Это может быть случай, когда зарегистрированный пациент начинает отвечать на вопросы, заданные приложением, нечасто или вообще не отвечает. Чтобы смягчить эту проблему, приложение будет продолжать предлагать пользователю ответить на вопросы, если они будут отклонены. Если пользователь пропустит два дня или более, координатор исследования свяжется с пациентом, чтобы поощрить соблюдение режима лечения.

План анализа:

Основными показателями исхода для этого исследования являются время приступа, отмеченное эпилептологами как начало, конец, артефакты и тип приступа во время стационарных исследований. Эти данные используются для разработки автоматизированных алгоритмов обнаружения припадков и оповещения. Для амбулаторных исследований взаимодействие пациентов с мобильным приложением, частота использования приложения, клики, статистика сбоев и общая удовлетворенность прогнозом вероятности припадка.

Использованная литература:

1. Блюм Д.Э. и др. Осведомленность пациентов о судорогах. Неврология, 1996. 47(1): с. 260-4.
2. Хоппе К., Попел А. и Элгер К.Э. Эпилепсия: точность подсчета приступов у пациентов. Арка Нейрол, 2007. 64(11): с.

1595-9. 3. Пучикян-Саркисян С. и др. Осведомленность пациентов о судорогах, зарегистрированная в отделении мониторинга эпилепсии. Can J Neurosci Nurs, 2009. 31(4): с. 22-3. 4. Фишер Р.С. и др. Дневники приступов для клинических исследований и практики: ограничения и перспективы на будущее. Эпилепсия Бехав, 2012. 24(3): с. 304-10. 5. Дерри, К.П. и С. Дункан, Сон и эпилепсия. Эпилепсия Бехав, 2013. 26(3): с. 394-404.

6. Матос Г. и др. Сон и эпилепсия: изучение интригующей взаимосвязи с трансляционным подходом. Эпилепсия Бехав, 2013. 26(3): с. 405-9. 7. Новакова Б. и др. Роль стресса как триггера эпилептических припадков: описательный обзор данных исследований на людях и животных. Эпилепсия, 2013. 54(11): с. 1866-76 гг. 8. Luoni, C., et al., Детерминанты связанного со здоровьем качества жизни при фармакорезистентной эпилепсии: результаты крупного многоцентрового исследования последовательно включенных пациентов с использованием подтвержденных количественных оценок. Эпилепсия, 2011. 52(12): с. 2181-91. 9. Шуэле, С.Ю. и Х.О. Людерс, Неизлечимая эпилепсия: лечение и терапевтические альтернативы. Ланцет Нейрол, 2008.

7(6): с. 514-24. 10. Фриман В.Дж. и др. Пространственные спектры ЭЭГ и ЭМГ скальпа бодрствующих людей. Клин Нейрофизиол, 2003. 114(6): с. 1053-68. 11. Дейви, М. П., Дж. Д. Виктор и Н. Д. Шифф, Спектры мощности и когерентность в ЭЭГ вегетативного пациента с тяжелым асимметричным повреждением головного мозга. Клин Нейрофизиол, 2000. 111(11): с. 1949-54