MRI strutturale e funzionale combinata dell'intero cervello per la previsione del recupero neurologico dopo arresto cardiaco (ARISE)

Esiste una grande necessità di metodi tempestivi, affidabili e generalizzabili per prevedere gli esiti nei pazienti in coma anoxo-ischemico. I predittori standard di esito sfavorevole dopo l'arresto cardiaco (CA) includono dati clinici, elettrofisiologici e di biomarcatori sierici. Tutti presentano limitazioni sostanziali in termini di affidabilità e generalizzabilità. Fornendo mappe di connettività strutturale e funzionale dell'intero cervello, o connettomi, le tecniche avanzate di risonanza magnetica hanno rivelato con precisione i danni alla rete cerebrale indotti dall'AC. Poiché questi profili connettomici individualizzati contengono informazioni critiche sul potenziale di recupero della coscienza dopo l'AC, si può ipotizzare che questi dati quantitativi dell'intero cervello possano essere utilizzati per elaborare algoritmi predittivi altamente performanti per i pazienti in coma anoxo-ischemico.

Per quanto riguarda la MRI strutturale avanzata (sMRI), due studi recenti, di cui uno del gruppo dei ricercatori, hanno dimostrato un'elevata sensibilità e specificità di queste tecniche avanzate (imaging del tensore di diffusione -DTI; morfometria basata su voxel -VBM) per prevedere uno scarso recupero neurologico in pazienti anoxo-ischemici. Tuttavia, questi due studi hanno raccolto dati utilizzando una finestra temporale scarsamente definita per la MRI, attraverso lunghi periodi di raccolta dati (> 8 anni) e non hanno applicato un protocollo rigoroso di decisione di sospensione o limitazione della cura per controllare l'errata classificazione dei risultati a causa di tali -chiamate profezie che si autoavverano. Per quanto riguarda la risonanza magnetica funzionale (fMRI), un recente studio del gruppo di ricercatori riporta che la forza della connettività funzionale frontoparietale differisce tra i pazienti in coma anoxo-ischemico che guariscono e quelli che alla fine ottengono un risultato sfavorevole a 3 mesi.

Inoltre, prove convergenti suggeriscono che la fMRI basata su attività può essere utilizzata per rilevare la modulazione attiva, che segue i comandi, dell'attività corticale e, quindi, della coscienza in pazienti comportamentalmente non responsivi. Questo modello fMRI basato su attività denominato Dissociazione Cognitivo Motoria (CMD) promette di migliorare radicalmente la neuroprognosticazione di buoni risultati dopo CA. Infine, con l'obiettivo di massimizzare le prestazioni dei modelli predittivi derivati ​​​​dalla risonanza magnetica, il gruppo di ricercatori ha recentemente riportato in uno studio "prova di concetto" che i connettomi sMRI/fMRI combinati e l'analisi dei dati MRI con contrasto, superano sinergicamente i modelli predittivi alternativi sulla base di dati sMRI o fMRI isolati.

Come raccomandato nelle recenti linee guida per la gestione dei pazienti in coma anoxo-ischemico[7-9], sarà seguita una procedura prognostica multimodale standard, inclusa la raccolta di predittori standard dopo almeno 72 ore dalla sospensione completa della sedazione in condizioni di normotermia: i) esame clinico e dati comportamentali (giorni 1, 3 e 7 dopo l'inclusione): Glasgow Coma Scale - GCS, Full Outline of UnResponsiveness - FOUR, Coma Recovery Scale Revised - CRSR; e test standardizzati del riflesso del tronco encefalico (FOUR, punteggio Glasgow-Liège); ii) punteggio di stratificazione della gravità (giorno 1 dopo l'inclusione): Prognosi ospedaliera per arresto cardiaco - CAHP, Arresto cardiaco extraospedaliero - OHCA, iii) risultati di laboratorio (giorno 1, 3 e 7 dopo l'inclusione): livello ematico di NSE (giorno 1 ); iv) valutazioni elettrofisiologiche: EEG standard utilizzando la classificazione ACNS (una volta tra il giorno 1 e il giorno 15 dopo l'inclusione); v) neuroimaging standard (una volta tra il giorno 1 e il giorno 15 dopo l'inclusione): dati standard di TC o MRI cerebrale (T1, T2*, SWI, DWI, FLAIR).

Oltre alla procedura di neuroprognosticazione clinica standard, verrà acquisita una scansione sMRI/fMRI/MRI con mezzo di contrasto avanzata dell'intero cervello almeno dopo 72 ore dalla sospensione completa della sedazione in condizioni di normotermia (tra il giorno 1 e il giorno 7 dopo l'inclusione).

I dati sMRI/fMRI/MRI con contrasto verranno raccolti durante lo stesso grafico di scansione che verrà utilizzato per la MRI standard (T1, T2*, SWI, DWI, FLAIR) che comprenderà (tempo di acquisizione totale = 45 minuti per tutti i centri, eccetto per Tolosa centro = 60 min):

• MRI strutturale (tempo totale di acquisizione = 30 minuti): i) materia grigia: i dati 3D pesati in T1 saranno calcolati per valutare lo spessore corticale dell'intero cervello e la volumetria quantitativa della materia grigia profonda, ii) la sostanza bianca, la DTI dell'intero cervello sarà acquisita per misurare l'intero cervello con l'anisotropia frazionaria della materia (WWM-FA) e il coefficiente di diffusione medio medio (WB-aDC). Verrà applicata una procedura di normalizzazione (dati di controlli sani da ciascuna struttura di neuroimaging).
• MRI funzionale (tempo totale di acquisizione = 10 minuti per tutti i centri, ad eccezione del centro di Tolosa = 25 minuti): i) attività passiva: multistrato T2* pesato per immagini di analisi fMRI a riposo, tempo di acquisizione = 10 minuti; ii) compiti attivi: la fMRI verrà utilizzata per sondare il pensiero volitivo senza output di autoespressione (immagini motorie e azione motoria), tempo di acquisizione = 15 minuti (solo per il centro di Tolosa).
• MRI con mezzo di contrasto (tempo di acquisizione = 5 min) per la valutazione della permeabilità della barriera ematoencefalica. Come obiettivi esplorativi e cercando di: i) studiare i potenziali cambiamenti nel tempo dei dati avanzati di sMRI/fMRI/MRI con mezzo di contrasto, una seconda identica sMRI/fMRI/MRI con mezzo di contrasto avanzata sarà eseguita minimo 7 giorni (con un'indennità di + 3 giorni) dopo la prima valutazione MRI nei pazienti arruolati nel centro di Tolosa (N = 30); ii) Per studiare l'utilità per la neuroprognosticazione del paziente di nuovi biomarcatori derivati ​​​​da fluidi di lesioni cerebrali (rif), tre campioni di sangue periferico saranno raccolti due volte (ciascun volume di sangue del campione = 5 ml), il primo immediatamente all'inclusione del paziente e il secondo 7 giorni dopo (N = 30, solo per Tolosa centro).

Per valutare il significato clinico di questi risultati, i ricercatori intendono utilizzare punteggi funzionali neurologici ampiamente convalidati (mRS, CPC). Inoltre, lo sperimentatore intende esplorare come criteri di valutazione secondari il livello di coscienza dei pazienti (CRS-R) e il ripristino della qualità della vita correlata alla salute prima dell'arresto (HRQOL). Queste valutazioni verranno eseguite alla dimissione ospedaliera (mRS, CPC) e a 3 (mRS, CPC) e 6 mesi (mRS, CPC, CRS-R, HRQOL) dopo l'AC da ricercatori appositamente formati, durante la visita di follow-up pianificata. L'assistenza medica del paziente non sarà influenzata dalla partecipazione del paziente allo studio perché i team curanti saranno completamente accecati dai dati avanzati sMRI/fMRI/MRI con contrasto (Figura 3). La gestione del paziente sarà effettuata in accordo con le linee guida internazionali. In tutti i centri di reclutamento verrà utilizzato un protocollo WLST rigoroso e omogeneo.