Kwantitatieve 3D-hersenbeeldvorming met ultrageluid: Ontwikkeling van nieuwe biomarkers aan het bed om neurodevelopmentele uitkomsten bij te vroeg geboren baby's beter te voorspellen (QUSBI)

Redenering:

Prematuriteit is een belangrijke oorzaak van neuro-ontwikkelingsstoornissen (NDDs). In Europa zal 10% van de 50.000 kinderen die zeer prematuur geboren worden, cerebrale parese ontwikkelen en 35% zal aanhoudende cognitieve en neuropsychiatrische stoornissen ervaren, waaronder autisme, die langdurige gezondheidszorgondersteuning vereisen. NDDs na vroeggeboorte zijn sterk geassocieerd met wittestofschade, waaronder punctate wittestofletsels (PWMLs), een veelbelovende marker voor latere NDDs die tot 24% van de zeer premature zuigelingen treft. Daarom is een verbeterde detectie van hersenletsel vroeg in het leven bij zeer premature zuigelingen een topprioriteit om NDDs te voorspellen en dus potentiële neuroprotectieve strategieën te beoordelen en vroege interventies te implementeren. Magnetische resonantiebeeldvorming (MRI) is de gouden standaard om de integriteit van witte stof te beoordelen en heeft een verband aangetoond tussen de structuur van de thalamus, ventriculaire dilatatie, wittestofschade en NDDs op kleuterleeftijd bij zeer premature zuigelingen. Het heeft echter beperkte toegankelijkheid, lage draagbaarheid en hoge gevoeligheid voor bewegingsartefacten, wat de waarde ervan voor screening bij alle premature zuigelingen met risico op NDDs vermindert. Daarentegen is conventionele 2D craniale echografie (cUS) een veelgebruikt hulpmiddel op neonatale intensive care-afdelingen om hersenletsels prospectief te screenen via de voorste fontanel. Het is echter, hoewel geschikt voor het detecteren van ernstige letsels die slechts bij 4-5% van de zeer premature zuigelingen worden waargenomen, minder betrouwbaar voor de uitgebreide detectie van PWMLs ondanks recente verbeteringen. Daarom moeten 3D- en kwantitatieve tools aan het bed met behulp van echografie worden ontwikkeld om niet alleen PWMLs automatisch te detecteren en te kwantificeren, maar ook andere hersenstructuren met veelbelovende prognostische waarde.

Hoofddoelstelling:

Identificeren van nieuwe vroege beeldvormingsbiomarkers om NDDs op 2-jarige leeftijd te voorspellen.

Primair eindpunt:

Correlatie tussen 3D-kwantificering van PWML-belasting verzameld tussen dag 3±1 en dag 21±3, en resultaten van de Bayley-schaalbeoordeling, 4e editie, Franse editie (2022) op 2-jarige leeftijd en de Parent Report of Children's Abilities-Revised (PARCA-R) vragenlijst, die premature kinderen identificeert met risico op ontwikkelingsachterstanden op 24 maanden leeftijd.

Secundaire doelstellingen:

• Ontwikkelen van een verwerkingspijplijn die reconstructie van 3D cUS-volume & automatische detectie- en segmentatie-algoritmen mogelijk maakt op basis van deep learning-methoden.
• Valideren van deze modellen om PWMLs te detecteren, & thalamus en cerebraal ventriculair systeem (CVS) te segmenteren.
• Correleren van thalamus- en CVS 3D longitudinale volumes in zeer premature zuigelingen met & zonder PWMLs

Secundaire eindpunten:

• Longitudinale cUS-gegevens zullen het genereren van standaard groeicurves voor thalamus- en CVS-volumes mogelijk maken, gestratificeerd naar geslacht en afhankelijk van de gelijktijdige detectie van PWMLs.

• Correlatie tussen 3D-kwantificering van PWML-belasting verzameld tussen dag 3±1 en dag 21±3, en resultaten van de Parent Report of Children's Abilities-Revised (PARCA-R) vragenlijst.

  3D-kwantificering van PWMLs en andere 3D cUS-weefselsegmentaties gegenereerd met nieuwe algoritmen ontwikkeld in WP3 als voorspellers van (i) MRI-bevindingen op termijn en (ii) neuro-ontwikkelingsuitkomsten op 2-jarige leeftijd.

Impact:

Dit project zal de kwaliteit van zorg verbeteren door geavanceerde kwantitatieve hersenbeeldvorming uit te breiden naar alle zeer premature zuigelingen en de vroege diagnose van hersenletsel te verbeteren. Verwacht wordt ook dat het gepersonaliseerde geneeskunde benaderingen bevordert en translationeel onderzoek in neuroprotectie ondersteunt door de ontwikkeling van nieuwe biomarkers voor hersenletsel. Sociaal-economische impact omvat kostenreductie door vroege identificatie van risicokinderen en tijdige interventies om ernstige NDD te voorkomen. QUSBI zal ook een significante impact hebben op gezinsondersteuning.