Imaging Cerebrale Ecografico 3D Quantitativo: Sviluppo di Nuovi Biomarcatori al Letto del Paziente per Predire Meglio gli Esiti Neuroevolutivi nei Neonati Prematuri (QUSBI)

Razionale:

La prematurità è una delle principali cause di disturbi dello sviluppo neurologico (NDD). In Europa, il 10% dei 50.000 bambini nati molto pretermine svilupperà paralisi cerebrale e il 35% sperimenterà disturbi cognitivi e neuropsichiatrici persistenti, inclusi l'autismo, che richiedono supporto sanitario a lungo termine. Gli NDD successivi alla nascita pretermine sono strettamente associati a danni della sostanza bianca, comprese le lesioni puntiformi della sostanza bianca (PWML), un promettente marcatore di successivi NDD che colpisce fino al 24% dei neonati molto pretermine. Pertanto, un rilevamento migliorato del danno cerebrale precoce nella vita dei neonati molto pretermine è una priorità assoluta per prevedere gli NDD e quindi valutare potenziali strategie neuroprotettive e implementare interventi precoci. La risonanza magnetica (MRI) è il gold standard per valutare l'integrità della sostanza bianca e ha rivelato un'associazione tra struttura del talamo, dilatazione ventricolare, danno della sostanza bianca e NDD in età prescolare nei neonati molto pretermine. Tuttavia, soffre di accessibilità limitata, bassa portabilità e alta sensibilità agli artefatti da movimento, mitigando il suo valore per lo screening in tutti i neonati pretermine a rischio di NDD. Al contrario, l'ecografia cranica convenzionale 2D (cUS) è uno strumento ampiamente utilizzato nelle unità di terapia intensiva neonatale per lo screening prospettico delle lesioni cerebrali attraverso la fontanella anteriore. Tuttavia, sebbene sia adatta per rilevare lesioni gravi osservate solo nel 4-5% dei neonati molto prematuri, rimane meno affidabile per il rilevamento completo delle PWML nonostante i recenti miglioramenti. Pertanto, devono essere sviluppati strumenti 3D e quantitativi al letto del paziente utilizzando l'ecografia per rilevare e quantificare automaticamente non solo le PWML ma anche altre strutture cerebrali con valore prognostico promettente.

Obiettivo principale:

Identificare nuovi biomarcatori di imaging precoci per prevedere gli NDD all'età di 2 anni.

Endpoint primario:

Correlazione tra la quantificazione 3D del carico di PWML raccolto tra il giorno 3±1 e il giorno 21±3, e i risultati della valutazione della Scala Bayley, 4a edizione, edizione francese (2022) all'età di 2 anni e del questionario Parent Report of Children's Abilities-Revised (PARCA-R), che identifica i bambini pretermine a rischio di ritardi dello sviluppo a 24 mesi di età.

Obiettivi secondari:

• Sviluppare una pipeline di elaborazione che consenta la ricostruzione del volume cUS 3D e algoritmi di rilevamento e segmentazione automatici basati su metodi di deep learning.
• Validare questi modelli per rilevare le PWML e segmentare i talami e il sistema ventricolare cerebrale (CVS).
• Correlare i volumi longitudinali 3D dei talami e del CVS nei neonati molto pretermine con e senza PWML.

Endpoint secondari:

• I dati cUS longitudinali consentiranno la generazione di curve di crescita standard per i volumi dei talami e del CVS, stratificate per sesso e dipendenti dal rilevamento concomitante di PWML.

• Correlazione tra la quantificazione 3D del carico di PWML raccolto tra il giorno 3±1 e il giorno 21±3, e i risultati del questionario Parent Report of Children's Abilities-Revised (PARCA-R).

  Quantificazione 3D delle PWML e altre segmentazioni tissutali cUS 3D generate utilizzando nuovi algoritmi sviluppati in WP3 come predittori di (i) risultati della MRI a termine e (ii) esiti neuroevolutivi all'età di 2 anni.

Impatto:

Questo progetto migliorerà la qualità dell'assistenza estendendo l'imaging cerebrale quantitativo avanzato a tutti i neonati molto pretermine e migliorando la diagnosi precoce del danno cerebrale. Si prevede inoltre che promuova approcci di medicina personalizzata e supporti la ricerca traslazionale in neuroprotezione attraverso lo sviluppo di nuovi biomarcatori per il danno cerebrale. Gli impatti socio-economici includono la riduzione dei costi attraverso l'identificazione precoce dei bambini a rischio e interventi tempestivi per prevenire NDD gravi. QUSBI avrà anche un impatto significativo sul supporto familiare.