Kvantitativ 3D ultralyd hjerneavbildning: Utvikling av nye sengebiomarkører for bedre å forutsi nevro-utviklingsutfall hos premature spedbarn (QUSBI)

Begrunnelse:

For tidlig fødsel er en ledende årsak til nevro-utviklingsforstyrrelser (NDDs). I Europa vil 10 % av de 50 000 barna som fødes svært for tidlig utvikle cerebral parese, og 35 % vil oppleve vedvarende kognitive og nevropsykiatriske forstyrrelser, inkludert autisme, som krever langvarig helsehjelp. NDDs etter for tidlig fødsel er tett forbundet med skade på hvit substans, inkludert punktformede hvitsubstanslesjoner (PWMLs), en lovende markør for påfølgende NDDs som rammer opptil 24 % av svært for tidlig fødte spedbarn. Derfor er en forbedret oppdagelse av hjerneskade tidlig i livet hos spedbarn født svært for tidlig en topprioritet for å forutsi NDDs og dermed vurdere potensielle nevrobeskyttende strategier og implementere tidlige tiltak. Magnetresonanstomografi (MR) er gullstandarden for å vurdere hvitsubstansintegritet og har avdekket en sammenheng mellom thalamusstruktur, ventrikkelutvidelse, hvitsubstansskade og NDDs i førskolealder hos spedbarn født svært for tidlig. Imidlertid lider den av begrenset tilgjengelighet, lav portabilitet og høy følsomhet for bevegelsesartefakter som reduserer dens verdi for screening hos alle for tidlig fødte spedbarn i risiko for NDDs. Derimot er konvensjonell 2D kraniell ultralyd (cUS) et verktøy som er mye brukt på nyfødtintensivavdelinger for å prospektivt screene hjernelesjoner gjennom den fremre fontanellen. Men selv om den er egnet for å oppdage alvorlige lesjoner som observeres hos kun 4–5 % av svært for tidlig fødte spedbarn, forblir den mindre pålitelig for omfattende oppdagelse av PWMLs til tross for nylige forbedringer. Derfor må 3D- og kvantitative verktøy ved sengen ved bruk av ultralyd utvikles for automatisk å oppdage og kvantifisere ikke bare PWMLs, men også andre hjernestrukturer med lovende prognostisk verdi.

Hovedmål:

Identifisering av nye tidlige bilde-biomarkører for å forutsi NDDs ved 2 års alder.

Primært endepunkt:

Korrelasjon mellom 3D-kvantifisering av PWML-byrdet innsamlet mellom dag 3±1 og dag 21±3, og resultater av Bayley-skala-vurdering, 4. utgave, fransk utgave (2022) ved 2 års alder og Parent Report of Children's Abilities-Revised (PARCA-R) spørreskjema, som identifiserer for tidlig fødte barn i risiko for utviklingsforsinkelser ved 24 måneders alder.

Sekundære mål:

• Utvikle en prosesseringspipeline som muliggjør rekonstruksjon av 3D cUS-volum & automatiske deteksjons- og segmenteringsalgoritmer basert på dyp læringsmetoder.
• Validere disse modellene for å oppdage PWMLs, & segmentere thalamus og det cerebrale ventrikelsystemet (CVS).
• Korrelere thalamus- og CVS 3D-longitudinalvolumer i svært for tidlig fødte spedbarn med & uten PWMLs

Sekundære endepunkter:

• Longitudinal cUS-data vil tillate generering av standard vekstkurver for thalamus- og CVS-volumer, stratifisert etter kjønn og avhengig av samtidig deteksjon av PWMLs.

• Korrelasjon mellom 3D-kvantifisering av PWML-byrdet innsamlet mellom dag 3±1 og dag 21±3, og resultater av Parent Report of Children's Abilities-Revised (PARCA-R) spørreskjema.

  3D-kvantifisering av PWMLs og andre 3D cUS-vevssegmenteringer generert ved bruk av nye algoritmer utviklet i WP3 som prediktorer for (i) MR-funn ved termin og (ii) nevro-utviklingsutfall ved 2 års alder.

Virkning:

Dette prosjektet vil forbedre kvaliteten på omsorgen ved å utvide avansert kvantitativ hjerneavbildning til alle svært for tidlig fødte spedbarn og forbedre den tidlige diagnosen av hjerneskade. Det forventes også å fremme tilpassede medisinske tilnærminger og støtte translasjonsforskning innen nevrobeskyttelse gjennom utvikling av nye biomarkører for hjerneskade. Sosioøkonomiske virkninger inkluderer kostnadsreduksjon gjennom tidlig identifisering av barn i risiko og rettidige tiltak for å forebygge alvorlige NDDs. QUSBI vil også ha en betydelig innvirkning på familiestøtte.