Valutazione spontanea dell'ammiccamento degli occhi per la valutazione cognitiva di individui con gravi lesioni cerebrali acquisite (SEE-ABI)

Obiettivo generale: fornire risultati preliminari sul valore delle caratteristiche dell'ammiccamento spontaneo degli occhi (vale a dire, frequenza, ampiezza, durata e variabilità negli intervalli tra gli ammiccamenti), che non si basano su risposte comportamentali volontarie, per migliorare la valutazione delle capacità di attenzione e della coscienza nei pazienti con sABI.

Obiettivi specifici:

1. confermare il valore diagnostico dell'EBR nei pazienti pDoC, come nello studio di Magliacano et al. (2021);
2. migliorare l'accuratezza diagnostica dei pazienti con disturbi prolungati della coscienza (pDoC) valutando ulteriori caratteristiche dell'ammiccamento (ad esempio, ampiezza, durata, variabilità negli intervalli tra gli ammiccamenti) per discriminare i pazienti in UWS da quelli in MCS o coscienti.
3. esplorare l'utilità dell'analisi delle caratteristiche dell'ammiccamento degli occhi per valutare le capacità di attenzione residue in pazienti pienamente coscienti in recupero da pDoC.
4. prototipazione di una pipeline abilitata all'apprendimento automatico per supportare la diagnosi della coscienza basata sulla frequenza di ammiccamento degli occhi (EBR) e sulle funzionalità derivate dall'EOG. Gli aspetti di interpretabilità e affidabilità saranno attentamente valutati per ottenere una soluzione clinicamente utilizzabile per supportare le procedure diagnostiche e pianificare la riabilitazione cognitiva su misura.

Nel complesso, questo studio propone un'indagine preliminare, con campioni pilota sia di popolazione sana che di popolazione test, per l'analisi dei biomarcatori derivati ​​​​da EBR e EOG. Questi risultati getteranno le basi per lo sviluppo e la validazione di algoritmi decisionali multifattoriali per la stratificazione diagnostica e prognostica dei pazienti, basati su marcatori clinici facilmente collezionabili.

Questo progetto ha un design osservativo e trasversale. Verranno sottoposti a screening tutti i pazienti con sABI ricoverati consecutivamente. Abbiamo in programma di arruolare un campione di test di convenienza di 35 pazienti con sABI, inclusi 10 pazienti con pDoC (5 in UWS, 5 in MCS) e 25 pazienti che hanno recuperato piena coscienza dopo sABI.

Verrà inoltre arruolata una popolazione di riferimento di 20 individui sani, bilanciati per età e sesso con il campione di pazienti, mediante passaparola secondo un campionamento a valanga. Questa popolazione sarà sottoposta a colloquio anamnestico e esame neurologico e cognitivo primario per escludere l'anamnesi o la presenza di disturbi neurologici. All'ingresso nello studio verranno raccolti i dati demografici (ad esempio età, sesso), anamnestici (ad esempio eziologia, tempo successivo all'infortunio, posizione della lesione cerebrale) e clinici dei pazienti. La diagnosi clinica e il funzionamento cognitivo dei pazienti saranno classificati in base al loro miglior punteggio rispettivamente sulla Coma Recovery Scale-Revised (CRS-R) e sui Livelli di funzionamento cognitivo (LCF).

Entro 2 settimane dall'ingresso nello studio, ciascun paziente parteciperà a una sessione di registrazione dell'elettroencefalogramma-elettrooculogramma (EEG-EOG). L'ammiccamento degli occhi sarà esaminato durante una condizione di riposo (durata: 8 min) e durante un compito uditivo strano attivo (durata: 8 min), costituito da toni mescolati casualmente (non target: 500 Hz, probabilità complessiva: 80%, n= 312; target: 1000 Hz, probabilità complessiva: 20%, n=78) presentato con un intervallo interstimolo di 1 s tramite le cuffie. Per integrare la valutazione clinica, verranno valutate l'attività di fondo sull'EEG a riposo e la presenza della componente P300 sui potenziali eventi-correlati seguendo il paradigma uditivo stravagante. I livelli di coscienza (CRS-R) e di funzionamento cognitivo (LCF) dei pazienti verranno raccolti il ​​giorno della sessione di registrazione EEG-EOG e considerati per l'analisi statistica.

I partecipanti al controllo verranno sottoposti alla stessa registrazione EEG-EOG dei pazienti. Per entrambi i gruppi di partecipanti, l'ammiccamento sarà definito come un forte picco positivo seguito da una lieve deflessione negativa in una finestra temporale <400 ms sull'EOG. Inoltre, per evitare che la consapevolezza che la registrazione delle palpebre influenzi le caratteristiche delle palpebre, durante le sessioni di registrazione i partecipanti non verranno mai informati della registrazione delle palpebre, ma saranno incoraggiati a rimanere rilassati con gli occhi aperti. Questa procedura sarà condotta indipendentemente dal gruppo del partecipante (paziente o controllo).

Le analisi biostatistiche saranno sfruttate per lo studio delle associazioni tra biomarcatori derivati ​​​​dall'EOG e capacità di attenzione residue in pazienti coscienti sABI sotto diversi paradigmi di acquisizione, in risposta all'Obiettivo 3. L'Obiettivo 4 sarà affrontato attraverso lo sviluppo di prototipi basati su Machine Learning per l'obiettivo 3. diagnosi di pazienti con pDoC utilizzando informazioni derivate da segnali EOG, integrate da EEG e dati clinici. L'interpretazione e l'analisi degli errori porranno le premesse per l'identificazione di eventuali pattern nascosti contenuti nei dati EOG.