A holistic approach to assess the feasability of telehealth for Parkinson's disease management

Resumen

Este trabajo de tesis ha sido titulado “A holistic approach to assess the feasibility of telehealth for Parkinson’s disease management” ya que pretende abordar la viabilidad de utilizar una plataforma de telesalud, definiendo esta como el uso de la tecnología y los servicios asociados a ella para la gestión de una enfermedad de forma remota, con el fin de proveer una herramienta que permita la gestión de la Enfermedad de Parkinson (EP). El término holístico ha sido incorporado en el título ya que este trabajo pretende cubrir no solo la viabilidad del desarrollo de la tecnología apropiada para la continua monitorización y evaluación de la enfermedad de forma remota y en un entorno no supervisado, esto es, en la propia casa de los pacientes, sino que también pretende estudiar la viabilidad desde una perspectiva más amplia incorporando un análisis de factores humanos y Health Technology Assessment (HTA). Estos dos temas pretenden incorporar el punto de vista de los pacientes y los expertos y proporcionar la información necesaria a los responsables de la elaboración de políticas y regulaciones, así como a los gestores, desarrolladores e investigadores sobre el potencial de dicha tecnología para ser realmente incorporada a la práctica clínica. Este trabajo está enmarcado dentro del proyecto europeo PERFORM. En dicho proyecto, una Body Area Network (BAN) de sensores vestibles fue diseñada y desarrollada para la detección automática y cuantificación de los síntomas motores de la EP, que después eran enviados a un módulo instalado en el hospital y también desarrollado dentro de dicho proyecto. Allí, la evaluación motora era combinada con otras fuentes de información también recogidas con el sistema PERFORM en la casa de los pacientes como, por ejemplo, información sobre las comidas y los medicamentos. Finalmente, la plataforma para los neurólogos proporcionaba sugerencias acerca de posibles cambios en el tratamiento utilizando un motor de reglas y en función de la información recogida. Basado en esto, el trabajo contenido en esta tesis se puede dividir en tres partes. La primera parte cubre el uso de las señales recogidas con la BAN para la evaluación automática de la bradiquinesia y alteraciones en la marcha. Dos metodologías, previamente validadas en entornos supervisados, fueron empleadas y la viabilidad para trasladarlas a entornos no supervisados fue estudiada. En el caso del estudio de la marcha, se utilizó el modelo del péndulo invertido para estimar diferentes características de la marcha como, por ejemplo, la velocidad, frecuencia de paso y la longitud de paso. Otras métricas como la frecuencia de braceo y la entropía de la señal también fueron calculadas. El estudio de viabilidad se centró en analizar si la BAN propuesta podía calcular dichas características de forma correcta. En el caso de la bradiquinesia, el procesado fue diferente, empleando una aproximación no lineal basada en algoritmos de aprendizaje automático. Después, una meta análisis fue propuesta de cara a mejorar los resultados de los clasificadores. Los resultados muestran que para la evaluación de la bradiquinesia las señales provenientes de los sensores en las muñecas ofrecían los mejores resultados. Concretamente, los clasificadores lograron hasta un 86.4% de instancias correctamente clasificadas. Analizando las señales cuando los sujetos está caminando la precisión es un poco inferior, fluctuando desde un 70.83% hasta un 75%. En ambos casos la combinación de rms+rango fue la que mostró mejores resultados. El meta análisis propuesto logró un 74.4% de acierto tomando como referencia la examinación clínica llevada a cabo por un neurólogo, fluctuando este valor desde un 91.9% hasta un 48.8%. En el estudio de la marcha, la entropía muestreada (SampEn) fue evaluada como una métrica que permitiese caracterizar la degradación de las señales de movimiento. Para ello se compararon muestras recogidas en sujetos sanos y pacientes de la EP, los valores de SampEn mostraron ser significativamente diferentes, especialmente en el caso de las señales provenientes del sensor situado en el cinturón (p<0.01) y en los brazos (p<0.01) y (p=0.05). Sobre la extracción de los parámetros de la marcha, los errores medios para caracterizar la frecuencia de paso, la longitud del paso y la velocidad fueron 3.36%±2.57, 7.31%±4.69 y 7.77%±5.34 respectivamente calculados en 30 muestras de 10 pacientes. Analizando la pérdida de paquetes se encontró que en todos los casos más del 95% de los paquetes fue correctamente transmitido. Un análisis más detallado sobre los errores de transmisión de ráfaga mostró errores de este tipo con una media de 143.04±240.10ms. Este tipo de errores de ráfaga podría comprometer significativamente el buen funcionamiento del sistema. Sin embargo, analizando más en detalle este tipo de errores se observó que el error de ráfaga que con más frecuencia aparecía era de 64ms en todos los casos y los que los errores de ráfaga más largos se encontraban al principio de la sesión, es decir durante la fase de conexión de los sensores. Esto quiere decir que esperar a que todos los sensores están correctamente conectados antes de comenzar con el análisis de los datos elimina los errores de ráfaga más críticos del sistema. La segunda parte de esta tesis se centra en el estudio de los factores humanos en relación con el uso de un sistema de telesalud con pacientes de la EP. Particularmente, el trabajo incluido en esta tesis presenta una metodología para la extracción y análisis del feedback proporcionado por los pacientes en relación con el grado de vestibilidad y aceptación del sistema PERFORM. Una combinación de diferentes metodologías validadas fue utilizada, en concreto las escalas REBA, Borg y CRS fueron empleadas en combinación con un mapa corporal. Un total de 32 pacientes fue involucrado en este estudio. El resultado global de la evaluación fue muy positivo y se puede descomponer en las siguiente valoraciones: esfuerzo percibido medio (0.71 en la escala Borg CR-10), puntuación de postura media (0 basado en la escala REBA), dolor localizado medio (0.11 en la escala Borg CR-10), puntuación media de emoción (1.4 en la escala CRS), puntuación media de atracción (2.5 en la escala CRS), puntuación media de daño (0.15 en la escala CRS), puntuación media de cambio percibido (0.67 en la escala CRS), puntuación media de movimiento (0.59 en la escala CRS) y puntuación media en ansiedad (1.63 en la escala CRS). Cada una de estas puntuaciones individuales fue categorizada como nivel bajo según las guías y trabajos previos. Finalmente, la última parte de la tesis se centra en la identificación de herramientas para llevar cabo una HTA en la fase temprana de desarrollo de un sistema de telesalud para EP y aplicar dichas herramientas para llevar a cabo un estudio utilizando el sistema PERFORM como caso de estudio. Dos herramientas complementarias fueron seleccionadas y empleadas: la primera de ellas trata de identificar de forma metodológica los requisitos que un sistema de telesalud para la gestión de la EP debe presentar para ser efectivo y alineado con las necesidades o requisitos de los usuarios. Este estudio también tenía como objetivo analizar si expertos con un perfil clínico y técnico tienen una visión común sobre cuáles son los requisitos clave de este tipo de tecnología. La segunda parte está centrada en el análisis del potencial económico, en término de coste-efectividad, de este tipo de sistemas. Después de un análisis de las herramientas disponibles, para el primer caso se seleccionó el Analytic Hierarchy Process (AHP) que permitió la extracción de las necesidades de usuario y la definición de un marco de evaluación en función de dichas necesidades. 16 expertos en el campo, tanto con perfil técnico como clínico, participaron en el estudio. Para la segunda parte se empleó un modelo basado en cadenas de Markov para explorar diferentes escenarios y finalmente simular y estimar el potencial impacto económico en cada uno de estos escenarios, en términos de coste-efectividad, para los sistemas de telesalud para EP. Por último, esta herramienta fue empleada para estimar el potencial impacto económico del proyecto PERFORM. Dichos análisis fueron completados con un análisis de sensibilidad. De acuerdo con los resultados de los participantes, los tres requisitos de usuario más importantes son Incrementar la aceptación de los sensores vestibles (0.102), Incrementar el apoyo a la auto-gestión (0.093) y Detección de las fluctuaciones On/Off (0.085), basándonos en los valores de los Global Weights (GW). En un segundo escalón de importancia encontramos Incrementar la educación de pacientes y cuidadores (0.080), Apoyo a los cuidadores (0.070), Interfaces amigables (0.068), Evaluación de los síntomas motores (0.064) e Incremento en la calidad de vida (0.063). Además, las repuestas de los grupos clínicos y técnicos mostraron un alto grado de similitud, ρ = 0.590 (p=0.012). En cuanto al uso de los modelos de Markov, 6 “what-if” escenarios fueron simulados, generando una visión general de cómo las fluctuaciones de los diferentes parámetros de entrada afectan a la salida, esto es, al ICER obtenido gracias a la implementación de una nueva tecnología. Esta información define un marco de referencia que puede ser empleado por cualquier tecnología relacionada con la EP para explorar de forma preliminar los efectos que la adopción de dicha tecnología puede tener en términos de coste-efectividad. A continuación, el sistema PERFORM fue utilizado como caso de estudio empleando el modelo de Markov. Los valores de ICER estimados en el año 5 por el modelo fueron 6397.36 desde la perspectiva social y 8977.20 desde la perspectiva de un tercero. Estos valores sugieren que la adopción del sistema PERFORM no ahorraría dinero (ICER positivo) pero estos valores están por debajo de los umbrales comúnmente aceptados para la adopción de una nueva tecnología (10,000€/QALY). Por último, colocando la innovación propuesta por el sistema PERFORM en un plano ∆QALY-∆C, es posible calcular el margen del coste incremental que hay con cada uno de los umbrales ICER. Tomando por ejemplo el umbral 30,000€/QALY como referencia, el sistema PERFORM muestra un margen de 20855.28€ de coste incremental desde la perspectiva social y 18575.73€ desde la perspectiva de un tercero. El análisis de sensibilidad fue utilizado para explorar la robustez de los modelos y sus limitaciones.