Mozková anatomie, hemodynamika a metabolismus

Léze jedné komory (SV) jsou hlavní příčinou morbidity a úmrtnosti na vrozené srdeční choroby (CHD) ve Spojených státech. Definitivní paliativní operací je modifikovaná Fontanova operace, kde je systémový žilní návrat veden přímo do plicních tepen. Chirurgická rekonstrukce se provádí ve fázích v průběhu několika let, která zahrnuje "Stage I" a hemiFontan nebo obousměrné Glennovy operace. Je známo, že tyto děti mají větší neurovývojové (ND) deficity než běžná populace a jiné formy ICHS. Například studie v dětské nemocnici ve Filadelfii odhalila, že ve věku 9 let 1/3 dostávala nějakou formu speciálního vzdělání; střední inteligenční kvocient (IQ) byl 86 s mentální retardací v 18 %. Jednou složkou konečného výsledku ND je cerebrální krevní průtok (CBF). Předběžné údaje o SV v literatuře ve všech věkových rozmezích a různých chorobných stavech naznačují, že CBF souvisí s ND; nedávný přehled 25 studií to potvrzuje. Další složkou výsledku ND jsou anatomické mozkové léze. Předběžná data ze současné NIH studie studie CBF naznačují souvislost mezi CBF a mozkovými lézemi (snížení CBF je spojeno s větším počtem mozkových lézí), což vytváří komplexní interakci vedoucí ke konečnému výsledku ND. Existuje naléhavá potřeba porozumět CBF a mozkovým lézím ve vztahu k dětské ND; tato fáze rychlého růstu může být zvláště důležitá pro konečnou kognitivní funkci, která má nejen humanistický/sociální dopad, ale také velký ekonomický dopad.

Údaje z předchozího grantu NIH, který skončil v listopadu 2014, naznačují, že CBF u pacientů se SV se mění během etapových operací a v prvních 2 fázích za stresových podmínek, jako je hyperkarbie; navíc první pohled na data naznačuje rozdíl také v mozkových abnormalitách. Tyto děti jsou zvláště ohroženy změněným CBF a mozkovými abnormalitami s jejich měnící se fyziologií. Ve stádiu I je přítomna „odtoková“ fyziologie vytvořená aorto-pulmonálním zkratem, který potenciálně způsobuje „krádež“ z mozkového oběhu. Ve 2. etapě (např. hemiFontan), mozkový a plicní oběh jsou spojeny přímo a výhradně v sérii; aortální krev proudí do mozku a poté přímo do plic přes horní dutou žílu. Po dokončení Fontana jsou dolní mozkové žilní tlaky zvýšené. Konečně se u pacientů s SV rozvine aorto-pulmonální kolaterály (APC) ve všech fázích a další probíhající výzkumný projekt zjistil silnou inverzní korelaci mezi CBF a stupněm toku APC, což dále ohrožuje CBF SV.

V jiné studii bylo zobrazení magnetickou rezonancí (MRI) využito k měření průtoku krve a vizualizaci cerebrální anatomie pomocí fázového kontrastu MRI arteriálního spinového značení a anatomického zobrazování, jako jsou T1 vážené sekvence a zobrazování tenzorů difúze. MRI využívající susceptometrii (oxymetrii) nedávno vyvinutou výzkumným pracovníkem při této obnově může také kvantifikovat cerebrální metabolickou rychlost spotřeby kyslíku (CMRO2). Tato kombinace schopností MRI nabízí jedinečnou příležitost ke zhodnocení cerebrální anatomie, hemodynamiky a metabolismu kyslíku ve stejné studii; díky kombinaci s testováním NCH je tato studie připravena propojit tyto dva v naději, že nejen porozumí kognitivním funkcím, ale také pozitivně zasáhne do výsledku NCH. Komplexní posouzení anatomie a funkce mozku spojené s výsledky ND nebylo nikdy hlášeno u žádné skupiny pacientů, ani s využitím měření ve 2 časových bodech.

Toto je prospektivní studie pacientů se SV v jediném centru, která se snaží dát do souvislosti cerebrální anatomii, hemodynamiku a CMRO2 s výsledkem ND pomocí jiné kohorty pacientů získané v předchozí studii jako základu a využívající data ze 2 časových bodů (původní udělení a obnovení). Tento přístup spolu s využitím mozkové reaktivity oxidu uhličitého (CO2) a CMRO2 jsou hlavními silnými stránkami této studie. Objasnění těchto faktorů může nakonec vést k modifikacím v řízení (např. načasování operace) a identifikace dětí s kognitivním rizikem za účelem včasné intervence a možného zlepšení výsledku NCH.