Multimodal hjernefunksjon hos pasienter med migrene og åpent foramen ovale (NEURO-PFO)

Dette er en initiert av forsker, enkelt-senter, prospektiv, longitudinell, selvkontrollert kohortstudie som evaluerer multimodale endringer i hjernens funksjon hos voksne med migrene med aura og ekokardiografisk bekreftet patent foramen ovale (PFO) som gjennomgår klinisk indikert perkutan PFO-lukking som en del av rutinemessig behandling. Studien er designet for å karakterisere innenfor-person trajektorier av hvilestands nevrofysiologi, hjerne-nettverksorganisering og nevrokognitiv ytelse fra pre-lukking baseline gjennom post-lukking oppfølging, ved bruk av standardiserte innsamlings- og analyseprosedyrer for høy-tetthet elektroencefalografi (hdEEG), hvilestands funksjonell MRI (rs-fMRI) og kognitiv testing.

Overordnet design og klinisk arbeidsflyt-integrasjon

Deltakere identifiseres gjennom rutinemessige kliniske stier (kardiologi/strukturell hjertesykdom og hodepine/nevrologi tjenester). Studieprosedyrer er innebygd i den standard pre-prosedur vurdering og post-prosedur oppfølgingsplan når det er mulig for å redusere deltakerbyrde og forbedre datakompletthet. PFO-lukkingsprosedyren i seg selv, enhetsvalg, peri-prosedur håndtering og post-prosedyre antitrombotisk terapi følger lokal klinisk praksis og er ikke tildelt av studien.

Deltakere fullfører en pre-lukking baseline vurdering og deretter gjennomgår gjentatte vurderinger under oppfølging. Studiebesøk er tidslåst til klinisk meningsfulle gjenopprettingsfaser etter PFO-lukking og er ment å fange tidlige nevrofysiologiske endringer, mellomliggende tilpasning og langsiktig stabilisering av hjerne-nettverksmålinger.

Multimodale vurderinger og innsamlingsprosedyrer Hvilestands fMRI innsamling og kvalitetskontroll

Hvilestands fMRI innsamles på et 3.0T klinisk MRI-system ved bruk av standardiserte sekvenser egnet for nettverksnivåanalyser. Deltakere instrueres om å forbli stille, holde seg våkne og følge en ensartet hviletilstand (f.eks. øyne lukket eller øyne åpne med fiksering) på tvers av alle besøk for å maksimere longitudinell sammenlignbarhet. Bildekvalitetskontroll legger vekt på minimalisering av hodebevegelse og fysiologiske artefakter. Data screenes for kompletthet, skannerprotokollavvik og bevegelsesuteliggere; skanninger som mislykkes med forhåndsspesifiserte QC-terskler (f.eks. overdreven bevegelse) merkes for utelukkelse fra nettverksanalyser, mens andre brukbare utfall beholdes når det er hensiktsmessig.

hdEEG innsamling og kvalitetskontroll

Høy-tetthet EEG registreres under standardiserte hvilestandsforhold. Innsamlingsprotokollen harmoniseres på tvers av besøk, inkludert deltakerforberedelse, impedanssjekker, registreringsvarighet og miljøkontroll (f.eks. stille rom, standardiserte instruksjoner). Registreringskvalitetskontroll inkluderer overvåking for overdreven muskelaktivitet, øyebevegelseskontaminasjon, kanalartefakter og døsighet. Rådata arkiveres for å muliggjøre reproduserbar forbehandling og re-analyse om nødvendig.

Nevrokognitive og symptom-relaterte vurderinger

Nevrokognitiv ytelse vurderes ved bruk av MATRICS Consensus Cognitive Battery (MCCB) administrert av trent personale etter standardiserte prosedyrer og poengsettingsregler. Ytterligere kliniske vurderinger samlet inn som en del av studien støtter tolkning av multimodale hjerne-målinger over tid (f.eks. hodepinedagbok-avledede mål og validerte pasientrapporterte mål). Disse målene samles inn med konsistent timing i forhold til bilde/EEG når mulig for å redusere målevariasjon.

Neurobilde- og EEG-forbehandling og nettverkskonstruksjon rs-fMRI forbehandling

Hvilestands fMRI forbehandling følger etablerte prosedyrer for connectom-baserte analyser, inkludert: fjerning av innledende volumer (hvis aktuelt), slice timing-korreksjon (hvis brukt), bevegelseskorreksjon, coregistrering til individuell anatomisk plass (når tilgjengelig), normalisering til standard plass, støyregresjon (f.eks. bevegelsesparametre; valgfritt fysiologiske eller WM/CSF-signaler avhengig av den endelige prosedyren), tidsfiltering og romlig utjevning i samsvar med det valgte atlas og tilkoblingstilnærming. Bevegelse kvantifiseres ved bruk av standardmål (f.eks. rammeforskyvning). Skrubbing/sensurstrategier og sensitivitetsanalyser (f.eks. med/uten global signalregresjon) kan brukes for å evaluere robusthet.

hdEEG forbehandling

EEG forbehandling inkluderer båndpassfiltering, dårlig kanaldeteksjon/interpolasjon, artefakt-demping (f.eks. uavhengig komponentanalyse eller tilsvarende metoder for å håndtere okulære og muskelkomponenter), re-referanseringsstrategi i samsvar med høy-tetthetsregistreringer og segmentering i hvileepoker. Frekvensdomenefunksjoner (f.eks. effektspektraltetthet i kanoniske bånd) og tilkoblingsmål utledes ved bruk av standardiserte parametere på tvers av besøk.

Parcellering (hjernens "atlas") og nettverksgenerering

For rs-fMRI, parcelleres hjernen i regioner av interesse (ROI-er) ved bruk av et forhåndsdefinert atlas (f.eks. en funksjonelt definert multi-nettverk parcellering som et Schaefer-basert atlas, endeliggjort før databaselås). Regionale tidsserier ekstraheres per ROI og parvis tilkoblingsmatriser konstrueres ved bruk av korrelasjonsbaserte mål (med Fisher z-transformasjon der hensiktsmessig). For EEG, beregnes tilkobling ved bruk av fasebaserte mål som reduserer volumledningsbias (f.eks. fase-forsinkelsesindeks-type mål), med fokus på forhåndsspesifiserte frekvensbånd relevante for hvilestands nettverksfysiologi. Nettverksrepresentasjoner kan inkludere hele-hjernen tilkoblingsmatriser og avledede innen-nettverk/mellom-nettverk sammendrag justert til kanoniske funksjonelle systemer (f.eks. standardmodus, salience, eksekutiv kontroll nettverk), endeliggjort a priori.

Statistiske hensyn og analyse-tilnærming (høyt nivå) Primær analytisk rammeverk

De primære analysene er innenfor-person sammenligninger mellom pre-lukking baseline og oppfølgingstidspunkter for multimodale hjernefunksjon og kognisjons endepunkter. Longitudinell modellering vil implementeres ved bruk av tilnærminger egnet for gjentatte mål, som lineære blandede-effekter modeller med deltaker-spesifikke tilfeldige effekter, som tillater inkludering av alle tilgjengelige tidspunkter og tilpasser ufullstendig oppfølging under en missing-at-random antagelse. Tid modelleres som kategorisk (besøksbasert) eller kontinuerlig (tid siden lukking) avhengig av den endelige spesifikasjonen.

Flere primære endepunkter og multiplisitetskontroll

Fordi studien inkluderer to primære domener (neurobilde/EEG-avledet hjernefunksjon og MCCB kognisjon), brukes multiplisitetskontroll for å bevare den samlede type I feilrate. En Bonferroni-justert signifikantsterskel brukes for bekreftende testing på tvers av de to primære endepunktene (dvs. α delt på tvers av to primære tester). Sekundære og utforskende analyser tolkes med passende forsiktighet og er primært hypotese-genererende.

Nettverksnivå inferens og funksjonsseleksjon (utforskende komponenter)

For connectome-wide rs-fMRI analyser, kan nettverksbaserte inferensmetoder (f.eks. nettverksbasert statistikk med permutasjonstesting) brukes for å identifisere subnettverk som viser sammenhengende endringer på tvers av kanter mens familievis feil kontrolleres på komponentnivå. For EEG-tilkobling, kan analoge klyngebaserte eller nettverksbaserte permutasjonstilnærminger brukes avhengig av det endelige funksjonssettet.

For å relatere multimodale nettverksfunksjoner til kognitiv ytelse og kliniske mål, kan multivariable modelleringsstrategier brukes. Hvis funksjonsplassen er høy-dimensjonal i forhold til utvalgsstørrelse (f.eks. kantvis connectome-funksjoner), kan regulariserings- og funksjonsseleksjonsmetoder (f.eks. LASSO eller elastisk nett) brukes i et utforskende rammeverk med kryssvalidering for å redusere overtilpasning. Valgte funksjoner kan deretter summeres (f.eks. nettverksstyrkeindekser) og undersøkes for longitudinell assosiasjon med MCCB-endring eller symptomtrajektorier. Disse modellene er eksplisitt utforskende med mindre de er forhåndsspesifiserte og tilstrekkelig kraftige for prediksjon.

Kovariater og forvirringskontroll

Modeller vil vurdere nøkkelkovariater som kan påvirke hjerne-nettverksmål og kognisjon (f.eks. alder, kjønn, utdanning, hodebevegelsesmål for fMRI, medisinendringer og andre klinisk relevante faktorer). Sensitivitetsanalyser kan evaluere påvirkningen av bevegelsesterskler, forbehandlingsvalg og alternative atlasoppløsninger.

Manglende data og datakvalitet

Manglende data kan oppstå fra tap til oppfølging eller ubrukelige bilde/EEG-data. Analyseplanen prioriterer (1) forebygging av manglende data gjennom planleggingsintegrasjon og QC-tilbakemeldingsløkker, og (2) transparent håndtering av manglende data. Blandede-effekter modeller muliggjør inkludering av deltakere med delvis oppfølging, mens bilde/EEG-spesifikke QC-utelukkelser dokumenteres med årsaker. Hvor aktuelt, vil sensitivitetsanalyser sammenligne fullstendig-tilfelle og alle-tilgjengelige-data tilnærminger.

Sikkerhetsovervåking og dokumentasjon av uønskede hendelser

Selv om studien er ikke-intervensjonell med hensyn til behandlingstildeling, fanger den prospektivt opp uønskede hendelser tidsmessig assosiert med PFO-lukking og rutinemessig post-prosedyre håndtering. Uønskede hendelser og alvorlige uønskede hendelser registreres gjennom oppfølging ved bruk av standardiserte definisjoner, gradering, attribusjon (f.eks. prosedyre-relatert, enhetsrelatert, medisinrelatert eller urelatert) og rapporteringsstier i samsvar med institusjonelle krav. Denne sikkerhetsdokumentasjonen er observasjonell og endrer ikke klinisk håndtering.

Datahåndtering, konfidensialitet og reproduserbarhet

Studiedata registreres i en strukturert database med forhåndsspesifiserte variabeldefinisjoner og revisjonsspor. Bilde- og EEG-data lagres i de-identifiserte formater med kontrollert tilgang. Dataforbindelse mellom kliniske opptegnelser og forskningsidentifikatorer opprettholdes på et sikret sted tilgjengelig kun for autorisert personell. Forbehandlingsprosedyrer, parameterinnstillinger og analyseskript er versjonskontrollert for å støtte reproduserbarhet og transparent rapportering.

Formidling

Resultater vil formidles gjennom fagfellevurderte publikasjoner og akademiske presentasjoner. Rapportering vil følge relevante observasjonsstudieretningslinjer og vil skille forhåndsspesifiserte bekreftende analyser fra utforskende modellering.