Kvantitativ 3D ultralydsskanning af hjernen: Udvikling af nye sengebådsbiomarkører til bedre at forudsige neuroudviklingsresultater hos for tidligt fødte børn (QUSBI)

Rationale:

For tidlig fødsel er en førende årsag til neurodevelopmental lidelser (NDDs). I Europa vil 10% af de 50.000 børn født meget for tidligt udvikle cerebral parese, og 35% vil opleve vedvarende kognitive og neuropsykiatriske lidelser, herunder autisme, som kræver langvarig sundhedspleje. NDDs efter for tidlig fødsel er tæt forbundet med hvidsubstansskade, herunder punktformede hvidsubstanslæsioner (PWMLs), et lovende markør for efterfølgende NDDs, der rammer op til 24% af meget for tidligt fødte børn. Derfor er en forbedret tidlig detektion af hjerneskade hos meget for tidligt fødte spædbørn en høj prioritet for at forudsige NDDs og dermed vurdere potentielle neuroprotektive strategier og implementere tidlige interventioner. Magnetisk Resonans Scanning (MRI) er guldstandarden for at vurdere hvidsubstansintegritet og har afsløret en sammenhæng mellem thalamusstruktur, ventrikeludvidelse, hvidsubstansskade og NDDs i børnehavealder hos meget for tidligt fødte børn. Den lider dog af begrænset tilgængelighed, lav portabilitet og høj følsomhed over for bevægelsesartefakter, hvilket mindsker dens værdi for screening af alle for tidligt fødte børn i risiko for NDDs. Derimod er konventionel 2D kraniel ultralydsscanning (cUS) et værktøj, der er bredt anvendt på neonatal intensive care enheder til prospektiv screening af hjernelæsioner gennem den forreste fontanel. Selvom den er egnet til at detektere svære læsioner observeret hos kun 4-5% af meget for tidligt fødte børn, forbliver den mindre pålidelig for omfattende detektion af PWMLs trods nylige forbedringer. Derfor skal 3D og kvantitative værktøjer ved sengepladsen, der anvender ultralyd, udvikles for automatisk at detektere og kvantificere ikke kun PWMLs men også andre hjernestrukturer med lovende prognostisk værdi.

Hovedformål:

Identificering af nye tidlige billeddannende biomarkører til at forudsige NDDs ved 2 års alderen.

Primært slutpunkt:

Korrelation mellem 3D-kvantificering af PWMLs-byrde indsamlet mellem dag 3±1 og dag 21±3, og resultater af Bayley Scale vurdering, 4. udgave, fransk udgave (2022) ved 2 års alderen og Parent Report of Children's Abilities-Revised (PARCA-R) spørgeskemaet, som identificerer for tidligt fødte børn i risiko for udviklingsforsinkelser ved 24 måneders alderen.

Sekundære formål:

• Udvikling af en procespipeline, der tillader rekonstruktion af 3D cUS-volumen & automatiske detektions- og segmenteringsalgoritmer baseret på dyb læringsmetoder.
• Validering af disse modeller til at detektere PWMLs & segmentere thalamus og cerebrale ventrikelsystem (CVS).
• Korrelation mellem thalamus og CVS 3D longitudinale volumener hos meget for tidligt fødte børn med & uden PWMLs

Sekundære slutpunkter:

• Longitudinale cUS-data vil muliggøre generering af standard vækstkurver for thalamus og CVS volumener, stratificeret efter køn og afhængig af den samtidige detektion af PWMLs.

• Korrelation mellem 3D-kvantificering af PWMLs-byrde indsamlet mellem dag 3±1 og dag 21±3, og resultater af Parent Report of Children's Abilities-Revised (PARCA-R) spørgeskemaet.

  3D-kvantificering af PWMLs og andre 3D cUS vævssegmenteringer genereret ved hjælp af nye algoritmer udviklet i WP3 som prædiktorer for (i) MRI-fund ved termin og (ii) neurodevelopmental udfald ved 2 års alderen.

Impact:

Dette projekt vil forbedre plejekvaliteten ved at udvide avanceret kvantitativ hjernebilleddannelse til alle meget for tidligt fødte børn og forbedre den tidlige diagnose af hjerneskade. Det forventes også at fremme personlig medicin-tilgange og støtte translationsforskning i neurobeskyttelse gennem udvikling af nye biomarkører for hjerneskade. Socioøkonomiske konsekvenser inkluderer omkostningsreduktion gennem tidlig identifikation af børn i risiko og rettidige interventioner for at forebygge svære NDDs. QUSBI vil også have en betydelig indvirkning på familienstøtte.