Kvantitatiivinen 3D-ultraääniaivotkuvantaminen: Uusien sängynpään biomarkkereiden kehittäminen ennustamaan paremmin ennenaikaiseen syntyneiden lasten neurokehityksen lopputuloksia (QUSBI)

Perustelut:

Keskeytys on johtava syy hermoston kehityshäiriöille (NDD). Euroopassa 10 % 50 000:sta hyvin ennenaikaisesti syntyneestä lapsesta kehittää aivohalvausta ja 35 % kokee jatkuvia kognitiivisia ja neuropsykiatrisia häiriöitä, mukaan lukien autismi, jotka vaativat pitkäaikaista terveydenhuollon tukea. Ennenaikaisen synnytyksen jälkeiset NDD:t liittyvät tiiviisti valkean aineen vaurioihin, mukaan lukien pisteittäiset valkean aineen vauriot (PWML), lupaava merkki myöhemmistä NDD:istä, jotka vaikuttavat jopa 24 %:iin hyvin ennenaikaisista vauvoista. Siksi parannettu aivovaurion havaitseminen varhaisessa vaiheessa hyvin ennenaikaisesti syntyneillä vauvoilla on ensisijainen tavoite ennustaa NDD:itä ja siten arvioida mahdollisia neurosuojelustrategioita ja toteuttaa varhaisia puuttumisia. Magneettikuvaus (MRI) on kultainen standardi valkean aineen eheyden arvioimiseksi ja on paljastanut yhteyden talamuksen rakenteen, kammioiden laajentumisen, valkean aineen vaurion ja NDD:iden välillä esikouluiässä hyvin ennenaikaisesti syntyneillä vauvoilla. Se kuitenkin kärsii rajoitetusta saatavuudesta, alhaisesta siirrettävyydestä ja korkeasta herkkyydestä liikehäiriöille, mikä heikentää sen arvoa seulonnassa kaikilla NDD-riskissä olevilla ennenaikaisilla vauvoilla. Sen sijaan perinteinen 2D kalloultrasonografia (cUS) on työkalu, jota käytetään laajasti vastasyntyneiden teho-osastoilla seulomaan aivovaurioita etumaisen fontanellin kautta. Se on kuitenkin soveltuva vain vakavien vaurioiden havaitsemiseen, joita havaitaan vain 4–5 %:ssa hyvin ennenaikaisista vauvoista, ja se on edelleen vähemmän luotettava PWML:ien kattavassa havaitsemisessa huolimatta viimeaikaisista parannuksista. Siksi 3D- ja kvantitatiivisia työkaluja vuoteen vieressä ultraäänellä on kehitettävä automaattisesti havaitsemaan ja mittaamaan paitsi PWML:itä, myös muita aivojen rakenteita, joilla on lupaava ennusteellinen arvo.

Päätavoite:

Uusien varhaisten kuvantamisen biomarkkereiden tunnistaminen NDD:iden ennustamiseksi 2 vuoden iässä.

Ensisijainen päätepiste:

PWML:ien kuormituksen 3D-määrityksen välinen korrelaatio kerättynä päivän 3±1 ja päivän 21±3 välillä sekä Bayley-asteikon arvioinnin tulokset, 4. painos, ranskalainen painos (2022) 2 vuoden iässä ja Parent Report of Children's Abilities-Revised (PARCA-R) -kysely, joka tunnistaa ennenaikaiset lapset, jotka ovat riskissä kehityksen viiveille 24 kuukauden iässä.

Toissijaiset tavoitteet:

• Prosessointiputken kehittäminen, joka mahdollistaa 3D cUS-tilavuuden rekonstruoinnin sekä automaattisten havaitsemis- ja segmentointialgoritmien kehittämisen syväoppimismenetelmiin perustuen.
• Näiden mallien validointi PWML:ien havaitsemiseksi sekä talamusten ja aivokammiojärjestelmän (CVS) segmentointiin.
• Talamusten ja CVS:n 3D-pitkittäistilavuuksien korrelointi hyvin ennenaikaisilla vauvoilla, joilla on ja ilman PWML:itä.

Toissijaiset päätepisteet:

• Pitkittäiset cUS-tiedot mahdollistavat standardikasvukäyrien luomisen talamusten ja CVS:n tilavuuksille, jaoteltuna sukupuolen mukaan ja riippuen samanaikaisesta PWML:ien havaitsemisesta.

• PWML:ien kuormituksen 3D-määrityksen välinen korrelaatio kerättynä päivän 3±1 ja päivän 21±3 välillä sekä Parent Report of Children's Abilities-Revised (PARCA-R) -kyselyn tulokset.

  PWML:ien 3D-määritys ja muut 3D cUS-kudossegmentoinnit, jotka on luotu WP3:ssa kehitetyillä uusilla algoritmeilla ennustajina (i) MRI-löydöksille täysiaikaisuudessa ja (ii) neurokehityksen lopputuloksille 2 vuoden iässä.

Vaikutus:

Tämä projekti parantaa hoidon laatua laajentamalla kehittynyttä kvantitatiivista aivokuvantamista kaikille hyvin ennenaikaisille vauvoille ja parantamalla aivovaurion varhaista diagnoosia. Sen odotetaan myös edistävän personoitua lääketiedettä ja tukevan translaatiotutkimusta neurosuojelussa kehittämällä uusia biomarkkereita aivovaurioille. Sosioekonomiset vaikutukset sisältävät kustannusten alenemisen varhaisen riskilasten tunnistamisen ja oikea-aikaisten puuttumisten kautta vakavien NDD:iden estämiseksi. QUSBI:llä on myös merkittävä vaikutus perhetukeen.