PsA onderzoek naar digitale fenotypering en aanjager van ontstekingen

De mate van ziekteactiviteit bij Artritis Psoriatica (PsA) en de perceptie
daarvan door de patiënten zelf, bepalen de acties die een reumatoloog
onderneemt om de behandeluitkomsten bij PsA patiënten te optimaliseren.
Momenteel wordt de mate van ziekteactiviteit gemeten door een combinatie van
het algemeen dagelijks functioneren van een patiënt, klinische metingen en
patiënt-gerapporteerde uitkomsten. Om deze metingen te kunnen verrichten, is
het nodig dat patiënten regelmatig de polikliniek bezoeken, wat tijdens de
Covid-19 pandemie niet altijd mogelijk was. Het gebruik van vragenlijsten om
Patient-Reported Outcomes (PROs) te verzamelen, biedt daarom een alternatieve
mogelijkheid om patiënten op afstand te volgen. Echter vormt vragenlijst
vermoeidheid op de lange termijn een bekende en beperkende factor van PROs.
Zodoende bestaat er op dit moment geen gevalideerd alternatief voor het
onopvallend monitoren van ziekteactiviteit op afstand.

Het wijdverspreide gebruik van smart devices zoals smartphones en smartwatches
onder de algemene bevolking biedt de kans om verschillende mogelijkheden voor
Unobtrusive Remote Disease activity monitoring (URD), met behulp van
gedragsgegevens die worden vastgelegd door de sensoren in deze smartphones en
smartwatches, te ontwikkelen en analyseren. Onze hypothese is dat een hoge mate
van ziekteactiviteit bij PsA patiënten zal leiden tot veranderingen in de
fysieke activiteit die wordt geregistreerd door de smartphone en smartwatch, in
vergelijking met de geregistreerde fysieke activiteit van patiënten gedurende
een toestand van lage ziekteactiviteit. Daarnaast veronderstellen we dat de
gegevens die worden verkregen door middel van digitale biomarkers overeen
zullen komen met de informatie die wordt verkregen door klinische metingen en
PROs. Bovendien is het waarschijnlijk dat digitale biomarkers additionele
inzichten in andere symptomen zoals slaapproblemen en vermoeidheid zullen
bieden. Door deze additionele informatie over andere symptomen in acht te
nemen, zal het onderscheidend vermogen van onze benadering toenemen. Tot slot
veronderstellen we dat patiënten het gebruik van hun smartphonegegevens op het
gebied van privacy zullen beschouwen als een eerlijke en veilige overeenkomst,
in ruil voor een beter inzicht in hun ziekte. Daarbij zou het gebruik van
digitale biomarkers bij een lage ziekteactiviteit het aantal vervolgafspraken
op de polikliniek kunnen reduceren.

Primaire doelstellingen:
Het ontwikkelen en intern valideren van een nieuw en makkelijk te begrijpen
machine-learning model voor het detecteren van flare bi jPsA-patiënten met
behulp van geïntegreerde accelerometergegevens, dynamiek van
toetensbordaanslagen en schermtijd (digitale biomarker) om veranderingen in hun
fysieke activiteitspatronen ten opzichte van een klinisch gedefinieerde flare
door de reumatoloog. Accelerometergegevens worden gemeten met de smartphone en
desmartwatch.
Het ontwikkelen en intern valideren van machine-learning modellen die
gebruikmaken van slaap, vermoeidheid, pijn, stress ,mechanische
(over-)belasting, samenstelling van het darmmicrobioom, genetisch risico,
weersveranderingen en luchtvervuiling voor het voorspellen van flare (ofwel
klinisch vastgesteld ofwel geëvalueerd door de digitale biomarker) bij
patiënten met PsA.

Secundaire doelstellingen:
Het bepalen van de constructvaliditeit van een nieuw makkelijk te begrijpen
machine-learningmodel voor het detecteren van flare bij PsA-patiënten met
behulp van geïntegreerde versnellingsmeterdata, toetsaanslagdynamiek en
schermtijdmetingen (digitale biomarker) om veranderingen in fysieke
activiteitspatronen ten opzichte van de continue meting van klinische
ziekteactiviteit scores zoals gebruikt door de reumatoloog en de impact van de
ziekte zoals gerapporteerd door de patiënt.
Het ontwikkelen en intern valideren van een nieuw makkelijk te begrijpen
machine-learning model voor veranderingen in gewrichts-en huiduiterlijk die
verband houden met flare bij PsA-patiënten met behulp van videoanalyse van hand
bewegingen en foto's van handen en voeten ten opzichte van klinisch
gedefinieerde flare door de reumatoloog.
De intrapersoonbetrouwbaarheid van het AI-gestuurde digitale biomarkersysteem
bepalen
Klinisch relevante veranderingen in het AI-gestuurde digitale biomarkersysteem
bepalen
Het minimaal detecteerbare verschil in het AI-gestuurde digitale
biomarkersysteem bepalen
De intrapersoon variatie van stress, mechanische stress en veranderingen in het
darmmicrobioom op het optreden van flare bepalen
De genetische bijdrage aan ziekteactiviteit en pijn bepalen
Exploreren van kosten en effecten van een AI-gestuurd digitaal
monitoringsysteem ten opzichte van de huidige zorg
De therapietrouw en tevredenheid van de gebruikers met het meten van
ziekteactiviteit en flare via de smartphone en smartwatch

Eén jaar internationaal multicenter prospectief observationeel cohort.

Patiënten met Artritis Psoriatica ervaren moeilijkheden in het omgaan met hun
onvoorspelbare ziekteactiviteit en de gevolgen hiervan op voor hun dagelijks
leven. Met de introductie van smart devices zouden patiënten meer inzicht
kunnen krijgen in de invloed van hun ziekte op hun fysieke activiteitspatronen,
pijn, slaap, stijfheid, stressniveaus en vermoeidheid. Tijdens het onderzoek
zullen patiënten profiteren van de functies van de Garmin Vivoactive 5
smartwatch, zoals fysieke activiteiten en hartslag.
De patiënten zullen gedurende een jaar continu digitaal worden gemonitord met
behulp van zowel een smartwatch die de patiënten dagelijks zullen dragen, als
een applicatie voor het verzamelen van gegevens (app) die op de smartphones van
de patiënten zal worden geïnstalleerd. De app verzamelt -onopvallend- gegevens
over de dynamiek van toetsaanslagen en gegevens over de accelerometer en
gyroscoop sensoren van de smartphone. Daarnaast zal het niveau van pijn,
stijfheid en vermoeidheid dat de patiënt ervaart worden gemonitord via een
aantal vragen die de app over deze symptomen stelt. De vragenlijst bestaat uit
een aantal zeer korte vragen die gedurende de eerste 14 dagen van de studie één
keer per dag zullen worden gesteld en binnen een paar seconden beantwoord
kunnen worden. Daarnaast stelt de app de patiënten in staat om zelf een
opvlamming te registreren door op de opvlamming knop te drukken. Zodra de
patiënt een opvlamming registreert, zal er vanaf dat moment, totdat de patiënt
aangeeft dat hij of zij geen opvlamming meer ervaart, tijdens de dagelijkse
vragenlijst worden gevraagd of de patiënt de opvlamming nog steeds ervaart.
Wanneer er geen opvlamming is geregistreerd, wordt er de patiënten elke twee
weken gevraagd of ze opvlamming-vrij zijn. Daarnaast worden er foto's van
handen en voeten en video's van gebaren, handen en houding verzameld bij
aanvang van de studie, elke 6 weken, en wanneer de patiënt een opvlamming
ervaart. De foto's die door de patiënt zijn gemaakt, mogen alleen de handen en
voeten van de patiënt bevatten, en zullen anders worden geweigerd. Bovendien
worden er van de video's van handen, houding en gebaren alleen de tijdstippen
van de hand en lichaam herkenningspunten van de onbewerkte video's opgeslagen
(er worden geen onbewerkte video's opgeslagen).
Patiënten worden bij aanvang van de studie en vervolgens elke 3 maanden
beoordeeld gedurende een periode van een jaar. Elk studiebezoek duurt ongeveer
30 minuten. Tijdens een studiebezoek worden patiënten klinisch beoordeeld op
ziekteactiviteit in het studiecentrum en daarnaast wordt de patiënte gevraagd
om bij aanvang van de studie en vervolgens elke 3 maanden een vragenlijst in te
vullen. Speekselafname voor DNA-analyse wordt alleen op baseline uitgevoerd,
met behulp van een speekselafnameset in het studiecentrum of thuis. Voor de
microbioom analyse krijgen patiënten een thuiskit waarmee ze ontlasting af
dienen te nemen bij aanvang van de studie en wanneer patiënten een opvlamming
van hun ziekte ervaren waarvoor ze hulp zoeken bij een reumatoloog. In
Nederland wordt bij de patiënten die centra bezoeken die deelnemen aan DEPAR in
de maanden 6 en 12 om een additionele afname van ontlasting monsters gevraagd.
Afhankelijk van de ziekenhuisfaciliteiten, kunnen patiënten de monsters
meenemen tijdens hun eerstvolgende ziekenhuisbezoek, of ze per post opsturen
naar een centrale locatie. Om de cortisol in het haar van de patiënten te
analyseren, wordt er bij aanvang van de studie en vervolgens elke 3 maanden in
het studiecentrum een monster bestaande uit 3 cm haar van de achterste vertex
afgenomen.
Belastend voor patiënten zijn onder andere meer poliklinische bezoeken dan bij
standaardzorg, responsbelasting, continu gebruik van de smartwatch en continue
monitoring van de activiteit van de patiënt gedurende 12 maanden, het maken van
foto's en video's, het afgeven van haar- en ontlastingmonsters en het afgeven
van speeksel voor DNA-analyse.