Denna innovativa enhet använder Magneto-tröghetssensorer för att möjliggöra gång-och aktivitetsanalys i okontrollerade miljöer. För närvarande i kvalificeringsprocessen som ett resultat åtgärd i Europeiska läkar myndigheten, en av ansökningarna kommer att fungera som en klinisk Endpoint i kliniska prövningar på neuromuskulära sjukdomar.
Aktuella utfall i neuromuskulär sjukdom kliniska prövningar inkluderar motoriska skalor, tidsinställda tester, och styrke åtgärder som utförs av utbildade kliniska utvärderare. Dessa åtgärder är något subjektiva och utförs under ett besök på en klinik eller sjukhus och utgör därför en punkt bedömning. Punkt bedömningar kan påverkas av patientens dagliga tillstånd eller faktorer som trötthet, motivation och tillstötande sjukdom. För att möjliggöra hembaserad övervakning av gång och aktivitet har en bärbar Magneto-tröghets sensor (WMIS) utvecklats. Den här enheten är en rörelse Monitor som består av två mycket lätta klockliknande sensorer och en dockningsstation. Varje sensor innehåller en Tri-axial accelerometer, gyroskop, magnetometer, och en barometer som registrerar linjär acceleration, vinkelhastighet, det magnetiska fältet av rörelsen i alla riktningar, och barometrisk höjd, respektive. Sensorerna kan bäras på handleden, fotleden, eller rullstol för att registrera motivet rörelser under dagen. Dockningsstationen möjliggör uppladdning och laddning av sensor batterier under natten. Data analyseras med hjälp av egenutvecklade algoritmer för att beräkna parametrar som är representativa för typen och intensiteten av den utförda rörelsen. Denna WMIS kan spela in en uppsättning digitala biomarkörer, inklusive kumulativa variabler, såsom totalt antal meter gick, och beskrivande gång variabler, såsom andelen av de mest snabba eller längsta steg som representerar den högsta prestandan hos patienten under en fördefinierad tidsperiod.
Ett antal potentiella terapier är i utveckling för behandling av genetiska neuromuskulära sjukdomar. Dessa sjukdomar inkluderar Duchennes muskeldystrofi (DMD) och spinal muskelatrofi (SMA) typ 3. Försökspersoner med dessa sjukdomar initialt med proximala nedre extremiteten svaghet som leder till progressiva svårigheter i ambulation. Det sista steget i translationell forskning är att påvisa effekten av en potentiell behandling eller strategi i en klinisk prövning. Det krävs specifika, kvantifierbara, objektiva och tillförlitliga åtgärder. Betydelsen av sådana åtgärder betonades nyligen av misslyckandet med fas IIb-ataluren-studien1 och fas III-studien av BioMarin2. En av de sannolika förklaringarna till dessa misslyckanden var variationen och den ickelinjära utvecklingen av det primära utfallet måttet av dessa prövningar, den 6-minuters promenad test3 (6 MWt). Ökad tillförlitlighet och känslighet för förändringen av resultatåtgärder och förståelsen av de faktorer som leder till deras variation kan bidra till att minska antalet misslyckade försök i samband med de viktigaste resultatmåtten.
En av begränsningarna i de aktuella resultaten är subjektivitet i bedömningen. För att ytterligare öka objektiviteten i bedömningar, Heberer et al.4 visade att genom en markör uppsättning och användning av en gånganalys programvara, det fanns en signifikant ökning av steglängd hos patienter som behandlats med steroider jämfört med den naiva gruppen. Höftleds kinetik är tidiga markörer för proximala svaghet hos patienter med DMD och är mottagliga för förändring med steroid intervention, som är den enda tillgängliga behandlingen för dessa patienter. Gång laboratorier är dock endast tillgängliga i stora kliniker. Dessutom är laboratorieutvärderingar punkt bedömningar, och en patients tillstånd kan i hög grad variera på en dag till dag grund av faktorer som trötthet, motivation, och tillstötande sjukdom.
Användningen av kontinuerlig och hembaserad mätning bör uppnå både en mer objektiv och en mer globalt representativ bedömning. Inom andra områden av neurologi, till exempel Parkinson5 eller multipel skleros6, har flera studier bedömt genomförbarheten, tillförlitligheten och överensstämmelsen med andra mått på olika sensorer, inklusive accelerometrar med eller utan gyrometrar eller magnetometrar, men ingen av dessa enheter är för närvarande en guld standard för utvärdering av patienter under kliniska prövningar. När det gäller neuromuskulära sjukdomar finns det för närvarande ingen validerad metod för kontinuerlig hem övervakning av patienter. Under de senaste åren, genom ett nära samarbete mellan kliniker och ingenjörer, Institute of myology i Paris har utvecklat flera enheter för övre extremitets bedömning att exakt utvärdera övre extremitets styrka och funktion7,8 , 9. en bärbar Magneto-tröghets sensor (WMIS, dvs actimyo) har utvecklats i samarbete med ett företag specialiserat på navigationssystem. Initialt en övervakningsenhet tillägnad icke-ambulerande försökspersoner med neuromuskulära sjukdomar som DMD och SMA10,11, har samma enhet nu använts för att övervaka ambulerande patienter i två olika konfigurationer: sensorer på båda vrister eller en sensor vid handleden och den andra vid fotleden. Konfigurationen för en icke-ambulerande population består av en sensor vid rullstolen och den andra vid handleden.
Denna WMIS kan exakt fånga och kvantifiera alla rörelser i extremiteten på vilken den är placerad. Mätprincipen är baserad på användningen av mikroelektromekaniska system (MEMS) tröghetssensorer och magnetometrar som drivs genom Magneto-tröghets ekvationer. Dedikerade algoritmer möjliggör noggrann kvalificering och kvantifiering av patienternas rörelser i en icke-kontrollerad miljö.
Det övergripande målet med metoden är att tillhandahålla identifiering och kvantifiering av alla rörelser som produceras av en patient under en fördefinierad tidsperiod, och att integrera dessa åtgärder i sjukdomsspecifika resultatåtgärder som är representativa för patientens under en viss tidsperiod.
För att effektivt bedöma ambulerande och icke-ambulerande patienter med rörelsestörningar i hemmet, måste anordningen tillhandahållas patienten av en utbildad utvärderare som är ansvarig för att se till att instruktionerna har förståtts. En utredare och en patient handbok medföljer enheten. Denna WMIS används för närvarande som en undersökande resultat åtgärd i ett antal kliniska prövningar för neuromuskulära och neurologiska sjukdomar (NCT03351270, NCT02780492, NCT01385917, NCT03039686, NCT03368742, NCT02500381). Särskilda förfaranden som är anpassade till patologi och/eller till den kliniska prövningen har utvecklats.
Under det senaste decenniet har ett antal olika system utvecklats, såsom en Aktivitetskontroll (tabell över material [IV]), som använder accelerometriska sensorer för att övervaka dagliga aktiviteter för kvantifiering av energi utgifter13. En triaxiella accelerometer (tabell över material [V]) användes av Tanaka et al.14 för att övervaka aktiviteten hos förskolebarn. Lau et al.15 visade genom kombinationen…
The authors have nothing to disclose.
Författarna tackar Anne-Gaëlle Le Moing, Amélie Moreaux, och Eric Dorveaux för deras bidrag till utvecklingen av denna bärbara Magneto-tröghets sensor och Jackie Wyatt för översynen.
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 |