Spontane oogknipperevaluatie voor cognitieve beoordeling van personen met ernstig verworven hersenletsel (SEE-ABI)

Algemeen doel: voorlopige resultaten verschaffen over de waarde van spontane oogknipperkenmerken (dat wil zeggen snelheid, amplitude, duur en variabiliteit in intervallen tussen knipperingen), die niet afhankelijk zijn van vrijwillige gedragsreacties, voor het verbeteren van de beoordeling van aandachtsvaardigheden en bewustzijn bij patiënten met sABI.

Specifieke doelstellingen:

1. om de diagnostische waarde van EBR bij pDoC-patiënten te bevestigen, zoals in de studie van Magliacano et al. (2021);
2. om de diagnostische nauwkeurigheid van patiënten met langdurige bewustzijnsstoornissen (pDoC) te verbeteren door aanvullende knipperkenmerken te evalueren (dwz amplitude, duur, variabiliteit in intervallen tussen knipperingen) om patiënten in UWS te onderscheiden van patiënten in MCS of bij bewustzijn.
3. het nut onderzoeken van de analyse van oogknipperkenmerken voor het beoordelen van de resterende aandachtscapaciteiten bij volledig bij bewustzijn zijnde patiënten die herstellen van pDoC.
4. prototypen van een door machine learning ondersteunde pijplijn ter ondersteuning van bewustzijnsdiagnose op basis van Eye Blink Rate (EBR) en van EOG afgeleide functies. De interpreteerbaarheids- en betrouwbaarheidsaspecten zullen zorgvuldig worden geëvalueerd om een ​​klinisch bruikbare oplossing te verkrijgen voor het ondersteunen van diagnostische procedures en het plannen van op maat gemaakte cognitieve revalidatie.

Over het geheel genomen stelt deze studie een voorlopig onderzoek voor, met pilotmonsters van zowel de gezonde als de testpopulatie, voor de analyse van EBR- en EOG-afgeleide biomarkers. Deze resultaten zullen de basis leggen voor de ontwikkeling en validatie van multifactoriële beslissingsalgoritmen voor de diagnostische en prognostische stratificatie van patiënten, gebaseerd op gemakkelijk te verzamelen klinische markers.

Dit project heeft een observationeel, cross-sectioneel ontwerp. Alle patiënten met sABI die achtereenvolgens worden opgenomen, worden gescreend. We zijn van plan een gemakstestgroep van 35 patiënten met sABI in te schrijven, waaronder 10 patiënten met pDoC (5 in UWS, 5 in MCS) en 25 patiënten die na sABI weer volledig bij bewustzijn zijn gekomen.

Er zal ook een benchmarkpopulatie van 20 gezonde individuen worden ingeschreven, die qua leeftijd en geslacht in evenwicht zijn met de patiëntensteekproef, door middel van mond-tot-mondreclame op basis van een sneeuwbalsteekproef. Deze populatie zal een anamnestisch interview en neurologisch en primair cognitief onderzoek ondergaan om de geschiedenis of aanwezigheid van neurologische aandoeningen uit te sluiten. Bij aanvang van het onderzoek zullen de demografische (bijv. leeftijd, geslacht), anamnestische (bijv. etiologie, tijd na het letsel, locatie van de hersenlaesie) en klinische gegevens van de patiënt worden verzameld. De klinische diagnose en het cognitief functioneren van patiënten zullen worden geclassificeerd op basis van hun beste score op respectievelijk de herhaalde Coma Recovery Scale-Revised (CRS-R) en op Levels of Cognitive Functioning (LCF).

Binnen 2 weken na deelname aan het onderzoek zal elke patiënt een opnamesessie voor een elektro-encefalogram-elektro-oculogram (EEG-EOG) bijwonen. Het knipperen met de ogen zal worden onderzocht tijdens een rusttoestand (duur: 8 min) en tijdens een actieve auditieve excentrieke taak (duur: 8 min), bestaande uit willekeurig vermengde tonen (niet-doelwit: 500 Hz, algemene waarschijnlijkheid: 80%, n= 312; doel: 1000 Hz, algemene waarschijnlijkheid: 20%, n=78) gepresenteerd met een interstimulusinterval van 1 seconde via een hoofdtelefoon. Als aanvulling op de klinische beoordeling zullen de achtergrondactiviteit op EEG in rust en de aanwezigheid van de P300-component op gebeurtenisgerelateerde potentiëlen volgens het auditieve excentrieke paradigma worden geëvalueerd. De niveaus van bewustzijn (CRS-R) en cognitief functioneren (LCF) van de patiënt zullen worden verzameld op de dag van de EEG-EOG-opnamesessie en worden overwogen voor statistische analyse.

Controledeelnemers zullen dezelfde EEG-EOG-opname ondergaan als de patiënten. Voor beide deelnemersgroepen worden knipperingen gedefinieerd als een scherpe positieve piek gevolgd door een ondiepe negatieve afbuiging in een tijdvenster van <400 ms op de EOG. Om te voorkomen dat het bewustzijn van de knipperopname de knipperfuncties beïnvloedt, worden deelnemers tijdens de opnamesessies bovendien nooit op de hoogte gebracht van de knipperopname, maar worden ze aangemoedigd om ontspannen te blijven met hun ogen open. Deze procedure wordt uitgevoerd ongeacht de deelnemersgroep (patiënt of controlegroep).

Biostatistische analyses zullen worden benut voor het onderzoek naar associaties tussen EOG-afgeleide biomarkers en resterende aandachtscapaciteiten bij bewuste sABI-patiënten onder verschillende acquisitieparadigma's, als reactie op Doelstelling 3. Doelstelling 4 zal worden aangepakt door de ontwikkeling van op Machine Learning gebaseerde prototypes voor de diagnose van patiënten met pDoC met behulp van informatie afgeleid van EOG-signalen, aangevuld met EEG en klinische gegevens. De interpreteerbaarheid en foutanalyses zullen het uitgangspunt vormen voor de identificatie van eventuele verborgen patronen in EOG-gegevens.