Risonanza magnetica avanzata in trauma cranico correlato a Blast

Sfondo: Nella lesione cerebrale traumatica, il danno assonale è un importante processo patofisiologico e può essere una causa primaria di esiti neurologici avversi. Tuttavia, la lesione assonale traumatica e i suoi effetti sulla connettività funzionale cerebrale sono molto difficili da rilevare e quantificare direttamente nei pazienti viventi. L'imaging del tensore di diffusione (DTI) sembra avere grandi promesse per quanto riguarda il rilevamento del danno assonale. Allo stesso modo, l'analisi di correlazione fMRI allo stato di riposo può essere un metodo potente e ampiamente applicabile per indagare sulla connettività funzionale del cervello. Nei nostri studi preliminari, queste due tecniche sono state utilizzate con successo insieme in diversi pazienti civili con trauma cranico. Sembrano incrociarsi sinergicamente convalidandosi a vicenda; la connettività funzionale interrotta alla base dei deficit neurologici focali è stata rivelata utilizzando l'analisi di correlazione fMRI dello stato di riposo mentre il DTI ha dimostrato la lesione assonale responsabile delle interruzioni. La risonanza magnetica e la TC convenzionali non sono riuscite a spiegare molti di questi deficit. Questa convalida incrociata è importante in quanto aggiunge fiducia all'interpretazione dei risultati. Senza l'analisi di correlazione fMRI allo stato di riposo, le conseguenze dell'apparente lesione assonale sul DTI per la connettività funzionale del cervello potrebbero non essere chiare; la lesione assonale potrebbe trovarsi in tratti di sostanza bianca ridondanti o non abbastanza gravi da essere funzionalmente importanti. Senza DTI, allo stesso modo, la causa di un'interruzione della connettività osservata utilizzando l'analisi di correlazione fMRI in stato di riposo non sarà sempre nota; processi diversi dalla lesione assonale traumatica potrebbero essere responsabili. Entrambe queste tecniche avanzate insieme a una risonanza magnetica convenzionale completa possono essere eseguite su scanner MRI clinici standard in circa 45 minuti per paziente. A parte i nostri studi preliminari, fMRI in stato di riposo e DTI non sono stati usati insieme per indagare su lesioni cerebrali traumatiche.

Obiettivo/Ipotesi: l'obiettivo di questa proposta è testare questi due metodi avanzati di risonanza magnetica, DTI e fMRI a riposo, in pazienti con trauma cranico correlato a esplosione militare in servizio in fase acuta dopo l'infortunio e correlare i risultati con gli esiti clinici correlati a trauma cranico 6-12 mesi dopo. Questi metodi possono aggiungere informazioni predittive clinicamente utili a seguito di lesioni cerebrali traumatiche che potrebbero essere di aiuto nella standardizzazione dei criteri diagnostici per TBI, prendere decisioni di triage sul ritorno in servizio, guidare la riabilitazione post-infortunio e sviluppare nuove terapie. L'ipotesi generale che guida questo progetto è che la lesione assonale traumatica sia una delle principali cause di compromissione della funzione cerebrale in seguito a trauma cranico correlato all'esplosione. Le ipotesi specifiche da verificare sono:

1. DTI e analisi di correlazione fMRI allo stato di riposo riveleranno in modo non invasivo anomalie che non sono presenti alla TC o alla risonanza magnetica convenzionale acutamente dopo un trauma cranico correlato all'esplosione.
2. Modelli specifici di lesione assonale acuta (sul DTI) che causano l'interruzione della connettività funzionale del cervello (sull'analisi di correlazione fMRI dello stato di riposo) prediranno specifici deficit e disturbi neurologici, neuropsicologici e psichiatrici.
3. L'onere complessivo della lesione assonale acuta e della connettività funzionale cerebrale interrotta sarà fortemente predittivo dell'esito clinico complessivo di 6-12 mesi.

Obiettivi specifici: 1) ottenere DTI, fMRI a riposo e scansioni MRI convenzionali in fase acuta dopo trauma cranico correlato a esplosione nel personale militare in servizio attivo che si presenta al Landstuhl Regional Medical Center (LRMC).

2) raccogliere informazioni cliniche dettagliate sugli esiti correlati al trauma cranico 6-12 mesi dopo gli infortuni.

3) analizzare in modo approfondito i predittori di imaging acuto e i correlati degli esiti clinici a 6-12 mesi.

Disegno dello studio: proponiamo uno studio prospettico osservazionale su 80 militari in servizio attivo che hanno subito un trauma cranico correlato all'esplosione. Le scansioni iniziali verranno eseguite entro 4 giorni dalla lesione presso LRMC. Il follow-up avverrà mensilmente per telefono e di persona presso la Washington University 6-12 mesi dopo l'infortunio. Le informazioni cliniche sugli esiti del trauma cranico raccolte includeranno valutazioni degli esiti globali, test neuropsicologici per la memoria, deficit di attenzione e funzione esecutiva, misure delle prestazioni motorie e scale di valutazione amministrate dal medico per la depressione e il disturbo da stress post-traumatico. I controlli includeranno 1) un gruppo aggiuntivo di 20 militari in servizio attivo con altre lesioni, ma che non hanno avuto trauma cranico, e 2) norme basate su età, genere e istruzione per test standardizzati e risultati di valutazione. Ripetere DTI, fMRI a riposo e risonanza magnetica convenzionale saranno eseguiti per tracciare l'evoluzione delle lesioni. Gli approcci di analisi includeranno ipotesi prespecificate basate su correlazioni anatomo-cliniche cerebrali note e diversi approcci esplorativi, poiché le basi strutturali per molti deficit neurologici e neuropsicologici post-traumatici non sono ben comprese. Saranno utilizzati metodi statistici correlazionali non parametrici e correzioni rigorose per confronti multipli. Saranno o sono già stati assunti collaboratori esperti e coordinatori logistici. La riservatezza e la privacy saranno strettamente controllate.