Ilościowe 3D Obrazowanie Mózgu za Pomocą Ultradźwięków: Opracowanie Nowych Biomarkerów Przyłóżkowych w Celu Lepszej Prognozy Rozwoju Neurologicznego u Wcześniaków (QUSBI)

Uzasadnienie:

Wcześniactwo jest główną przyczyną zaburzeń neurorozwojowych (NDDs). W Europie 10% z 50 000 dzieci urodzonych skrajnie wcześnie rozwinie mózgowe porażenie dziecięce, a 35% doświadczy trwałych zaburzeń poznawczych i neuropsychiatrycznych, w tym autyzmu, wymagających długoterminowej opieki zdrowotnej. NDDs po przedwczesnym urodzeniu są ściśle związane z uszkodzeniem istoty białej, w tym ogniskowymi uszkodzeniami istoty białej (PWMLs), obiecującym markerem późniejszych NDDs dotykającym nawet 24% skrajnie wcześniaków. Dlatego poprawa wykrywania uszkodzeń mózgu we wczesnym okresie życia u niemowląt urodzonych skrajnie wcześnie jest najwyższym priorytetem, aby przewidywać NDDs, a tym samym oceniać potencjalne strategie neuroprotekcyjne i wdrażać wczesne interwencje. Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (MRI) jest złotym standardem w ocenie integralności istoty białej i wykazało związek między strukturą wzgórza, poszerzeniem komór, uszkodzeniem istoty białej a NDDs w wieku przedszkolnym u niemowląt urodzonych skrajnie wcześnie. Jednak ma ono ograniczoną dostępność, niską przenośność i wysoką wrażliwość na artefakty ruchowe, co zmniejsza jego wartość w przesiewowym badaniu wszystkich wcześniaków zagrożonych NDDs. Z kolei konwencjonalna dwuwymiarowa ultrasonografia przezciemiączkowa (cUS) jest narzędziem szeroko stosowanym na oddziałach intensywnej terapii noworodka do prospektywnego przesiewowego wykrywania zmian mózgowych przez przednie ciemiączko. Jednak choć nadaje się do wykrywania ciężkich zmian obserwowanych tylko u 4-5% skrajnie wcześniaków, pozostaje mniej wiarygodna w kompleksowym wykrywaniu PWMLs pomimo ostatnich ulepszeń. Dlatego należy opracować trójwymiarowe i ilościowe narzędzia przyłóżkowe wykorzystujące ultradźwięki, aby automatycznie wykrywać i ilościowo określać nie tylko PWMLs, ale także inne struktury mózgu o obiecującej wartości prognostycznej.

Główny cel:

Zidentyfikowanie nowych wczesnych biomarkerów obrazowych do przewidywania NDDs w wieku 2 lat.

Pierwszorzędowy punkt końcowy:

Korelacja między trójwymiarową ilościową oceną obciążenia PWMLs zebraną między dniem 3±1 a dniem 21±3 a wynikami oceny Skali Bayleya, 4. wydanie, wersja francuska (2022) w wieku 2 lat oraz kwestionariusza Parent Report of Children's Abilities-Revised (PARCA-R), który identyfikuje wcześniaki zagrożone opóźnieniami rozwojowymi w wieku 24 miesięcy.

Cele drugorzędne:

• Opracowanie procesu przetwarzania umożliwiającego rekonstrukcję objętości 3D cUS oraz algorytmów automatycznego wykrywania i segmentacji opartych na metodach głębokiego uczenia.
• Walidacja tych modeli do wykrywania PWMLs oraz segmentacji wzgórz i komorowego układu mózgowego (CVS).
• Skorelowanie trójwymiarowych objętości podłużnych wzgórz i CVS u skrajnie wcześniaków z PWMLs i bez PWMLs

Punkty końcowe drugorzędne:

• Dane podłużne z cUS umożliwią wygenerowanie standardowych krzywych wzrostu dla objętości wzgórz i CVS, rozwarstwionych według płci i zależnych od jednoczesnego wykrycia PWMLs.

• Korelacja między trójwymiarową ilościową oceną obciążenia PWMLs zebraną między dniem 3±1 a dniem 21±3 a wynikami kwestionariusza Parent Report of Children's Abilities-Revised (PARCA-R).

  Trójwymiarowa ilościowa ocena PWMLs i inne segmentacje tkanek 3D cUS wygenerowane przy użyciu nowych algorytmów opracowanych w WP3 jako predyktory (i) wyników MRI w terminie porodu oraz (ii) wyników neurorozwojowych w wieku 2 lat.

Wpływ:

Ten projekt poprawi jakość opieki poprzez rozszerzenie zaawansowanego ilościowego obrazowania mózgu na wszystkie skrajnie wcześniaki i poprawę wczesnej diagnostyki uszkodzeń mózgu. Oczekuje się również, że będzie promować podejścia medycyny spersonalizowanej i wspierać badania translacyjne w neuroprotekcji poprzez rozwój nowych biomarkerów uszkodzenia mózgu. Wpływy społeczno-ekonomiczne obejmują redukcję kosztów dzięki wczesnej identyfikacji dzieci zagrożonych i terminowym interwencjom zapobiegającym ciężkim NDDs. QUSBI będzie również miał znaczący wpływ na wsparcie rodzin.