Spontaani silmien räpäytyksen arviointi vakavan hankitun aivovaurion omaavien henkilöiden kognitiiviseen arviointiin (SEE-ABI)

Kokonaistavoite: antaa alustavia tuloksia spontaanin silmien räpyttelyn arvosta (eli nopeudesta, amplitudista, kestosta ja välähdyksen välisistä vaihteluista), jotka eivät perustu vapaaehtoisiin käyttäytymisreaktioihin, parantaakseen tarkkaavaisuuden ja tajunnan arviointia. potilailla, joilla on sABI.

Erityiset tavoitteet:

1. vahvistaa EBR:n diagnostinen arvo pDoC-potilailla, kuten Magliacanon et al.:n (2021) tutkimuksessa;
2. parantaa pitkittynyttä tajunnanhäiriötä (pDoC) sairastavien potilaiden diagnostista tarkkuutta arvioimalla räpyttelyn lisäominaisuuksia (eli amplitudia, kestoa, välähdyksen vaihtelua), jotta voidaan erottaa UWS-potilaat MCS-potilaista tai tajuissaan olevista potilaista.
3. tutkia silmien räpyttelyominaisuuksien analyysin hyödyllisyyttä arvioitaessa jäljellä olevia tarkkaavaisuuskykyjä täysin tajuissaan pDoC:sta toipuvien potilaiden kohdalla.
4. Koneoppimista tukevan putkilinjan prototyyppien tekeminen tietoisuuden diagnoosin tukemiseksi silmän silmänräpäyksen (EBR) ja EOG-pohjaisten ominaisuuksien perusteella. Tulkinta- ja luotettavuusnäkökohdat arvioidaan huolellisesti, jotta saadaan kliinisesti käyttökelpoinen ratkaisu diagnostisten toimenpiteiden tukemiseen ja räätälöidyn kognitiivisen kuntoutuksen suunnitteluun.

Kaiken kaikkiaan tämä tutkimus ehdottaa alustavaa tutkimusta, jossa on pilottinäytteitä sekä terveistä että koepopulaatioista, EBR- ja EOG-peräisten biomarkkerien analysoimiseksi. Nämä tulokset luovat perustan monitekijäisten päätösalgoritmien kehittämiselle ja validoinnille potilaiden diagnostista ja prognostista kerrostumista varten, jotka perustuvat helposti kerättäviin kliinisiin markkereihin.

Tämä projekti on havainnollinen, poikkileikkaussuunnittelu. Kaikki potilaat, joilla on sABI peräkkäin, seulotaan. Aiomme rekisteröidä mukavuustestinäytteen, jossa on 35 sABI-potilasta, mukaan lukien 10 pDoC-potilasta (5 UWS:ssä, 5 MCS:ssä) ja 25 potilasta, jotka toipuivat täysin tajuihinsa sABI:n jälkeen.

Myös 20 terveen yksilön vertailupopulaatio, joka on tasapainotettu iän ja sukupuolen mukaan potilasnäytteen kanssa, rekisteröidään suusta suuhun lumipallonäytteen mukaan. Tälle väestölle tehdään anamnestinen haastattelu sekä neurologinen ja ensisijainen kognitiivinen tutkimus historian tai neurologisten häiriöiden poissulkemiseksi. Tutkimukseen tullessa kerätään potilaiden demografiset (esim. ikä, sukupuoli), anamnestiset (esim. etiologia, vaurion jälkeinen aika, aivovaurion sijainti) ja kliiniset tiedot. Potilaiden kliininen diagnoosi ja kognitiivinen toiminta luokitellaan heidän parhaan tuloksensa mukaan toistetun kooman toipumisasteikon (CRS-R) mukaan ja vastaavasti Levels of Cognitive Functioning (LCF) perusteella.

Kahden viikon kuluessa tutkimukseen saapumisesta jokainen potilas osallistuu elektroenkefalogrammi-elektrookulogrammi (EEG-EOG) -tallennusistuntoon. Silmien räpyttelyä tutkitaan lepotilassa (kesto: 8 min) ja aktiivisen kuulotehtävän aikana (kesto: 8 min), joka koostuu satunnaisesti sekoitetuista äänistä (ei-kohde: 500 Hz, kokonaistodennäköisyys: 80%, n= 312 tavoite: 1000 Hz, kokonaistodennäköisyys: 20%, n = 78) esitetään 1 sekunnin ärsykkeiden välissä kuulokkeiden kautta. Kliinisen arvioinnin täydennykseksi arvioidaan taustaaktiivisuus lepo-EEG:ssä ja P300-komponentin läsnäolo tapahtumaan liittyvissä potentiaaleissa kuulo-oddball-paradigman mukaisesti. Potilaiden tajunnan (CRS-R) ja kognitiivisten toimintojen (LCF) tasot kerätään EEG-EOG-tallennusistunnon päivänä ja otetaan huomioon tilastollista analyysia varten.

Kontrolliosallistujille tehdään sama EEG-EOG-tallennus kuin potilaille. Molemmissa osallistujaryhmissä vilkkuminen määritellään teräväksi positiiviseksi huipukseksi, jota seuraa matala negatiivinen taipuma <400 ms:n aikaikkunassa EOG:ssa. Lisäksi, jotta vältetään tietoisuus siitä, että silmänräpäyksen tallentaminen ei vaikuta silmänräpäyksen ominaisuuksiin, osallistujia ei koskaan ilmoiteta räpyttelyn aikana tallennuksesta, vaan heitä kannustetaan pysymään rentoina silmät auki. Tämä toimenpide suoritetaan riippumatta osallistujaryhmästä (potilas tai kontrolli).

Biostatistisia analyyseja hyödynnetään EOG-peräisten biomarkkerien ja jäljellä olevien tarkkaavaisuuskykyjen välisten yhteyksien tutkimiseen tajuissaan olevilla sABI-potilailla eri hankintaparadigmoissa vastauksena tavoitteeseen 3. Tavoitteeseen 4 vastataan kehittämällä koneoppimiseen perustuvia prototyyppejä pDoC-potilaiden diagnosointi käyttämällä EOG-signaaleista saatua tietoa, jota täydennetään EEG- ja kliinisillä tiedoilla. Tulkinta- ja virheanalyysit antavat lähtökohdat EOG-dataan mahdollisesti sisältyvien salaisten kuvioiden tunnistamiselle.