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咽頭嚥下障害のリスクがある患者における嚥下スクリーニングのための非侵襲的装置の開発：プロスペクティブな探索的研究の結果
Development of a Non-invasive Device for Swallow Screening in Patients at Risk of Oropharyngeal Dysphagia: Results from a Prospective Exploratory Study.
PMID: 30612234 PMCID: PMC6717605. DOI: 10.1007/s00455-018-09974-5.
抄録
咽頭嚥下障害は、脳卒中後の患者、集中治療中の患者、高齢者など、リスクの高いいくつかの集団で流行している。嚥下障害は、入院期間の延長や肺炎などの予後不良の一因となる。嚥下障害の早期発見はリスクの高い患者の評価の一環として推奨されているが、ベッドサイドでのスクリーニングツールは一貫性がない。本研究では、新しい加速度計ベースの嚥下障害検出システム（DDS）を用いて嚥下障害を検出するアルゴリズムを開発した。米国の7つの施設に344人のサンプルを登録した。薄い、軽度、中等度、極厚の液体バリウム刺激を飲み込む際に、同時ビデオフルオロスコピー（VFSS）を用いて二軸加速度センサーの信号をプロスペクティブに収集した。信号処理分類器は線形判別分析と10,000個のランダムなトレーニングテストデータ分割を用いて訓練した。主な目的は、VFSS基準値と比較して受信機動作特性曲線下面積（AUC）が80％以上の薄い液体の嚥下安全性障害を検出するアルゴリズムを開発することであった。採取した薄めの液体ボーラスの7.2％で嚥下安全性が損なわれていることが確認された。19.7％の参加者で少なくとも1つの安全性に問題のある薄めの液体ボーラスが検出されたが、参加者は一貫して安全性に問題があることを示していなかった。DDS分類器アルゴリズムは、平均AUC81.5％（感度90.4％、特異度60.0％）で、薄めの液体を飲み込む安全性が損なわれた参加者を識別した。薄いコンシステンシーは、浸透吸引の頻度を減らすのに有効であった。このDDSは，薄い液体での嚥下安全性障害の検出において，目標とする性能を達成していた．ここで行われたDDSとVFSSによる同時測定は、今後の検証研究に使用される予定です。
Oropharyngeal dysphagia is prevalent in several at-risk populations, including post-stroke patients, patients in intensive care and the elderly. Dysphagia contributes to longer hospital stays and poor outcomes, including pneumonia. Early identification of dysphagia is recommended as part of the evaluation of at-risk patients, but available bedside screening tools perform inconsistently. In this study, we developed algorithms to detect swallowing impairment using a novel accelerometer-based dysphagia detection system (DDS). A sample of 344 individuals was enrolled across seven sites in the United States. Dual-axis accelerometry signals were collected prospectively with simultaneous videofluoroscopy (VFSS) during swallows of liquid barium stimuli in thin, mildly, moderately and extremely thick consistencies. Signal processing classifiers were trained using linear discriminant analysis and 10,000 random training-test data splits. The primary objective was to develop an algorithm to detect impaired swallowing safety with thin liquids with an area under receiver operating characteristic curve (AUC) > 80% compared to the VFSS reference standard. Impaired swallowing safety was identified in 7.2% of the thin liquid boluses collected. At least one unsafe thin liquid bolus was found in 19.7% of participants, but participants did not exhibit impaired safety consistently. The DDS classifier algorithms identified participants with impaired thin liquid swallowing safety with a mean AUC of 81.5%, (sensitivity 90.4%, specificity 60.0%). Thicker consistencies were effective for reducing the frequency of penetration-aspiration. This DDS reached targeted performance goals in detecting impaired swallowing safety with thin liquids. Simultaneous measures by DDS and VFSS, as performed here, will be used for future validation studies.