Optimizing weaning from mechanical ventilation with RESPINOR DXT

RESPINOR utvikler en banebrytende utralydbasert teknologi, DXT (Diaphragm Excursion Technology), for å bedre klinisk beslutningstaking for kritisk syke pasienter på intensivavdelingen. DXT har de første ultralydsensorene som kan festes på huden for kontinuerlig monitorering av vår viktigste pustemuskel, diafragma (mellomgulvet). RESPINOR har positive resultater fra nylig ferdigstilte kliniske studier i Frankrike og Norge, for det første segmentet, pasienter på respirator (mekanisk ventilasjon, MV). Disse studiene viste at pasienter som feilet avvenning fra respirator hadde en lavere diafragma-bevegelse enn pasienter som hadde en vellykket avvenning fra respiratoren. Dette betyr at DXT kan detektere om diafragma er sterk nok til å sikre en vellykket respiratoravvenning. Vi identifiserte en terskelverdi på 1.1cm, og dermed fikk «proof of concept confirmed». Vår ambisjon er å utvikle «the next vital sign for assessing work of breathing». For hver ekstra dag en pasient ligger på MV, øker risikoen for permanent svekkelse av pusteevnen. Samtidig, dersom pasienten taes av for tidlig, risikerer man reintubasjon, en prosedyre som medfører høy risiko for pasienten. Spesialisten må hele tiden balansere behovet for MV med å få pasienter av respiratoren så tidlig som mulig. DXT vil være den første teknologien som gir en presis, ikke-invasiv, kontinuerlig måling av pustemuskelen for å objektivt støtte avvenningsprossessen fra MV. Diafragma er vår viktigste pustemuskel, og står for 70% av all luft vi puster inn. Når pasienter ligger på respirator, vil diafragma signifikant svekkes allerede etter første dag. Utfordringer med å avvenne pasienter fra respirator kan være direkte knyttet til at diafragmamuskelen har blitt for svak. Til tross for dette, utføres ikke overvåking av diafragma rutinemessig. Opp mot 30% av pasientene reintuberes etter at de koples fra respirator, en prosedyre som medfører høy risiko for pasienten. Diafragma dysfunksjon er ofte under-diagnostisert, og med DXT vil man bedre klinisk beslutningstaking av kritisk syke pasienter, ved å kontinuerlig måle diafragmabevegelsen i sanntid med en brukervennlig, ikke-invasiv teknologi. Hovedmålet for prosjektet var å utvikle prediktive indekser for å optimalisere tiden pasienter ligger på respirator ved å etablere cut-off-verdier for å predikere utfallet av avvenningsprosessen. Med et vellykket prosjekt, vil DXT optimalisere tidspunkt for ekstubasjon, redusere reintubasjonsraten, forbedre pasientbehandlingen og dermed redusere kostnader for sykehuset og samfunnet. Prosjektkonsortiet bestod av RESPINOR og to akademiske partnere: Hôpitaux Universitaires Pité Salpêtrière i Frankrike; og Oslo universitetssykehus, Rikshospitalet, Norge. Den kliniske studien DE-RISK WF startet i henhold til plan med første godkjenning av etisk komité i Q1 2021, etterfulgt av første pasient inkludert i april 2021 ved Rikshospitalet. Siste pasient ble inkludert i henhold til plan i Q1 (16. mars) 2022. Til sammen ble 193 pasienter inkludert i den kliniske studien. Finansiell milepæl ble nådd, med en suksessfull emisjon på 20 millioner NOK i september 2021. Alle planlagte prosjektaktiviteter ble gjennomført i henhold til planlagte tidslinjer, og innenfor planlagt budsjett. Analyse av de kliniske data i henhold til protokoll viste imidlertid at det primære endepunkt ikke ble nådd. Retrospektiv analyse av dataene avdekket uventede brukerfeil, noe som forårsaket dårlig signalkvalitet med DXT. Ved å justere for dette i analysen ble det klart at det primære endepunktet kunne vært møtt. RESPINOR har identifisert årsakene til at resultatet ikke ble som forventet, og har implementert flere forbedringer på produktet for å bedre brukervennligheten av DXT. For å vise at disse endringene var vellykket, har RESPINOR i samarbeid med sykehusene som deltok i DE-RISK WF nå startet et nytt prosjekt og en ny klinisk studie, DE-RISK WF II, som skal inkludere 145 pasienter. I denne studien måtte alle sykehusene inkludere 3 såkalte "run-in" pasienter hver for å demonstrere at oppdateringene av DXT gir ønsket signal-kvalitet før de starter med selve pasient-inklusjonen. De 7 sykehusene som deltar i DE-RISK WF II har nå til sammen inkludert 21 "run-in" pasienter, og alle hadde god signalkvalitet som demonstrerer at oppdateringene av DXT for å forbedre brukervennligheten har vært vellykket. Studien er estimert å være ferdigstilt i Q2 2023. Etter dette vil RESPINOR søke om CE-merke og FDA godkjenning. Etter oppdateringen av DXT og oppstart av oppfølgingsstudien, er tilbakemeldingene fra partner-sykehusene svært positive; de er fornøyde med DXT, og framhever spesielt brukervennligheten som en stor fordel med teknologien.

RESPINOR is developing a novel, non-invasive, ultrasound based medical technology, DXT (Diaphragm Excursion Technology), that provides real-time, continuous monitoring (of respiratory rate and diaphragm excursion), to improve clinical decision-making in critically ill patients in the ICU. 2,1 million patients per year require mechanical ventilation (MV) across the EU and the US, and there is a significant medical need to improve the weaning process. If patients are too long on MV, they risk major damage to the diaphragm and the long-term prognosis is severe. 65% of surviving patients on prolonged MV are completely dependent on help with activities of daily living 1 year after treatment. However, if patients are extubated too early, they need to be reintubated. The risks associated with reintubation are serious, including increased mortality. Today, up to 30% of patients are reintubated, and after 1 year, 25-50% of these patients are deceased. Moreover, these patients account for 3% of hospital patients, but 12% of all hospital costs. Incremental cost per patient on MV is estimated to €1617 per day and with an average of 4,8 days, this represents an expenditure of at least €15 billion annually. Hence, for every extra day a patient stays on MV, the risk of permanent impairment to the breathing ability increases along with treatment costs. It is therefore highly important to bring patients off MV and back to spontaneous breathing as quickly as possible. Yet today there are no standardized and objective technologies for continuous monitoring of the diaphragm available. The literature has documented that monitoring of the diaphragm can reduce time on MV by 25%. Furthermore, reducing time on MV with 1 day for 10% of patients, represent a potential cost saving of 340 mill EUR yearly. This project has addressed these socioeconomic needs, and delivers a novel monitoring medical technology that aid the better decision making for patients on MV. Specialists at hospitals will get access to an easy to use technology, with high accuracy for predicting weaning outcome with a well established threshold. The project resulted in a significantly improved DXT product, from a prototype to a close to commercial version. Furthermore, we developed a new DXT tape kit which resulted in a patent application. During this project data from 193 patients were collected in the DE-RISK WF study which enabled RESPINOR to improve the usability of DXT significantly.

RESPINOR is developing a novel, non-invasive, ultrasound based medical device, DXT (Diaphragm Excursion Technology), that provides real-time, continuous monitoring of respiratory rate and diaphragm excursion. DXT has a broad range of potential benefits and represents an enabling technology platform for applications in critical care and other areas of respiratory medicine. DXT is the first ever ultrasound sensor that can stick to the skin to provide continuous monitoring. RESPINOR has successfully finalized clinical feasibility studies in Europe for the first target segment, Mechanical Ventilation (MV), with technical proof of principle and proof of concept confirmed. MV is one of the most common therapies in the intensive care unit (ICU). It is a vital support for patients, but not a risk-free intervention. The transition from MV back to spontaneous breathing is undertaken via a process known as “weaning” and involves decreasing the level of support from the ventilator. Deciding the correct time of weaning from MV is critical as delayed weaning and extubation are associated with longer ICU stay, increased morbidity and mortality. However, 20-30% remains ventilator-dependent for prolonged periods, and extubation failure has been as high as 30% is some studies. Consequently, there is a need for technologies to better predict weaning from mechanical ventilation to optimize time for extubation. The project goal is to develop predictive indices to optimize time on MV by establishing cut-off values to predict weaning outcome. Through a successful project, DXT has the potential to optimize extubation timing, reduce re-intubation rate, improve patient outcomes, and reduce healthcare costs. The project consortium consists of RESPINOR and two academic partners: Hôpitaux Universitaires Pité Salpêtrière, the largest hospital in France; and Oslo University Hospital, Rikshospitalet, Norway, with special assignments in research and the development of new methods of treatment.