Rumlig omsorgssvigt og delirium efter slagtilfælde

Delirium vurdering og forebyggelse har en enorm indvirkning på hospitalsindlæggelsesresultater og sundhedsomkostninger. Delirium er et multi-komponent syndrom karakteriseret ved en akut reduktion i kognitiv funktion, som påvirker bevidsthed, tænkning, opmærksomhed og hukommelse. Overlevere af slagtilfælde, der repræsenterer 17 % af den amerikanske befolkning på 65 år og derover (CDC, 2012), har stor risiko for at udvikle delirium (op til 50 % forekomst ved slagtilfælde på højre hjernehalvdel). Yderligere oplever omkring 50 % af patienter med apopleksi i højre hjernehalvdel rumlig omsorgssvigt, hvilket forringer sikkerhed og restitution. Denne undersøgelse undersøger en potentiel neural mekanisme, der forklarer den høje forekomst af både delirium og rumlig forsømmelse efter slagtilfælde på højre hjernehalvdel. Undersøgelseshypotesen er, at hjernenetværkene for ophidselse og opmærksomhed, bestående af opadgående projektioner fra den mesencefaliske retikulære formation og integration af højredominante dorsale og ventrale kortikale og limbiske komponenter, kan blive påvirket i disse lidelser. Undersøgelsen vurderer magnetisk resonansbilleddannelse (MRI) og adfærdsdata hos overlevende af slagtilfælde i højre hjernehalvdel. Det forudsiges, at nedsat aktivitet og strukturel integritet af hjernenetværkene for ophidselse og opmærksomhed vil korrelere med adfærdsmæssige tegn på delirium og rumlig forsømmelse. Undersøgelsen vil blive udført på to steder, hvor der rekrutteres en akut (n=45) og en subakut (n=30) patientprøve. Resultaterne af denne undersøgelse har potentiale til at påvirke slagtilfældebehandling ved at give en kritisk biomarkør og adfærdsprofil af post-slagtilfælde delirium. Dette kan gøre klinikere opmærksomme på at igangsætte forebyggende pleje og målrettede interventioner hos patienter, der har høj risiko for sygehussygdomme og tab af uafhængighed.

Undersøgelseshypoteser Hypotese 1: Det er en hypotese, at en læsion-deficit-analyse vil afsløre, at hos patienter med delirium og/eller spatial omsorgssvigt er højre hjerneområder inden for opmærksomheds-, orienterings- og ophidselsesnetværket påvirket af slagtilfælde læsioner.

Hypotese 2: Fordi det antages, at begge lidelser stammer fra en dysfunktion af almindelige hjernenetværk, forventes det, at spatial neglect sværhedsgrad vil være en prædiktor for deliriums sværhedsgrad, der kontrollerer relativ læsionsstørrelse og slagtilfælde. Hypotese 3: Både spatial neglect og delirium sværhedsgraden vil være korreleret med funktionel forbindelse mellem hjerneområderne inden for opmærksomheds-, orienterings- og ophidselsesnetværkene.

Hypotese 4: Baseret på evidens fra tidligere arbejde med post-kirurgiske deliriumpatienter, omsorgssvigt og komapatienter, antages det, at integriteten af ​​hvide stofforbindelser mellem hjerneregioner omfattende de kortikale og subkortikale netværk for opmærksomhed, orientering og ophidselse er omvendt korreleret med sværhedsgraden af ​​delirium og rumlig forsømmelse.

Planlagte analyser:

Hypotese 1:

For at undersøge de kritiske netværkskomponenter, der påvirkes af post-slagtilfælde delirium, vil undersøgelsen undersøge deltagernes strukturelle scanninger. De strukturelle scanninger, der er registreret i undersøgelsen, vil omfatte et T1-vægtet og et T2-vægtet FLAIR-billede for 30 subakutte apopleksideltagere. Derudover vil der blive indhentet kliniske scanninger for de 45 akutte apopleksideltagere, hvilket resulterer i i alt 75 hjernescanninger. Strukturelle læsioner vil blive kortlagt ved hjælp af en semi-automatiseret læsionskortlægning i MRIcron-pakke, hvor hver hjernevoxel vil blive bedømt på en binær måde som læsioneret eller ikke-læsioneret. Tredimensionelle læsionsmasker vil blive indført i VLSM 2-software implementeret i Matlab (Voxel Lesion Symptom Mapping). For de pseudo-kontinuerlige resultater, såsom Behavioural Inattention Test (BIT) og Confusion Assessment Method-Severity (CAM-S)-score, vil en t-score blive beregnet, der tester, om læsion i en given hjernevoxel forudsiger højere eller lavere sværhedsgrad. . For de binære resultater, såsom deliriumdiagnose, vil der for hver voxel blive beregnet et Leibermeister-mål, der tester, om en given læsioneret voxel forudsiger delirium vs. intet delirium på tværs af alle deltagere. Analysen vil serielt rejse gennem hjernens voxels og udføre en test i hver voxel. Voxelerne vil blive tærsket således, at kun dem, der forekommer samtidig hos mindst 5 patienter, vil blive taget i betragtning. I en typisk læsionsundersøgelse vil dette resultere i hundredvis af voxels på tværs af deltagere. De endelige resultater korrigeres for flere sammenligninger ved at bruge False Discovery Rate på p<0,05.

Hypotese 2:

Denne hypotese søger at fastslå, om der er nogen sammenhæng mellem tilstedeværelsen og sværhedsgraden af ​​post-slagtilfælde delirium og rumlig forsømmelse. For at teste denne hypotese vil der blive udført en regressionsanalyse ved at bruge BIT-scoren som prædiktor og CAM-scoren som et resultat. Analysen vil kontrollere for NIH-slagtilfælde-score og læsionsstørrelse samt alder. I begge sæt analyser vil rå vurderingsscore blive konverteret til procent for skalaens ensartethed.

Hypotese 3:

En frø-baseret funktionel forbindelsesanalyse vil blive udført, som tester for en sammenhæng mellem tidsforløb af udvalgte hjerneregioner som en funktion af CAM-S og BIT-score. 16 regioner af interesse (ROI) vil blive brugt til at udføre denne analyse inden for arousal- og opmærksomhedsnetværkene. En helhjerne ROI-til-voxel-analyse vil også blive udført for at fange eventuelle uventede associationer med delirium og omsorgssvigt. Denne analyse og dataforbehandling vil blive udført ved hjælp af CONN værktøjskasse, en Matlab-baseret software på tværs af platforme til beregning, visning og analyse af funktionel tilslutning i fMRI. Først vil der blive udført realignment mellem alle på hinanden følgende hjernevolumener og 1. bind i serien. Slice-timing-korrektion vil blive anvendt for at tage højde for tidsforskellen i den interleaved-indsamling af hjerneskiver. Strukturel segmentering vil blive udført for at skabe masker af hvid substans og cerebrospinalvæske (CSF). Disse masker vil blive brugt til at estimere en generende regressor, der repræsenterer fysiologisk støj. De funktionelle scanninger vil blive normaliseret (tilpasset) til de strukturelle scanninger og atlas-skabelonen. Dette gøres for gruppesammenligninger og for at tillade ROI-definition ved hjælp af et anatomisk atlas. Funktionelle billeder udjævnes med en kerne med en radius på 6 mm. Dernæst vil bidraget fra bevægelsesudliggere (store bevægelser), kontinuerlig bevægelse (rulning, pitch og yaw) og fysiologisk støj blive regresseret fra dataene. Endelig vil ROI-til-ROI og ROI-til-voxel-forbindelse udføres inden for hver hjernescanning for at muliggøre 2.-ordens sammenligninger (dvs. bidrag fra delirium og neglect-sværhedsgradsscore til funktionel forbindelse, kontrol for kovariater).

Hypotese 4:

En probabilistisk traktografianalyse vil blive udført ved hjælp af 16 ROI, defineret a priori fra litteraturen. Analysen vil blive udført på DTI-data ved hjælp af diffusionstensortraktografiværktøjer, der er tilgængelige i FSL-analysepakken (f.eks. Probtrax, FDT Toolbox). Analysen forventes at identificere kanaler, der forbinder regioner inden for opmærksomheds- og ophidselsesnetværkene. Det vil estimere voxel-wise Fractional Anisotropy (FA) som et mål for fiberintegritet. FA er en skalarværdi mellem 0 og 1, der måler vandmolekylernes hoveddiffusionsretning. En FA på 0 indikerer en perfekt sfære, dvs. ensartet diffusion. Steder, hvor tilstødende voxels har samme retningsbestemte diffusionssammenhæng, er sandsynligt tildelt til lokaliteter i kanalen. Værdierne beregnes derefter som gennemsnit for at opnå en global FA for hver kanal. Delirium og forsømmelsesgrad vil blive regresseret på FA-værdier i en ANCOVA (der tager højde for kliniske/demografiske/fysiologiske/patientkarakteristika). Hvis den ROI-baserede tilgang ikke lykkes, vil FA-kort over hele hjernen blive overvejet, herunder områder uden for hjernenetværket af interesse, for en sammenhæng med delirium og neglekts sværhedsgrad.

Prøvestørrelsesbestemmelse.

En pilotundersøgelse blev udført for at estimere effektstørrelsen. 19 patienter med apopleksi i højre hjerne (12 kvinder, 8 kaukasiske, 8 afroamerikanske, 3 asiatiske), i alderen 60 år (SD=17 år), bestående af 1 kronisk (> 6 måneder efter slagtilfælde) og 18 subakutte (< 1 måned) efter slagtilfælde) deltog i pilotundersøgelsen. R-kvadratværdi på 0,26 blev opnået for sammenhængen mellem delirium og omsorgssvigt. Dette giver en effektstørrelse (Cohens f2) på 0,35. Med denne effektstørrelse er der over 99 % magt til at observere effekten, forudsat en stikprøvestørrelse på 75 patienter og en alfa på 0,05 (Hypotese 2)

For at estimere styrken af ​​vores læsionsunderskudsanalyse (hypotese 1) blev data simuleret ved hjælp af 15 %, 30 % og 50 % som andel af deltagerprøven, hvor den samme voxel vil blive læsioneret. Leibermeister-tilgangen blev anvendt til at beregne p-værdier for at teste nulhypotesen om ingen sammenhæng mellem voxellæsionsstatus og deliriumstatus. Med 75 deltagere (akut+subakut prøve) er der over 80 % kraft til at detektere en effekt, forudsat at mindst 30 procent af prøven har den samme læsion, og læsionen er mellem 40-100 voxels, der danner en tæt klynge. Disse er rimelige antagelser givet tidligere undersøgelser.

I pilotstudiet blev en generel lineær model, der inkluderede som regressor delirium eller neglect sværhedsgradsscore, anvendt på 16X16 ROI-forbindelsesmålematricen for hver deltager. De resulterende t-scores for effekterne mellem forsøgspersoner var i området 4,61 til 7,88 for BIT-målet og 7,07 til 9,31 for CAM-S. Disse t-scores svarer til en stor effektstørrelse. Brug af en Cohen's f på 0,35 (stor effekt) for at estimere effekt for lineær multipel regression, med 4 forudsigere, et alfa-niveau på 0,05, og en tosidet test, anslås det, at der vil være 87 % kraft til at observere denne effekt, givet en prøve på 30 deltagere (akut prøve) (hypotese 3).

En tidligere undersøgelse rapporterede thalamus fraktioneret anisotropi (FA) på 0,315 (.026) i delirious sammenlignet med .333 (.023) hos ikke-deliriøse patienter. Disse værdier svarer til en stor Cohen's d-effektstørrelse. Hvis det antages, at FA-værdier i et lignende område vil blive observeret, er der fremragende kraft til at detektere disse effekter med en lineær multipel regressionsmodel.

Baseret på det gennemsnitlige patientflow anslås det, at op til 20 patienter vil blive screenet månedligt for undersøgelsesberettigelse på hvert sted. Baseret på rekrutteringsraterne for pilotprøven anslås det, at 10-20 % af screeningsprøven vil blive godkendt. Tager man et konservativt frafaldsestimat på 25-40% i betragtning, er det mere end sandsynligt, at den foreslåede undersøgelsesprøve vil blive rekrutteret. For at tage højde for patientnedslidning vil undersøgelsen overrekruttere målprøven med 5 patienter.

Estimeret forekomst af delirium og omsorgssvigt efter slagtilfælde i højre hjerne er omkring 50 %. Derfor forventes omkring 50 af undersøgelsesprøven at have omsorgssvigt, delirium eller begge dele. Ud over at bruge delirium/forsømmelsesstatus som en dikotom variabel, vil der blive brugt kvasi-kontinuerlige sværhedsgrader for hver variabel, hvilket vil øge evnen til at opdage sammenhænge mellem disse to lidelser og hjernelæsionsplaceringer.