Onderzoek Johan Verbraecken

Abstract

Obstructief slaapapneu (OSA) is een vaak voorkomende ademhalingsstoornis tijdens de slaap. Aangezien OSA geassocieerd wordt met verschillende comorbiditeiten, is een adequate behandeling cruciaal. Om tot een optimale behandeling te komen is zowel de effectiviteit als therapietrouw belangrijk. Endotypering van OSA patiënten is veelbelovend voor optimalisatie van behandelingen, maar de gouden standaard methoden om dit te bepalen zijn niet toe te passen in de klinische praktijk. De doeltreffendheid van OSA behandelingen is sterk afhankelijk van de plaats in de bovenste luchtweg waar de obstructie plaatsvindt. In de huidige klinische praktijk wordt dit bepaald door endoscopie tijdens medicamenteus geïnduceerde slaap, ofwel 'drug-induced sleep endoscopy' (DISE). Maar deze techniek laat niet toe om lang en gedurende verschillende slaapstadia te meten. Recent ontwikkelde ik een methode om de plaats van obstructie te bepalen uit een klinische slaapstudie. De onderliggende mechanismen hiervan zijn echter niet gekend. Daarnaast is de interactie met andere voorspellende parameters onduidelijk. Daarom zal ik in dit project 1) de onderliggende mechanismen van niet-invasieve bepaling van de obstructieplaats onderzoeken, 2) OSA behandelingssucces hiermee voorspellen en 3) een holistisch model ontwikkelen waarbij deze parameter gecombineerd wordt met andere predictoren om zo te komen tot endotype-gedreven precisiegeneeskunde voor OSA.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Vanderveken Olivier
• Co-promotor: Verbraecken Johan
• Mandaathouder: Op de Beeck Sara

Onderzoeksgroep(en)

• Translationele Neurowetenschappen (TNW)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Obstructief slaapapneu (OSA) is een veel voorkomende aandoening dewelke wereldwijd 4% van de mannen en 2% van de vrouwen treft. Patiënten met OSA hebben een verhoogd risico op het ontwikkelen van cardiovasculaire en metabole aandoeningen of maligniteiten, resulterend in een verminderde levenskwaliteit. Uit kleinschalig onderzoek blijkt dat de aanwezigheid van type D persoonlijkheid (sociale remming, negatieve emoties) kan geassocieerd worden met meer vermoeidheidsklachten, meer ongemakken tijdens behandeling. In de algemene populatie komt type D persoonlijkheid voor bij ongeveer 21% van de bevolking. Bij het evalueren van de efficiëntie van slaapapneubehandeling dient rekening te worden gehouden met het effect op de apneu-hypopneu index (AHI), alsook met het aantal uren dat de behandeling daadwerkelijk wordt gebruikt, genaamd de "mean disease alleviation". Tot op heden ontbreekt grootschalig onderzoek naar het impact van type D persoonlijkheid op klachten en therapietrouw voor meerdere behandelingen die worden toegepast bij patiënten met slaapapneu. In het eerste deel van het onderzoek zal de prevalentie van type D worden nagegaan in de slaapapneupopulatie, zowel bij patiënten met OSA als met centrale slaapapneu (CSA). In het tweede deel wordt het impact bekeken van type D persoonlijkheid op het optreden van klachten, ongemakken door behandeling, mean disease alleviation, en compliance voor a) CPAP (continuous positive airway pressure) b) BiPAP (bilevel positive airway pressure) c) ASV (adaptive servo ventilation) In het derde deel wordt onderzocht of type D persoonlijkheid een rol speelt in de besluitvorming van patiënten met OSA om te opteren voor bariatrische heelkunde. In het laatste deel wordt het effect van type D persoonlijkheid geëvalueerd op het aantal comorbiditeiten die OSA patiënten ontwikkelen op lange termijn (vanaf de diagnosestelling tot heden). De comorbiditeiten die geëvalueerd zullen worden in (on)behandelde OSA patiënten, omvatten cardiovasculaire, metabole en oncologische aandoeningen. Hiervoor wordt beroep gedaan op eigen data verwerkt in de European Sleep Apnea Database (ESADA).

Onderzoeker(s)

• Promotor: Verbraecken Johan

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium Experimentele geneeskunde en Pediatrie (LEMP).

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Obstructief slaapapneu is een vaak voorkomende aandoening die geassocieerd wordt met belangrijke gezondheidsrisico's. Een adequate behandeling is dan ook noodzakelijk. De standaard behandelingsmethode voor OSA is 'continuous positive airway pressure' (CPAP). Deze behandeling is zeer doeltreffend, maar wordt slechts matig getolereerd. Alternatieve behandelingen, zoals het mandibulair repositieapparaat, tongzenuwstimulatie therapie of geneesmiddelen, worden over het algemeen goed aanvaard, maar de effectiviteit van deze behandelingen is zeer patiënt-afhankelijk. De doeltreffendheid van deze behandelingen is sterk afhankelijk van de plaats in de bovenste luchtweg waar de obstructie plaatsvindt. Deze informatie is echter moeilijk te verkrijgen. In de huidige klinische praktijk wordt dit bepaald door endoscopie tijdens medicamenteus geïnduceerde slaap, ofwel 'drug-induced sleep endoscopy' (DISE). Deze procedure vraagt echter een extra stap in het klinische pad met gespecialiseerd personeel en uitrusting op het operatiekwartier. Daarom zal ik in dit onderzoeksproject 1) correlaties tussen de collapspatronen en klinische data bepalen voor het ontwikkelen van een voorspellend model waarbij de plaats van obstructie bepaald kan worden zonder medicamenteus geïnduceerde slaap en 2) dit model toepassen om te komen tot endotype-gedreven precisiegeneeskunde waarbij de effectiviteit van OSA behandelingen op niet-invasieve manier voorspeld kan worden.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Vanderveken Olivier
• Co-promotor: Braem Marc
• Co-promotor: Verbraecken Johan
• Mandaathouder: Op de Beeck Sara

Onderzoeksgroep(en)

• Translationele Neurowetenschappen (TNW)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Optimalisatie van het beleid bij atriumfibrilleren (AF) is noodzakelijk. De AF-prevalentie is 7,8% boven de leeftijd van 65 jaar en zal verder toenemen naarmate de bevolking ouder wordt en predisponerende factoren vaker voorkomen. Multimorbiditeit (93,5%) en polyfarmacie (76,5%) komen zeer vaak voor bij deze patiënten. Het gemiddelde aantal comorbiditeiten is 5,0 bij personen 65 jaar. Er is een grote behoefte om het management van AF-patiënten - en niet alleen de aritmie - te optimaliseren om de last voor patiënten, de samenleving, het gezondheidszorgsysteem en de economie te verminderen. Het doel van het EHRA-PATHS-project is het creëren van goed onderbouwde, innovatieve systematische zorgpaden om multimorbiditeit bij oudere AF-patiënten aan te pakken. We veronderstellen dat een dergelijk goed gestructureerd, interdisciplinair en op de patiënt afgestemd zorgprogramma haalbaar is in alle zorgstelsels in Europa en effectief is om de resultaten te optimaliseren.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Heidbuchel Hein
• Co-promotor: Verbraecken Johan

Onderzoeksgroep(en)

• Cardiovasculaire aandoeningen (CARDIOVASC)

Project website

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Obstructieve slaapapneu (OSA) wordt in verband gebracht met verschillende negatieve gevolgen voor de gezondheid, waaronder een verhoogd risico op hartaandoeningen, hypertensie en slaperigheid overdag die verkeersongevallen veroorzaken. De economische last van OSA neemt toe, aangezien naar schatting bijna 1 miljard mensen wereldwijd OSA hebben. De huidige diagnostische maatstaf sluit echter slecht aan bij deze symptomen en comorbiditeiten. Het meet alleen de frequentie van ademhalingsstops zonder de ernst van OSA op een andere fysiologisch relevante manier te beoordelen. Bovendien zijn de klinische methoden voor het analyseren van PSG-signalen verouderd, duur en arbeidsintensief. Hierdoor blijft de meerderheid van de OSA-patiënten zonder diagnose of hebben ze een onnauwkeurige diagnose die leidt tot een suboptimale behandeling. Het is dus duidelijk dat meer gepersonaliseerde diagnostiek nodig is, inclusief voorspellende en preventieve gezondheidszorg en patiëntenparticipatie. De SLEEP REVOLUTION heeft tot doel machine learning technieken te ontwikkelen om de ernst van OSA en de behandelingsbehoeften beter in te schatten om de gezondheidsresultaten en de kwaliteit van leven te verbeteren. Deze technieken worden geïmplementeerd in high-end wearables die in dit project zijn ontwikkeld om de kosten te verlagen en de beschikbaarheid van PSG's te vergroten. Ten slotte willen we een digitaal platform ontwerpen dat functioneert als een brug tussen onderzoekers, patiënten en zorgprofessionals. We zullen deze ambitieuze doelen bereiken door uitgebreide samenwerking tussen slaapspecialisten, computerwetenschappers en industriële partners. Het samenwerkingsnetwerk bestaat uit meer dan 30 slaapcentra die samenwerken om de benodigde retrospectieve gegevens te leveren (meer dan 10.000 slaaponderzoeken). Bij de prospectieve onderzoeken in meerdere centra zijn experts en eindgebruikers betrokken om de nieuwe diagnostische algoritmen, wearables en platforms van SLEEP REVOLUTION te beoordelen en te valideren. Met de inzet van de European Sleep Research Society en de Assembly of National Sleep Societies (meer dan 8000 leden), hebben we de unieke mogelijkheid om nieuwe gestandaardiseerde richtlijnen voor slaapgeneeskunde in de EU te creëren.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Verbraecken Johan

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium Experimentele geneeskunde en Pediatrie (LEMP).

Project website

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Vrachtwagenchauffeurs hebben een moeilijke, uitputtende en stressvolle job en lijden aan belangrijke gezondheidsproblemen. Volgens de International Road Transport Union wordt Europa geconfronteerd met het meest acute chauffeurstekort in decennia. Het doel van dit project is het ontwikkelen en testen van technologische interventies, om de moeizame werkomstandigheden, stress en negatieve gezondheidsimpact te verminderen. Doestelling 1: Inzicht in stressniveaus, slaapproblemen en externe factoren. We analyseren of slaapkwaliteit, en combinaties van stress, slaperigheid en thermisch comfort, in gecontroleerde (lab) omstandigheden kunnen worden ingeschat m.b.v. wearables; en of dit in praktische rijomstandigheden continu kan worden gemonitord met wearables in combinatie met real-time transferfunctiemodellen en machinaal leren. Een 360°-screening wordt uitgevoerd, met steeds complexere metingen: in laboratoriumomstandigheden (om de validiteit van wearables te bepalen), in een trucksimulator en tijdens reële transportomstandigheden. Daarnaast identificeren we welke externe factoren stress of slaapproblemen veroorzaken, zowel tijdens ritten zelf, als 24/7, om ook job-gerelateerde (bv. te drukke planning, files) en andere externe factoren te identificeren. Deliverables zijn de ontwikkeling van een tool/app op maat van de leef- en werkomstandigheden van chauffeurs, om de stressniveaus zowel tijdens praktische rijomstandigheden als gedurende 24/7 te kunnen monitoren (met als doel objectieve informatie te verkrijgen over stress en externe factoren, en het mogelijke herstel doorheen dag en nacht); alsook meer inzicht in de relatie tussen stress, slaapkwaliteit en rijparameters (i.f.v. veiligheid en eco-driving), en in externe stressoren, zowel trip- als werkgerelateerd. Inzichten worden gebruikt voor het uitwerken van technologische interventies. Doelstelling 2: Ontwikkeling van interventie en dashboard. We ontwikkelen een mobiele interventie voor chauffeurs zelf, o.b.v. gebruikersgericht ontwerp en met gamification aspecten, met als doel om zowel acute stress (real-time) als chronische stress te verminderen. Na workshops met bestuurders wordt de interventie ontwikkeld en getest door een kleine groep heterogene bestuurders o.b.v. bruikbaarheid/technische aspecten. We ontwikkelen eveneens een dashboard/API (zodat koppeling met planningssysteem mogelijk is) voor werkgevers, waarbij ze enerzijds individuele stresssituaties en performantie van chauffeurs kunnen detecteren, en anderzijds geaggregeerde inzichten verkrijgen over de efficiëntie of problemen m.b.t. het planningssysteem. Doelstelling 3: Ontwikkeling van technologische oplossingen. O.b.v. de geïdentificeerde stressoren of stresssituaties (WP 1/2), worden verschillende oplossingen uitgewerkt om de werkomstandigheden te verbeteren, met een focus op technologische oplossingen, richtlijnen, en toekomstige ontwikkelingen. De economische haalbaarheid en verdere valorisatiestappen voor elke oplossing worden onderzocht. Doelstelling 4: Impact van interventie/oplossingen, verdere valorisatie. Om de toegevoegde waarde van de interventie te objectiveren, zal de impact van de mobiele interventie voor chauffeurs worden geanalyseerd, i.v.m. een controlegroep, en voor verschillende soorten van feedback (real-time triggers en post-trip feedback). Ook de impact van het dashboard voor werkgevers wordt bepaald, m.b.t. de efficiëntie van het planningssysteem en mogelijkheden tot geïndividualiseerde coaching. De verdere valorisatiestappen worden uitgewerkt voor de verschillende technologische oplossingen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Verbraecken Johan

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium Experimentele geneeskunde en Pediatrie (LEMP).

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Obstructief slaap apneu (OSA) is een vaak voorkomende chronische aandoening die gepaard gaat met belangrijke gezondheidsrisico's. Onbehandeld of niet-gediagnosticeerd OSA gepaard met sociaal storend snurken, overmatige slaperigheid overdag, vermoeidheid en concentratiestoornissen, alsook een verhoogde kans om betrokken te geraken bij een werk- of verkeersongeval. Een niet-invasieve behandeloptie voor patiënten met OSA zijn de mondapparaten die de onderkaak naar voren houden met als doel de bovenste luchtweg te verruimen. Echter, de doeltreffendheid van deze mandibulaire repositie apparaten (MRA) is inconsistent en onvoorspelbaar, met ongeveer één derde van de patiënten die onvoldoende behandeld wordt. Er is daarom nood aan selectie van goede kandidaten voor deze behandelmodaliteit. OSA wordt meer en meer aanzien als een multifactoriële aandoening, met verschil in pathogenese en klinische uiting van de ziekte. In dit onderzoeksproject zal dan ook getracht worden een prospectief voorspellend model op te stellen bestaande uit een combinatie van verschillende pathofysiologische eigenschappen. Bovendien is onze kennis rond MRA-behandeling vooral gebaseerd op kleinere studies die de nodige power missen. Onze onderzoeksgroep maakt deel uit van een internationale samenwerking rond MRA-behandeling waarbij een grote multinationale database wordt opgericht. Op deze manier kunnen we de doeltreffendheid, morbiditeit en mortaliteit op langere termijn bekijken in een grote patiëntengroep.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Vanderveken Olivier
• Co-promotor: Braem Marc
• Co-promotor: Verbraecken Johan
• Mandaathouder: Dieltjens Marijke

Onderzoeksgroep(en)

• Translationele Neurowetenschappen (TNW)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Ectosense ontwikkelde een geminiaturiseerde, comfortabele, en klinisch accurate home sleep test (HST) voor de diagnose van slaap apneu, gebaseerd op de veelbelovende 'Perhipheral Arterial Tonometry' (PAT) technologie. Onder dit onderzoek, willen we onderzoeken i) wat de onderliggende fysiologische fenomenen zijn die deze performantie verklaren en beperkingen opleggen, ii) welke technologieën complementair kunnen worden ingezet via incorporatie of extensie in de huidige technologie, iii) hoe deze technologieën in nieuwe zorgpaden kan passen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Verbraecken Johan

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium Experimentele geneeskunde en Pediatrie (LEMP).

Project website

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Studie van de vaatwand door middel van functionele beeldvorming bij patienten met slaapapnoe Obstructieve slaapapnoe (OSA) is een frequent voorkomend ziektebeeld dat, afhankelijk van de ernst, bij 5 tot 10% van de bevolking voorkomt. Tot voor kort werden slaperigheid tijdens de dag, vermoeidheid en concentratiestoornissen gezien als een van de belangrijkste gevolgen van de ziekte. Deze symptomatologie is vaak aanwezig en verdwijnt meestal snel na het instellen van een adequate behandeling door middel van nasale CPAP(1). Het laatste decennium werd echter ook duidelijk dat slaapapnoe welke gekenmerkt wordt door repetitieve zuurstofdesaturatie, met telkens ook reoxygenatie, een belangrijke oorzaak is van oxidatieve stress en systemische inflammatie. Meer recent werden deze afwijkingen in verband gebracht met toenemende vaatpathologie. Inderdaad gaat slaapapnoe gepaard met hypertensie en een toegenomen cardiovasculaire morbiditeit en mortaliteit. Het verband tussen ernstige OSA en cardiovasculair lijden werd overtuigend aangetoond door een zeer significante reductie van cardiovasculaire morbiditeit bij patienten met adequate nCPAP therapie in vergelijking met niet behandelde OSA patienten (2). OSA kan leiden tot cardiovasculaire pathologie door een verhoging van de sympatische tonus, maar wellicht ook door complexe inflammatoire processen en oxidatieve stress ter hoogte van de bloedvatwand (3). Het is daarom bijzonder belangrijk op een zeer gevoelige en adequate manier de wijzigingen in de structuur van de bloedvatwand bij OSA patienten te beschrijven. De structuurveranderingen in de grote bloedvaten kunnen enkel worden waargenomen door middel van driedimensionele reconstructie. Tevens is het wenselijk hierbij de weerstand te berekenen. Vrij recent beschikken we over een analyse methode die toelaat weerstanden te berekenen in geometrien mits de randvoorwaarden zoals druk en flow bekend zijn. Deze methode staat bekend als 'computational fluid dynamics' of CFD. Er is reeds enige ervaring met biomedische toepassingen van CFD zowel in het cardiovasculaire domein (4) als respiratoire domein (5). In dit onderzoeksproject zullen dus patienten met wisselende graden van slaapapnoe worden onderzocht, voor en na een adequate behnadeling, wat betreft de structuur van de vaten en dit dmv CFD. De behandelingen zullen bestaan uit antioxidantia en anti-inflammatoire middelen in vergelijking met CPAP. Ook zal het effect van de combinatie van deze behandelingen worden nagekeken. Referenties 1. McMahon, J. P., B. H. Foresman, and R. C. Chisholm. 2003. The influence of CPAP on the neurobehavioral performance of patients with obstructive sleep apnea hypopnea syndrome: a systematic review. WMJ. 102:36-43. 2. Marin, J. M., S. J. Carrizo, E. Vicente, and A. G. Agusti. 2005. Long-term cardiovascular outcomes in men with obstructive sleep apnoea-hypopnoea with or without treatment with continuous positive airway pressure: an observational study. Lancet 365:1046-1053. 3. Lavie, L. 2004. Sleep apnea syndrome, endothelial dysfunction, and cardiovascular morbidity. Sleep 27:1053-1055. 4. Eloot, S., Y. D'Asseler, P. De Bondt, and R. Verdonck. 2005. Combining SPECT medical imaging and computational fluid dynamics for analyzing blood and dialysate flow in hemodialyzers. Int.J Artif.Organs 28:739-749. 5. De Backer, J., O. Vanderveken, W. Vos, A. Devolder, S. Verhulst, J. Verbraecken, P. Parizel, M. Braem, P. Van de Heyning, W. De Backer. 2007. Functional imaging using computational fluid dynamics to predict treatment success of mandibular advancement devices in sleep-disordered breathing. J Biomechanics 40:16: 3708-3714.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Verbraecken Johan
• Co-promotor: De Backer Wilfried
• Mandaathouder: Vrints Heleen

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium Experimentele geneeskunde en Pediatrie (LEMP).

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Een persoon van zestig jaar heeft daarvan zo'n 20 jaar geslapen. Slaap moet dus voor het organisme wel een zeer belangrijke functie vervullen. Bij een acuut of chronisch slaaptekort ondervinden we snel de gevolgen: slaperigheid tijdens de dag, problemen met de aandacht en het geheugen en wisselingen in het gemoed. Goed slapen is een noodzakelijke voorwaarde voor optimaal functioneren overdag. We weten dat onze slaapkwaliteit bepaalt wordt door drie belangrijke factoren: m.n. psychologische, fysiologische en fysieke factoren. Deze factoren interageren met elkaar, maar op een zeer complexe wijze. Merkwaardig genoeg weten we weinig of niets over deze interactie. Dit project heeft als eerste doelstelling inzichten te bekomen in het complexe en multidisciplinaire karakter van de interacties tussen omgevingsfactoren en slaapkwaliteit. Dit zal gebeuren in 4 fasen waarvan de eerste twee sterk wetenschappelijk en de laatste twee eerder technologisch georiënteerd zijn: In fase één worden de effecten van relevante omgevingsfactoren op de slaap bestudeerd en in kaart gebracht. Door middel van experimentele beïnvloeding en simulaties in de omgeving wordt het effect van de omgevingsvariabelen op de slaapkwaliteit nagegaan. In fase twee gaan we de inter-relatie tussen de relevante omgevingsvariabelen na, trachten we zo een reductie uit te voeren om een model te ontwikkelen om slaapkwaliteit te vorspellen. In fase drie wordt deze wetenschappelijke kennis dan omgezet naar technologie en worden toestellen ontworpen om die de omgevingsfactoren continu monitoren en in staat zijn deze te moduleren om een optimale slaapkwaliteit te bekomen/behouden. In de vierde fase worden dan tenslotte de ontwikkelde toestellen gevalideerd en op een aangepaste wijze verder ontwikkeld om ze ter beschikking te stellen van de maatschappij.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Verbraecken Johan

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium Experimentele geneeskunde en Pediatrie (LEMP).

Project type(s)

• Onderzoeksproject