Ocena spontanicznego mrugania oczami w celu oceny poznawczej osób z ciężkim nabytym uszkodzeniem mózgu (SEE-ABI)

Ogólny cel: przedstawienie wstępnych wyników dotyczących wartości cech spontanicznego mrugania oczu (tj. częstotliwości, amplitudy, czasu trwania i zmienności odstępów między mrugnięciami), które nie opierają się na dobrowolnych reakcjach behawioralnych, w celu poprawy oceny zdolności uwagi i świadomości u pacjentów z sABI.

Cele szczegółowe:

1. potwierdzenie wartości diagnostycznej EBR u pacjentów z pDoC, jak w badaniu Magliacano i wsp. (2021);
2. w celu poprawy dokładności diagnostycznej pacjentów z długotrwałymi zaburzeniami świadomości (pDoC) poprzez ocenę dodatkowych cech mrugania (tj. amplitudy, czasu trwania, zmienności odstępów między mrugnięciami) w celu odróżnienia pacjentów w UWS od pacjentów z MCS lub przytomnych.
3. w celu zbadania przydatności analizy cech mrugania oczami do oceny resztkowych zdolności uwagi u w pełni przytomnych pacjentów wracających do zdrowia po pDoC.
4. prototypowanie potoku obsługującego uczenie maszynowe do wspierania diagnozy świadomości w oparciu o częstotliwość mrugania oczu (EBR) i funkcje wywodzące się z EOG. Aspekty interpretowalności i niezawodności zostaną dokładnie ocenione w celu uzyskania klinicznie użytecznego rozwiązania wspomagającego procedury diagnostyczne i planowanie dostosowanej rehabilitacji poznawczej.

Ogólnie rzecz biorąc, w tym badaniu zaproponowano wstępne badanie, obejmujące próbki pilotażowe zarówno populacji zdrowej, jak i testowej, w celu analizy biomarkerów pochodzących z EBR i EOG. Wyniki te położą podwaliny pod rozwój i walidację wieloczynnikowych algorytmów decyzyjnych do stratyfikacji diagnostycznej i prognostycznej pacjentów, w oparciu o łatwe do zebrania markery kliniczne.

Projekt ten ma charakter obserwacyjny i przekrojowy. Wszyscy pacjenci z sABI przyjmowani kolejno zostaną poddani badaniom przesiewowym. Planujemy włączenie do badania wygodnej próby obejmującej 35 pacjentów z sABI, w tym 10 pacjentów z pDoC (5 w UWS, 5 w MCS) i 25 pacjentów, którzy odzyskali pełną przytomność po sABI.

Do badania zostanie włączona także populacja referencyjna składająca się z 20 zdrowych osób, zbilansowana pod względem wieku i płci z próbką pacjenta, drogą ustną, zgodnie z próbkowaniem w kształcie kuli śnieżnej. Populacja ta zostanie poddana wywiadowi anamnestycznemu oraz badaniom neurologicznym i pierwotnym poznawczym w celu wykluczenia historii lub obecności zaburzeń neurologicznych. W momencie rozpoczęcia badania zbierane będą dane demograficzne (np. wiek, płeć), wywiadowcze (np. etiologia, czas od urazu, lokalizacja uszkodzenia mózgu) i kliniczne pacjentów. Diagnoza kliniczna i funkcjonowanie poznawcze pacjentów zostaną sklasyfikowane odpowiednio na podstawie ich najlepszego wyniku w powtarzanej poprawionej skali odzyskiwania po śpiączce (CRS-R) i na podstawie poziomów funkcjonowania poznawczego (LCF).

W ciągu 2 tygodni od rozpoczęcia badania każdy pacjent weźmie udział w sesji rejestracji elektroencefalogramu i elektrookulogramu (EEG-EOG). Mruganie oczami będzie badane w stanie spoczynku (czas trwania: 8 min) oraz podczas aktywnego zadania słuchowego dziwacznego (czas trwania: 8 min), składającego się z losowo wymieszanych tonów (niebędących docelowymi: 500 Hz, ogólne prawdopodobieństwo: 80%, n= 312; częstotliwość docelowa: 1000 Hz, prawdopodobieństwo całkowite: 20%, n=78) prezentowane z 1-sekundowym odstępem między bodźcami przez słuchawki. W celu uzupełnienia oceny klinicznej, zostanie oceniona aktywność tła w spoczynkowym EEG i obecność składnika P300 w potencjałach związanych ze zdarzeniami, zgodnie z paradygmatem słuchowej dziwaczności. Poziomy świadomości pacjentów (CRS-R) i funkcjonowania poznawczego (LCF) zostaną zebrane w dniu sesji rejestracji EEG-EOG i uwzględnione w analizie statystycznej.

Uczestnicy badania kontrolnego zostaną poddani temu samemu zapisowi EEG-EOG co pacjenci. W przypadku obu grup uczestników mrugnięcia będą definiowane jako ostry dodatni szczyt, po którym nastąpi płytkie ujemne odchylenie w oknie czasowym <400 ms na EOG. Co więcej, aby zapobiec wpływowi nagrywania mrugnięć na funkcje mrugania, podczas sesji nagraniowych uczestnicy nie będą nigdy informowani o nagraniu mrugania, ale będą zachęcani do pozostania zrelaksowanym z otwartymi oczami. Procedura ta zostanie przeprowadzona niezależnie od grupy uczestników (pacjent czy grupa kontrolna).

Analizy biostatystyczne zostaną wykorzystane do zbadania powiązań między biomarkerami uzyskanymi z EOG a resztkowymi zdolnościami uwagi u świadomych pacjentów z sABI w ramach różnych paradygmatów pozyskiwania, w odpowiedzi na Cel 3. Cel 4 zostanie zrealizowany poprzez opracowanie prototypów opartych na uczeniu maszynowym dla diagnostyka pacjentów z pDoC z wykorzystaniem informacji pochodzących z sygnałów EOG, uzupełnionych danymi EEG i danymi klinicznymi. Analizy interpretowalności i błędów stworzą przesłanki do identyfikacji ewentualnych ukrytych wzorców zawartych w danych EOG.