Denne innovative enhed bruger Magneto-inertial sensorer til at tillade gangog aktivitet analyse i ukontrollerede miljøer. I øjeblikket i kvalifikationsprocessen som en resultat foranstaltning i det europæiske medicinske agentur, vil en af ansøgningerne være at tjene som et klinisk endepunkt i kliniske forsøg med neuromuskulære sygdomme.
Aktuelle resultater i kliniske forsøg med neuromuskulær lidelse omfatter motoriske funktions skalaer, tidsindstillede tests og styrke foranstaltninger udført af uddannede kliniske evaluatorer. Disse foranstaltninger er lidt subjektive og udføres under et besøg på en klinik eller et hospital og udgør derfor en punkt vurdering. Point vurderinger kan påvirkes af daglig patient tilstand eller faktorer som træthed, motivation og interkurrente sygdom. For at muliggøre hjemme baseret monitorering af gangbar og aktivitet er der udviklet en wearable Magneto-inertial sensor (WMIS). Denne enhed er en bevægelses Monitor, der består af to meget lette urlignende sensorer og en dockingstation. Hver sensor indeholder et Tri-aksialt accelerometer, gyroskop, magnetometer, og et barometer, der registrerer lineær acceleration, vinkelhastighed, det magnetiske felt af bevægelsen i alle retninger, og barometerhøjde, hhv. Sensorerne kan bæres på håndleddet, anklen eller kørestolen for at registrere Bevægelsernes bevægelser i løbet af dagen. Dockingstationen muliggør dataoverførsel og genopladning af sensor batterier i løbet af natten. Data analyseres ved hjælp af proprietære algoritmer til at beregne parametre repræsentative for typen og intensiteten af den udførte bevægelse. Denne WMIS kan optage et sæt af digitale biomarkører, herunder kumulative variabler, såsom det samlede antal meter gik, og beskrivende gangart variabler, såsom procentdelen af den mest hurtige eller længste skridt, der repræsenterer den øverste præstation af patienten over en foruddefineret tidsperiode.
En række potentielle terapier er under udvikling til behandling af genetiske neuromuskulære sygdomme. Disse sygdomme omfatter Duchenne muskeldystrofi (DMD) og spinal muskelatrofi (SMA) type 3. Personer med disse sygdomme til stede i første omgang med proksimal nedre lemmer svaghed, der fører til progressive vanskeligheder i ambulation. Det sidste trin i Translationel forskning er påvisning af effekten af en potentiel behandling eller tilgang i et klinisk forsøg. Der er behov for specifikke, kvantificerbare, objektive og pålidelige foranstaltninger. Betydningen af sådanne foranstaltninger blev for nylig understreget af svigt i fase IIb-forsøget1 og fase III-biomarin studiet2. En af de sandsynlige forklaringer på disse fejl var variabiliteten og den ikke-lineære udvikling af det primære effektmål for disse forsøg, 6 minutters gangtest3 (6 MWT). Øget pålidelighed og følsomhed over for ændringer i resultat foranstaltningerne og forståelsen af de faktorer, der fører til deres variation, kan bidrage til at mindske antallet af mislykkede forsøg i forbindelse med de vigtigste resultat foranstaltninger.
En af begrænsningerne ved de nuværende resultater er Vurderingens subjektivitet. For yderligere at øge vurderingernes objektivitet viste heberer et al.4 , at der gennem et markør sæt og brugen af en gangart-analyse software var en signifikant stigning i skridtlængde hos patienter behandlet med steroider sammenlignet med den naive gruppe. Hofte ledkinetik er tidlige markører for proksimal svaghed hos patienter med DMD og reagerer på ændringer med steroid intervention, som er den eneste tilgængelige behandling for disse patienter. Gait laboratorier er dog kun tilgængelige i store klinikker. Endvidere, laboratorie evalueringer er punkt vurderinger, og en patients tilstand kan meget variere på en dag til dag basis på grund af faktorer som træthed, motivation, og interkurrente sygdom.
Brug af kontinuerlig og hjemme baseret måling bør både føre til en mere objektiv og en mere global repræsentativ vurdering. I andre områder af neurologi, for eksempel Parkinson5 eller multipel sklerose6, flere undersøgelser har vurderet gennemførligheden, pålidelighed, og konsistens med andre målinger af forskellige sensorer, herunder accelerometre med eller uden gyrometre eller magnetometre, men ingen af disse anordninger er i øjeblikket en guld standard for evaluering af patienter i kliniske forsøg. På området for neuromuskulære sygdomme er der i øjeblikket ingen valideret metode til kontinuerlig hjemme monitorering af patienter. I de seneste år, gennem et tæt samarbejde mellem klinikere og ingeniører, Institut for myology i Paris har udviklet flere enheder til øvre lemmer vurdering til præcist at evaluere øvre lemmer styrke og funktion7,8 , 9. en wearable Magneto-inertial sensor (WMIS, dvs., ActiMyo) er blevet udviklet i samarbejde med en virksomhed med speciale i navigationssystemer. Oprindeligt en overvågningsanordning dedikeret til ikke-Ambulant forsøgspersoner med neuromuskulære lidelser såsom DMD og SMA10,11, den samme enhed er nu blevet brugt til at overvåge Ambulant patienter i to forskellige konfigurationer: sensorer på både ankler eller en sensor ved håndleddet og den anden ved anklen. Konfigurationen for en ikke-Ambulant population består af en sensor i kørestolen og den anden ved håndleddet.
Denne WMIS er i stand til præcist at fange og kvantificere alle bevægelser af den lemmer, hvor den er placeret. Måleprincippet er baseret på anvendelse af MikroElektroMekaniske system (MEMS) inerti sensorer og magnetometre, der drives gennem Magneto-inerti ligninger. Dedikerede algoritmer muliggør præcis kvalificering og kvantificering af patienternes bevægelser i et ikke-kontrolleret miljø.
Metodens overordnede mål er at tilvejebringe identifikation og kvantificering af enhver bevægelse, der produceres af en patient i en foruddefineret periode, og at integrere disse foranstaltninger i sygdomsspecifikke resultat foranstaltninger, der er repræsentative for patientens tilstand over en tidsperiode.
For effektivt at vurdere Ambulant og ikke-Ambulant patienter med bevægelsesforstyrrelser derhjemme skal udstyret leveres til patienten af en uddannet evaluator, der er ansvarlig for at sikre, at instruktionerne er blevet forstået. En investigator og en patient manual er forsynet med enheden. Denne WMIS er i øjeblikket anvendes som en sonderende resultat foranstaltning i en række kliniske forsøg for neuromuskulære og neurologiske sygdomme (NCT03351270, NCT02780492, NCT01385917, NCT03039686, NCT03368742, NCT02500381). Specifikke procedurer, som er tilpasset patologien og/eller det kliniske forsøgsdesign, er blevet udviklet.
I det seneste årti er der udviklet en række forskellige systemer, såsom en aktivitets Monitor (tabel over materialer [iv]), som bruger accelerometriske sensorer til at overvåge aktiviteter i hverdagen for kvantificering af energi udgifter13. Et triaksialt accelerometer (tabel over materialer [V]) blev anvendt af Tanaka et al.14 til at overvåge førskolebørns aktiviteter. Lau et al.15 viste gennem kombinationen …
The authors have nothing to disclose.
Forfatterne takker Anne-Gaëlle Le Moing, Amélie Moreaux og Eric Dorveaux for deres bidrag til udviklingen af denne wearable Magneto-inertial sensor og Jackie Wyatt til gennemgang.
ActiMyo Sensors | Sysnav | SF-000080 | Wearable magneto-inertal sensors attached to the patient for movment recording |
Helen Hayes marker set | Vicon | NA | Whole body jumpsuit with predefined Vicon's spots |
OrthoTrak (Motion Analysis, Santa Rosa, CA, USA) | Motion Lab Systems | Gait analysis software | |
ActiGraph | ActiGraph Corp | GTM1 | Activity monitor, used by researchers to capture and record continuous, high resolution physical activity and sleep/wake information |
ActivTracer GMS LTD | GMS Co. Ltd Japan | AC-301A | Triaxial accelerometer |
ADXL202E dual-accelerometer | Analog Devices | ADXL212AEZ | High precision, low power, complete dual axis accelerometer with signal conditioned, duty cycle modulated outputs, all on a single monolithic IC. |
ENC-03J gyroscope | Murata Electronics | ENC-03J | Vibration Sensors |
DynaPort MiniMod | MCROBERTS | Small and light case containing a tri-axial accelerometer, a rechargeable battery, an USB connection, and raw data storage on a MicroSD card | |
MM-2860 Sunhayato | Sunhayato | MM-2860 | 3-axis accelerometer |
MicroStone MA3-10Ac | MA3-04AC | Microstone Co. | Acceleration sensors |
RT3 Activity monitor | Abledata | NA | Triaxial accelerometer |
Aparito | aparito | NA | Wearables and disease specific mobile apps to deliver patient monitoring outside of the hospital; Elin Davies, Aparito: https://www.aparito.com/ |
Docking station | Sysnav | SF-000118 | |
Sensor | Sysnav | SF-000080 | |
Bracelet (black/grey L) (black/grey S) (black/yellow L) (black/yellow S) |
Sysnav | ZZ-000093 ZZ-000094 ZZ-000247 ZZ-000248 | |
Patient manual | Sysnav | FD-000086 | |
Ethernet cable (2 m max.) | Sysnav | IC-000458 | |
Power cable (EU) (UK) (US) |
Sysnav | ZE-000440 ZE-000441 ZE-000442 | |
Power supply unit | Sysnav | ZE-000443 | |
Ankle strap | Sysnav | ZZ-000462 | |
Small bag | Sysnav | ZZ-000033 |