Cerebrale anatomie, hemodynamica en metabolisme
Cerebrale anatomie, hemodynamica en metabolisme in enkele ventrikels: relatie met neurologische ontwikkeling
Studie Overzicht
Toestand
Conditie
Interventie / Behandeling
Gedetailleerde beschrijving
Single ventrikel (SV) laesies zijn de belangrijkste oorzaak van morbiditeit en mortaliteit door congenitale hartziekte (CHD) in de Verenigde Staten. De definitieve palliatieve operatie is de aangepaste Fontan-operatie waarbij de systemische veneuze terugstroom rechtstreeks naar de longslagaders wordt geleid. De chirurgische reconstructie wordt in fasen uitgevoerd over een paar jaar, waaronder de "Stage I" en hemiFontan of bidirectionele Glenn-operaties. Van deze kinderen is bekend dat ze grotere neurologische ontwikkelingsstoornissen (ND) hebben dan de algemene bevolking en andere vormen van CHD. Een onderzoek in het Children's Hospital in Philadelphia onthulde bijvoorbeeld dat op 9-jarige leeftijd 1/3 een of andere vorm van speciaal onderwijs ontving; het mediane intelligentiequotiënt (IQ) was 86 met mentale retardatie bij 18%. Een onderdeel van het uiteindelijke ND-resultaat is de cerebrale bloedstroom (CBF). Voorlopige gegevens over SV in de literatuur over alle leeftijdsgroepen en meerdere ziektetoestanden suggereren dat CBF gerelateerd is aan ND; een recent overzicht van 25 onderzoeken bevestigt dit. Een ander onderdeel van de ND-uitkomst zijn anatomische hersenlaesies. Voorlopige gegevens van een huidige NIH-studie van CBF-onderzoek suggereren een verband tussen CBF en hersenlaesies (verminderde CBF wordt geassocieerd met meer hersenlaesies), waardoor een complexe interactie ontstaat die leidt tot de uiteindelijke ND-uitkomst. Er is een dringende behoefte om CBF en hersenlaesies te begrijpen in relatie tot ND bij kinderen; deze snelle groeifase kan vooral belangrijk zijn voor de uiteindelijke cognitieve functie die niet alleen een humanistische/sociale impact heeft, maar ook een grote economische.
Gegevens van een eerdere NIH-subsidie die eindigde in november 2014, geven aan dat CBF bij SV-patiënten verandert tijdens de gefaseerde operaties en in de eerste 2 fasen, onder stressomstandigheden zoals hypercarbia; bovendien suggereert een eerste blik op de gegevens ook een verschil in hersenafwijkingen. Deze kinderen lopen vooral risico op veranderde CBF en hersenafwijkingen met hun veranderende fysiologie. In fase I is er een "afvoer" -fysiologie aanwezig die wordt gecreëerd door de aorto-pulmonale shunt die mogelijk een "diefstal" van de cerebrale circulatie veroorzaakt. In de 2e fase (bijv. hemiFontan), cerebrale en pulmonale circulaties zijn rechtstreeks en uitsluitend in serie met elkaar verbonden; aortabloed stroomt naar de hersenen en vervolgens rechtstreeks naar de longen via de superieure vena cava. Na voltooiing van Fontan is de stroomafwaartse cerebrale veneuze druk verhoogd. Ten slotte ontwikkelen SV-patiënten aorto-pulmonale collateralen (APC) in alle stadia en een ander lopend onderzoeksproject vond een sterke omgekeerde correlatie tussen CBF en de mate van APC-stroom, waardoor CBF van SV verder in gevaar komt.
In een ander onderzoek werd magnetische resonantiebeeldvorming (MRI) gebruikt om de bloedstroom te meten en de cerebrale anatomie te visualiseren door middel van fasecontrast-MRI arteriële spin-labeling en anatomische beeldvorming zoals T1-gewogen sequenties en diffusie-tensorbeeldvorming. MRI die gebruik maakt van susceptometrie (oximetrie) die onlangs is ontwikkeld door een onderzoeker voor deze vernieuwing, kan ook de cerebrale metabolische snelheid van zuurstofverbruik (CMRO2) kwantificeren. Deze combinatie van MRI-mogelijkheden biedt een unieke kans om de cerebrale anatomie, hemodynamica en zuurstofmetabolisme in hetzelfde onderzoek te beoordelen; door dit te combineren met ND-testen, is deze studie klaar om de twee met elkaar te verbinden in de hoop niet alleen de cognitieve functie te begrijpen, maar ook positief in te grijpen in de ND-uitkomst. Een uitgebreide beoordeling van de anatomie en functie van de hersenen gekoppeld aan ND-uitkomsten is nog nooit gemeld bij een groep patiënten, noch bij het gebruik van metingen op twee tijdstippen.
Dit is een prospectieve, single-center studie van SV-patiënten en tracht de cerebrale anatomie, hemodynamica en CMRO2 te relateren aan de ND-uitkomst met behulp van een ander patiëntencohort verkregen onder een eerdere studie als basis en gebruikmakend van gegevens van 2 tijdstippen (oorspronkelijke toekenning en verlenging). Deze benadering, samen met het gebruik van cerebrale koolstofdioxide (CO2)-reactiviteit en CMRO2, zijn belangrijke sterke punten van deze studie. Het ophelderen van deze factoren kan uiteindelijk leiden tot aanpassingen in het management (bijv. timing van de operatie) en het identificeren van kinderen met een cognitief risico om vroegtijdige interventie te implementeren en mogelijk de ND-uitkomst te verbeteren.
Studietype
Inschrijving (Werkelijk)
Contacten en locaties
Studie Locaties
-
-
Pennsylvania
-
Philadelphia, Pennsylvania, Verenigde Staten, 19104
- Children's Hospital of Philadelphia
-
-
Deelname Criteria
Geschiktheidscriteria
Leeftijden die in aanmerking komen voor studie
- Kind
- Volwassen
- Oudere volwassene
Accepteert gezonde vrijwilligers
Bemonsteringsmethode
Studie Bevolking
Beschrijving
Inclusiecriteria:
SV-patiënten
- Proefpersonen van 3 tot 15 jaar oud die hun Fontan-procedure hebben voltooid en hun ouders/verzorgers.
- Elke complexe congenitale hartlaesie met SV-fysiologie van ofwel rechterventrikel (RV) of linkerventrikel (LV) morfologie.
- Mogelijkheid om een MRI-scan van 60-90 minuten te ondergaan onder algemene anesthesie of diepe sedatie als algemene anesthesie of sedatie nodig is.
- Ouders ondertekenen geïnformeerde toestemming. Gezonde controles
- Mannetjes en vrouwtjes van 3 tot 15 jaar oud indien in het oorspronkelijke cohort en indien niet in het oorspronkelijke cohort, leeftijd passend bij groep I en II, en hun ouders/verzorgers.
- Normale cerebrale en cardiale anatomie die normocephalisch zijn en die asymptomatisch zijn.
- Van normale controles die prospectief worden ingeschreven en geen deel uitmaken van de oorspronkelijke subsidie, de mogelijkheid om de klinische MRI met 15-20 minuten te verlengen.
- Ouders ondertekenen geïnformeerde toestemming. Vrijwilligers
- Patiënten die naar CHOP komen voor een klinisch geïndiceerde MRI.
- De mogelijkheid om de klinische MRI met 15-20 minuten te verlengen.
- Indien 18 jaar of ouder, patiënt ondertekent geïnformeerde toestemming.
- Indien jonger dan 18 jaar, ondertekenen ouders geïnformeerde toestemming.
Uitsluitingscriteria:
SV-patiënten
- Een patiënt wiens primaire taal niet Engels is.
- Elke aandoening beoordeeld door de arts van de patiënt die ervoor zou kunnen zorgen dat deze proef schadelijk is voor de patiënt.
- Elke bekende significante neurologische aandoening buiten de gebruikelijke toestand van SV-patiënten.
- Alle grote anomalieën die de neurologische uitkomst zouden kunnen verstoren.
- Een patiënt met een pacemaker of cardioverter/defibrillator.
- Een gecontra-indiceerd ferromagnetisch vreemd lichaam).
- Zwangerschap Gezonde controles
- Een persoon wiens primaire taal niet Engels is.
- Elke aandoening beoordeeld door de arts van de patiënt die ervoor zou kunnen zorgen dat deze proef schadelijk is voor de patiënt.
- Elke bekende significante neurologische aandoening.
- Elke contra-indicatie voor het verlengen van de MRI.
- Zwangerschap. Vrijwilligers
- Een patiënt wiens primaire taal niet Engels is.
- Elke aandoening beoordeeld door de arts van de patiënt die ervoor zou kunnen zorgen dat deze proef schadelijk is voor de patiënt.
- Elke contra-indicatie voor het verlengen van de MRI.
- Zwangerschap.
Studie plan
Hoe is de studie opgezet?
Ontwerpdetails
Cohorten en interventies
Groep / Cohort |
Interventie / Behandeling |
|---|---|
|
Groep I: CBF-I enkele ventrikels
De 1e groep (cohortgroep) zijn patiënten die waren ingeschreven in de oorspronkelijke NIH CBF-beurs.
Deze patiënten ondergaan een 60-90 minuten durende Magnetic Resonance Imaging-scan van de hersenen en het hart.
Ze zullen ook neurologische tests ondergaan.
|
Een MRI-scan maakt foto's van de hersenen en het hart met behulp van een magneet en radiogolven.
Tijdens het scannen worden metingen van de zuurstofafgifte aan de hersenen verkregen (CMRO2), evenals evaluatie van het hart in relatie tot de hersenen.
Tijdens de scan worden patiënten gecontroleerd op veiligheid door middel van ECG, bloeddruk, televisiecamera, pulsoximetrie en kooldioxidemetingen.
Cardionaresthesioloog en cardioloog zijn aanwezig.
Andere namen:
Kwantitatieve ND-tests en gestandaardiseerde beoordelingsschalen zullen worden gebruikt op het gebied van intellectuele, adaptieve, visuele motorische vaardigheden, academische prestaties op het gebied van rekenen en lezen, aandacht en uitvoerend functioneren, motorische vaardigheden, geheugen, taal, sociale vaardigheden en gedrag.
De neurologische ontwikkelingstest duurt ongeveer 3,5-4 uur.
Het testen zal gebeuren via de Neurobehavioral Core bij CHOP.
Indien nodig worden pauzes genomen en indien van toepassing een lunchpauze van een uur.
ND-testen worden uitgevoerd voorafgaand aan MRI (indien op dezelfde dag) of op een andere dag dan de MRI om betrokkenheid en beste prestaties te bevorderen.
Andere namen:
|
|
Groep II: toekomstige enkele ventrikels
De 2e groep (cross-sectionele groep) zal prospectief worden gerekruteerd uit SV-patiënten na de Fontan-operatie, maar waren geen deelnemers aan de oorspronkelijke studie en zullen qua leeftijd worden afgestemd op Groep I om de patiëntenpopulatie te verrijken.
Deze patiënten ondergaan een 60-90 minuten durende Magnetic Resonance Imaging-scan van de hersenen en het hart.
Ze zullen ook neurologische tests ondergaan.
|
Een MRI-scan maakt foto's van de hersenen en het hart met behulp van een magneet en radiogolven.
Tijdens het scannen worden metingen van de zuurstofafgifte aan de hersenen verkregen (CMRO2), evenals evaluatie van het hart in relatie tot de hersenen.
Tijdens de scan worden patiënten gecontroleerd op veiligheid door middel van ECG, bloeddruk, televisiecamera, pulsoximetrie en kooldioxidemetingen.
Cardionaresthesioloog en cardioloog zijn aanwezig.
Andere namen:
Kwantitatieve ND-tests en gestandaardiseerde beoordelingsschalen zullen worden gebruikt op het gebied van intellectuele, adaptieve, visuele motorische vaardigheden, academische prestaties op het gebied van rekenen en lezen, aandacht en uitvoerend functioneren, motorische vaardigheden, geheugen, taal, sociale vaardigheden en gedrag.
De neurologische ontwikkelingstest duurt ongeveer 3,5-4 uur.
Het testen zal gebeuren via de Neurobehavioral Core bij CHOP.
Indien nodig worden pauzes genomen en indien van toepassing een lunchpauze van een uur.
ND-testen worden uitgevoerd voorafgaand aan MRI (indien op dezelfde dag) of op een andere dag dan de MRI om betrokkenheid en beste prestaties te bevorderen.
Andere namen:
|
|
Groep III: CBF-I normale controles
De 3e groep (cohortgroep) zijn normale controles die ingeschreven waren in de oorspronkelijke CBF-beurs.
Deze patiënten zullen neurologische tests ondergaan.
De gegevens van de MRI van deze patiënten uit CBF-I (oorspronkelijke CBF-subsidie) worden gebruikt.
|
Kwantitatieve ND-tests en gestandaardiseerde beoordelingsschalen zullen worden gebruikt op het gebied van intellectuele, adaptieve, visuele motorische vaardigheden, academische prestaties op het gebied van rekenen en lezen, aandacht en uitvoerend functioneren, motorische vaardigheden, geheugen, taal, sociale vaardigheden en gedrag.
De neurologische ontwikkelingstest duurt ongeveer 3,5-4 uur.
Het testen zal gebeuren via de Neurobehavioral Core bij CHOP.
Indien nodig worden pauzes genomen en indien van toepassing een lunchpauze van een uur.
ND-testen worden uitgevoerd voorafgaand aan MRI (indien op dezelfde dag) of op een andere dag dan de MRI om betrokkenheid en beste prestaties te bevorderen.
Andere namen:
|
|
Groep IV: toekomstige normale controles
De 4e groep (cross-sectionele groep) zal prospectief worden gerekruteerd uit patiënten die naar het Kinderziekenhuis van Philadelphia (CHOP) komen voor klinisch geïndiceerde MRI's en waarvan is vastgesteld dat ze een structureel normale hart- en hersenanatomie hebben.
Deze patiënten krijgen een verkorte onderzoeks-MRI van 15-20 minuten, toegevoegd aan hun klinisch geïndiceerde MRI bij CHOP.
Ze zullen ook neurologische tests ondergaan.
|
Een MRI-scan maakt foto's van de hersenen en het hart met behulp van een magneet en radiogolven.
Tijdens het scannen worden metingen van de zuurstofafgifte aan de hersenen verkregen (CMRO2), evenals evaluatie van het hart in relatie tot de hersenen.
Tijdens de scan worden patiënten gecontroleerd op veiligheid door middel van ECG, bloeddruk, televisiecamera, pulsoximetrie en kooldioxidemetingen.
Cardionaresthesioloog en cardioloog zijn aanwezig.
Andere namen:
Kwantitatieve ND-tests en gestandaardiseerde beoordelingsschalen zullen worden gebruikt op het gebied van intellectuele, adaptieve, visuele motorische vaardigheden, academische prestaties op het gebied van rekenen en lezen, aandacht en uitvoerend functioneren, motorische vaardigheden, geheugen, taal, sociale vaardigheden en gedrag.
De neurologische ontwikkelingstest duurt ongeveer 3,5-4 uur.
Het testen zal gebeuren via de Neurobehavioral Core bij CHOP.
Indien nodig worden pauzes genomen en indien van toepassing een lunchpauze van een uur.
ND-testen worden uitgevoerd voorafgaand aan MRI (indien op dezelfde dag) of op een andere dag dan de MRI om betrokkenheid en beste prestaties te bevorderen.
Andere namen:
|
|
Groep vrijwilligers
Er zal ook een vrijwilligersgroep van één tot vijf vrijwilligers zijn die voorafgaand aan de inschrijving in de andere vier studiegroepen zal worden ingeschreven.
Deze vrijwilligers zullen prospectief worden geworven uit patiënten die naar het Kinderziekenhuis van Philadelphia (CHOP) komen voor een klinisch geïndiceerde MRI en toestemming geven voor nog eens 15-20 minuten MRI-onderzoek.
Het doel is om ervoor te zorgen dat de MRI-sequenties van de hersenen correct verlopen en bruikbare informatie produceren voordat de registratie van de patiënt en de normale controle begint.
De vrijwilligers ondergaan geen neurologische ontwikkelingstesten.
|
Een MRI-scan maakt foto's van de hersenen en het hart met behulp van een magneet en radiogolven.
Tijdens het scannen worden metingen van de zuurstofafgifte aan de hersenen verkregen (CMRO2), evenals evaluatie van het hart in relatie tot de hersenen.
Tijdens de scan worden patiënten gecontroleerd op veiligheid door middel van ECG, bloeddruk, televisiecamera, pulsoximetrie en kooldioxidemetingen.
Cardionaresthesioloog en cardioloog zijn aanwezig.
Andere namen:
|
Wat meet het onderzoek?
Primaire uitkomstmaten
Uitkomstmaat |
Maatregel Beschrijving |
Tijdsspanne |
|---|---|---|
|
Relatie tussen CBF en hersenafwijkingen en ND-uitkomsten
Tijdsspanne: Tot 10 jaar
|
Deze studie stelt voor om SV-patiënten uit een cohort van een eerdere studie terug te roepen om een MRI (voor anatomie, CBF en CMRO2) en ND-testen te ondergaan.
Normalen van een eerdere beurs zullen ook worden teruggeroepen om ND-testen te ondergaan.
Correlaties zullen worden uitgevoerd tussen ND, CBF en hersenafwijkingen van de a) originele MRI, b) huidige studie en c) verandering tussen de twee.
De reactie op hypercarbia zal worden beoordeeld bij een selecte groep patiënten.
Extra SV-patiënten en normalen zullen worden aangeworven om de bevolking te verrijken.
Daarnaast zal deze studie bepalen hoe CBF en hersenafwijkingen bij SV-patiënten in de loop van de tijd evolueren.
Daarom is het tijdsbestek voor de vergelijkingen a) van de oorspronkelijke MRI naar de huidige MRI en neurologische ontwikkelingstesten (tot 10 jaar) en b) de huidige MRI met neurologische ontwikkelingstests.
|
Tot 10 jaar
|
Secundaire uitkomstmaten
Uitkomstmaat |
Maatregel Beschrijving |
Tijdsspanne |
|---|---|---|
|
Relatie van CMRO2 tot ND-uitkomst
Tijdsspanne: Tot 10 jaar
|
Dit doel zal CMRO2 correleren zoals beoordeeld in MRI's uitgevoerd in de huidige studie van doel 1 tot ND-uitkomst.
Bovendien zal dit voorstel CMRO2 in verband brengen met anatomische hersenlaesies door MRI.
Daarom is het tijdsbestek voor de vergelijkingen a) van de oorspronkelijke MRI naar de huidige MRI en neurologische ontwikkelingstesten (tot 10 jaar) en b) de huidige MRI met neurologische ontwikkelingstests.
|
Tot 10 jaar
|
Medewerkers en onderzoekers
Onderzoekers
- Hoofdonderzoeker: Mark A Fogel, MD, Children's Hospital of Philadelphia
Publicaties en nuttige links
Algemene publicaties
- Whitehead KK, Gillespie MJ, Harris MA, Fogel MA, Rome JJ. Noninvasive quantification of systemic-to-pulmonary collateral flow: a major source of inefficiency in patients with superior cavopulmonary connections. Circ Cardiovasc Imaging. 2009 Sep;2(5):405-11. doi: 10.1161/CIRCIMAGING.108.832113. Epub 2009 Jul 8. Erratum In: Circ Cardiovasc Imaging. 2010 Jan;3(1):e1.
- Fontan F, Baudet E. Surgical repair of tricuspid atresia. Thorax. 1971 May;26(3):240-8. doi: 10.1136/thx.26.3.240.
- Mahle WT, Tavani F, Zimmerman RA, Nicolson SC, Galli KK, Gaynor JW, Clancy RR, Montenegro LM, Spray TL, Chiavacci RM, Wernovsky G, Kurth CD. An MRI study of neurological injury before and after congenital heart surgery. Circulation. 2002 Sep 24;106(12 Suppl 1):I109-14.
- Hoffman JI, Kaplan S. The incidence of congenital heart disease. J Am Coll Cardiol. 2002 Jun 19;39(12):1890-900. doi: 10.1016/s0735-1097(02)01886-7.
- Norwood WI, Kirklin JK, Sanders SP. Hypoplastic left heart syndrome: experience with palliative surgery. Am J Cardiol. 1980 Jan;45(1):87-91. doi: 10.1016/0002-9149(80)90224-6.
- Norwood WI, Lang P, Hansen DD. Physiologic repair of aortic atresia-hypoplastic left heart syndrome. N Engl J Med. 1983 Jan 6;308(1):23-6. doi: 10.1056/NEJM198301063080106. No abstract available.
- Seliem M, Muster AJ, Paul MH, Benson DW Jr. Relation between preoperative left ventricular muscle mass and outcome of the Fontan procedure in patients with tricuspid atresia. J Am Coll Cardiol. 1989 Sep;14(3):750-5. doi: 10.1016/0735-1097(89)90121-6.
- Glatz AC, Rome JJ, Small AJ, Gillespie MJ, Dori Y, Harris MA, Keller MS, Fogel MA, Whitehead KK. Systemic-to-pulmonary collateral flow, as measured by cardiac magnetic resonance imaging, is associated with acute post-Fontan clinical outcomes. Circ Cardiovasc Imaging. 2012 Mar;5(2):218-25. doi: 10.1161/CIRCIMAGING.111.966986. Epub 2012 Jan 6.
- Dori Y, Glatz AC, Hanna BD, Gillespie MJ, Harris MA, Keller MS, Fogel MA, Rome JJ, Whitehead KK. Acute effects of embolizing systemic-to-pulmonary arterial collaterals on blood flow in patients with superior cavopulmonary connections: a pilot study. Circ Cardiovasc Interv. 2013 Feb;6(1):101-6. doi: 10.1161/CIRCINTERVENTIONS.112.972265. Epub 2013 Jan 15.
- Grosse-Wortmann L, Al-Otay A, Yoo SJ. Aortopulmonary collaterals after bidirectional cavopulmonary connection or Fontan completion: quantification with MRI. Circ Cardiovasc Imaging. 2009 May;2(3):219-25. doi: 10.1161/CIRCIMAGING.108.834192. Epub 2009 Mar 25.
Studie record data
Bestudeer belangrijke data
Studie start
Primaire voltooiing (Werkelijk)
Studie voltooiing (Werkelijk)
Studieregistratiedata
Eerst ingediend
Eerst ingediend dat voldeed aan de QC-criteria
Eerst geplaatst (Geschat)
Updates van studierecords
Laatste update geplaatst (Werkelijk)
Laatste update ingediend die voldeed aan QC-criteria
Laatst geverifieerd
Meer informatie
Termen gerelateerd aan deze studie
Trefwoorden
Aanvullende relevante MeSH-voorwaarden
Andere studie-ID-nummers
- 15-012291
- 5R01HL090615-09 (Subsidie/contract van de Amerikaanse NIH)
Plan Individuele Deelnemersgegevens (IPD)
Bent u van plan om gegevens van individuele deelnemers (IPD) te delen?
Beschrijving IPD-plan
Dr. Felix Werhil van de Universiteit van Penn zal de CMRO2-onderzoeken van de MRI-beelden analyseren. De gegevens worden naar hem verzonden op een flashdrive die is gecodeerd en met een wachtwoord is beveiligd volgens de CHOP IT-normen en persoonlijk wordt afgeleverd door de PI of een lid van het onderzoeksteam.
Dr. Alexandra Hanlon van de University of Penn School of Nursing zal de statistieken voor het onderzoek uitvoeren. Onderzoekers zullen een REDCap-database hebben, waarvoor Dr. Hanlon is goedgekeurd en die CHOP-identiteit heeft gekregen om toegang te krijgen.
Deze informatie is zonder wijzigingen rechtstreeks van de website clinicaltrials.gov gehaald. Als u verzoeken heeft om uw onderzoeksgegevens te wijzigen, te verwijderen of bij te werken, neem dan contact op met register@clinicaltrials.gov. Zodra er een wijziging wordt doorgevoerd op clinicaltrials.gov, wordt deze ook automatisch bijgewerkt op onze website .