Spontan øyeblinkevaluering for kognitiv vurdering av personer med alvorlig ervervet hjerneskade (SEE-ABI)

Overordnet mål: å gi foreløpige resultater om verdien av spontane øyeblinkegenskaper (dvs. hastighet, amplitude, varighet og variasjon i intervaller mellom blink), som ikke er avhengig av frivillige atferdsresponser, for å forbedre vurderingen av oppmerksomhetsevner og bevissthet hos pasienter med sABI.

Spesifikke mål:

1. å bekrefte den diagnostiske verdien av EBR hos pDoC-pasienter, som i Magliacano et al.s (2021) studie;
2. å forbedre diagnostisk nøyaktighet for pasienter med langvarige bevissthetsforstyrrelser (pDoC) ved å evaluere ekstra blinkefunksjoner (dvs. amplitude, varighet, variasjon i intervaller mellom blink) for å skille pasienter i UWS fra de i MCS eller bevisst.
3. å utforske nytten av analyse av øyeblinkfunksjoner for å vurdere gjenværende oppmerksomhetsevner hos fullbevisste pasienter som blir friske etter pDoC.
4. prototyping av en maskinlæringsaktivert pipeline for å støtte bevissthetsdiagnose basert på Eye Blink Rate (EBR) og EOG-avledede funksjoner. Tolkbarhets- og pålitelighetsaspektene vil bli nøye evaluert for å oppnå en klinisk brukbar løsning for å støtte diagnostiske prosedyrer og planlegge skreddersydd kognitiv rehabilitering.

Totalt sett foreslår denne studien en foreløpig undersøkelse, med pilotprøver av både frisk og testpopulasjon, for analyse av EBR og EOG-avledede biomarkører. Disse resultatene vil legge grunnlaget for utvikling og validering av multifaktorielle beslutningsalgoritmer for pasienters diagnostiske og prognostiske stratifisering, basert på kliniske markører som er lett å samle inn.

Dette prosjektet har et observasjons-, tverrsnittsdesign. Alle pasienter med sABI fortløpende innlagt vil bli screenet. Vi planlegger å registrere en bekvemmelighetsprøve på 35 pasienter med sABI, inkludert 10 pasienter med pDoC (5 i UWS, 5 i MCS) og 25 pasienter som kom til full bevissthet etter sABI.

En benchmarkpopulasjon på 20 friske individer, balansert for alder og kjønn med pasientutvalget, vil også bli registrert, ved hjelp av jungeltelegrafen i henhold til en snøballprøve. Denne populasjonen vil gjennomgå anamnestisk intervju, og nevrologisk og primær kognitiv undersøkelse for å utelukke anamnese eller tilstedeværelse av nevrologiske lidelser. Ved studiestart vil pasientenes demografiske (f.eks. alder, kjønn), anamnestiske (f.eks. etiologi, tid etter skade, plassering av hjernelesjon) og kliniske data samles inn. Pasientenes kliniske diagnose og kognitive funksjon vil bli klassifisert i henhold til deres beste skår på henholdsvis den gjentatte Coma Recovery Scale-Revised (CRS-R) og på nivåer av kognitiv funksjon (LCF).

Innen 2 uker fra studiestart vil hver pasient delta på en elektroencefalogram-elektrokulogram (EEG-EOG) registreringsøkt. Øyeblink vil bli undersøkt under en hviletilstand (varighet: 8 min) og under en aktiv auditiv oddballoppgave (varighet: 8 min), bestående av tilfeldig blandede toner (ikke-mål: 500 Hz, total sannsynlighet: 80 %, n= 312; mål: 1000 Hz, total sannsynlighet: 20 %, n=78) presentert med et 1-s interstimulusintervall gjennom hodetelefoner. For å utfylle klinisk vurdering, vil bakgrunnsaktiviteten på hvilende EEG og tilstedeværelsen av P300-komponenten på hendelsesrelaterte potensialer etter det auditive oddball-paradigmet bli evaluert. Pasientenes bevissthet (CRS-R) og kognitiv funksjonsnivå (LCF) vil bli samlet på dagen for EEG-EOG-registreringsøkten, og vurderes for statistisk analyse.

Kontrolldeltakere vil gjennomgå samme EEG-EOG-registrering som pasientene. For begge deltakergruppene vil blink bli definert som en skarp positiv topp etterfulgt av en grunn negativ avbøyning i et tidsvindu på <400 ms på EOG. Dessuten, for å forhindre bevissthet om blinkeopptak påvirker blinkfunksjonene, vil deltakerne aldri under opptaksøktene bli informert om det blinkende opptaket, men de vil bli oppfordret til å holde seg avslappet med øynene åpne. Denne prosedyren vil bli utført uavhengig av deltaker (pasient eller kontroll) gruppe.

Biostatistiske analyser vil bli utnyttet for å undersøke assosiasjoner mellom EOG-avledede biomarkører og gjenværende oppmerksomhetsevner hos bevisste sABI-pasienter under forskjellige tilegnelsesparadigmer, som svar på mål 3. Mål 4 vil bli adressert gjennom utvikling av maskinlæringsbaserte prototyper for diagnostisering av pasienter med pDoC ved hjelp av informasjon hentet fra EOG-signaler, supplert med EEG og kliniske data. Tolkbarhets- og feilanalysene vil utgjøre premissene for identifisering av eventuelle skjulte mønstre i EOG-data.