Нейрокогнитивные функции во время гипергликемии и целостность ткани головного мозга у молодых людей с диабетом 1 типа и у здоровых (T1DM)

Предлагается междисциплинарное исследование дизайна случай-контроль с повторными измерениями, в котором будут изучены новые методы визуализации мозга, электрофизиологическая активность мозга, нейропсихологические тесты в сочетании с динамическими изменениями уровня глюкозы у детей. Это будет сравниваться со здоровым населением.

Исследуемая популяция Участники с СД1 и здоровые братья и сестры будут набираться с помощью научных публикаций на форумах по сахарному диабету и через Ассоциацию детской эндокринологии. В него войдут в основном участники из педиатрических клиник сахарного диабета в Ассаф ха-Рофе; тем не менее, каждый ребенок, который соответствует критериям включения и исключения, будет набран.

Критерии включения: Семьи, проживающие в районах с высоким уровнем доступа к медицинскому обслуживанию. Возраст: 12-18 лет с диагнозом СД1 более 2 лет.

Исключения: травмы головы, эпилептические припадки, прием психиатрических препаратов, отсутствие знания иврита, несогласие с выполнением всех запросов на исследование, наличие в анамнезе более одного эпизода тяжелой гипогликемии, включая потерю сознания или более одного эпизода диабетического кетоацидоза. (ДКА). Пациенты со значительными нарушениями функции почек или печени будут исключены.

Аналогичные критерии исключения для здоровой контрольной популяции. Все родители подписывают информированное согласие, а дети дают свое согласие в соответствии с правилами Комитета по этике до начала учебных занятий.

Процедуры:

План исследования включает 3 сессии, которые будут проводиться в течение 2-12 недель, в зависимости от удобства участников.

Данные, полученные на каждом сеансе, будут анализироваться как внутри групп, так и между группами, чтобы оценить возможные описательные переменные для различий в производительности среди пациентов с диабетом в дополнение к ожидаемым различиям между здоровыми и диабетическими подростками, а также ожидаемые различия между пациентами с СД1 с вариабельным гликемическим индексом. контроль.

Сессия 1 - базовый визит:

Подписание информированного согласия родителей и согласия участников. Сбор анамнеза врачом-исследователем, включая медицинский осмотр. Данные о возрасте постановки диагноза, ДКА при постановке диагноза, истории серьезных гипогликемий или событий ДКА, профиле лечения, среднегодовом уровне HbA1c, системном обзоре, хронических медицинских заболеваниях, лекарствах будут предоставлены родителями, пациентами, сводными письмами и картами клинической помощи.

Будет проведен физикальный осмотр, включая артериальное давление, пульс, вес, рост, ИМТ, пубертатную стадию, места инъекций.

Специализированная психологическая нейрокогнитивная команда проведет нейрокогнитивные исследования одному из родителей и участников. Тесты будут проводиться в условиях клиники, чтобы обеспечить базовые когнитивные и языковые способности для продолжения на следующих учебных занятиях. Перед тестированием будет проведена оценка капиллярной глюкозы, чтобы убедиться, что уровень глюкозы > 70 мг/дл.

Нейрокогнитивные исследования будут включать обширный набор когнитивных тестов, в том числе задачи, специально разработанные для целей текущего проекта [задача на оценку времени, непрерывный тест производительности (CPT), эмоциональный тест на расстройства пищевого поведения (EST-ED) и новые объекты. задание на память]. Задания будут выполняться частично с помощью компьютерных заданий и частично с помощью рукописных заданий.

Сессия 2 - комбинированный одновременный визит для оценки ЭЭГ и CGMS, а также оценка качества сна:

Участники будут госпитализированы на 30 часов в отделение непрерывной ЭЭГ в отделении детской неврологии медицинского центра Ассаф-Харофе, где они пройдут 30 часов. непрерывный одновременный мониторинг ЭЭГ и КГМС, а также два отдельных сеанса нейрокогнитивной оценки при уровне глюкозы > 240 мг/дл и при уровне глюкозы < 180 мг/дл соответственно.

Они прибудут в отделение ЭЭГ после завтрака в 1-й день. Они будут подключены к обеим системам, и оценка точности будет проведена до обеда первого дня. Они останутся в отряде, подключенном к обеим системам, до полудня второго дня, всего 30 часов.

Нейрокогнитивная оценка будет проводиться после обеда в 1-й день и после обеда во 2-й день.

В первый день они получат обычную дозу инсулина перед обедом и когнитивную оценку, которая будет проводиться при уровне глюкозы > 70 мг/дл и ниже 180 мг/дл.

На 2-й день они не получат свою обычную дозу инсулина до обеда, и тот же когнитивный тест будет выполнен с уровнем глюкозы > 240 мг/дл. Эпизод приема пищи без болюсного введения инсулина, к сожалению, очень часто встречается среди подростков в повседневной жизни.

Нейрокогнитивная оценка, проводимая на этом сеансе, будет включать в себя задания на рабочую память, избирательное внимание и ингибиторный контроль: тест на память и обучение (TOMAL), избирательное внимание, когнитивную гибкость и ингибиторный контроль (когнитивные и эмоциональные задания Струпа), тест на беглость слов, визуальное память и исполнительные функции (ROCF); зрительно-пространственная кратковременная рабочая память; слухоречевое обучение; Башни Ханоя, компьютеризированная задача, основанная на Лондонском Тауэре (TOL). объем памяти оперативной памяти, а также тесты исполнительной (WISC-IV) .

В течение 30 часов участники будут подключены к непрерывной записи ЭЭГ, мониторингу сна и CGMS. Участники исследования и исследовательская группа будут ослеплены показаниями ЭЭГ во время записи. Исследовательская группа и участники не будут скрыты от записи CGMS.

Участники смогут рассказывать о своей повседневной деятельности в своей комнате под непрерывным контролем ЭЭГ. У них будет свой обычный рацион и регулярная повседневная деятельность.

Участники будут продолжать свою обычную ежедневную рутину, состоящую как минимум из 4 измерений уровня глюкозы в крови с помощью прик-тестов, управления инсулином путем многократных ежедневных инъекций или помповой терапии и приема пищи.

Участники из группы 3 будут измерять уровень глюкозы с помощью прик-теста только два раза в день, как это требуется для калибровки CGMS.

В течение 5 ночей подряд, включая ночь в больнице, качество сна участников будет оцениваться с помощью дневника сна и актиграфа.

В первую ночь в больнице оценивают связь между актиграфом и изменчивостью ЭЭГ и CGMS. 4 ночи дома предназначены для оценки CGMS, качества жизни и показаний актиграфа.

Сессия 3 – визуализация головного мозга:

МРТ, включая Т1, Т2, ДТИ и МРТ сосудов. Все субъекты пройдут анатомическое (T1, T2) сканирование, сканирование DTI и сканирование сосудов. Продолжительность сеанса не более 20-30 минут. Процедура будет проводиться без введения седативных средств, без контрастного вещества.

Описание мер, использованных в исследовании:

Нейрокогнитивный и психосоциальный опросник и задачи на основе Непрерывный мониторинг ЭЭГ Это неинвазивный метод обследования, при котором регистрируют электрическую активность головного мозга (электроэнцефалографические показания) в течение непрерывных длительных периодов часов и дней, не причиняя неудобств испытуемым. Результаты имеют высокое разрешение и надежность.

Пациенты будут подключены к стандартному цифровому регистратору ЭЭГ (Bio-logic Systems corp, Electro-Cap International Inc, Иллинойс) с помощью 19 скальповых электродов, наложенных по системе 10-20, и одного сердечного электрода для одновременной электрокардиографической (ЭКГ) оценки. . Приобретение ЭЭГ будет выполняться с частотой дискретизации 256 Гц.

Данные ЭЭГ от всех субъектов будут экспортированы в среду Matlab. Matlab — это язык вычислений, позволяющий более эффективно анализировать данные, требующие больших вычислительных ресурсов (The Mathworks Inc, MA).

Спектральный анализ сигнала ЭЭГ будет выполняться с помощью быстрого преобразования Фурье (БПФ — с использованием функции MATLAB) для каждого пациента на 2-секундных периодах записи, взятых с 5-минутными интервалами (чтобы соответствовать частоте измерений CGMS), с разрешением 0,5. Гц. Полосы частот будут разделены на дельта (0,5–3,5 Гц), тета (4–7,5 Гц), альфа (8–13 Гц), бета (13,5–29,5 Гц), низкая гамма (30–47,5 Гц) и высокая гамма. (52,5-80 Гц).

У каждого участника будет 3 электрода, подключенных к груди, чтобы увидеть последовательные измерения ЭКГ.

непрерывный мониторинг глюкозы с помощью - CGMS CGMS (Minimed Inc., Sylmar. Calif) представляет собой портативное устройство, позволяющее проводить непрерывные измерения интерстициальной концентрации глюкозы (IGC) с помощью одноразового подкожного катетера, управляемого кабелем и системой мониторинга. Система измеряет значения глюкозы каждые 10 секунд и сохраняет среднее значение каждые 5 минут, обеспечивая 288 измерений в день [26]. Система сообщает о значениях в диапазоне от 40 до 400 мг/дл (значения глюкозы ниже 40 мг/дл сообщаются как 40 мг/дл, а значения выше 400 мг/дл сообщаются как 400 мг/дл). Медиана корреляции устройства с капиллярной глюкозой составляет 0,92, при этом 75% значений корреляции выше 0,75, 96,3% референтных значений в диапазоне >216 мг/дл являются точными. Калибровка и проверка IGC будет выполняться перед каждым приемом пищи и перед сном, в соответствии с уровнями глюкозы, измеренными в капиллярах путем постукивания пальцем, с использованием обычного глюкометра. Данные будут загружены с помощью программного обеспечения CGMS, преобразованы в таблицу данных Excel и проанализированы детским эндокринологом.

Питтсбургский индекс качества сна (PSQI) PSQI — это хорошо проверенная 19-элементная самооценка качества сна у взрослых за предыдущий месяц. PSQI предоставляет глобальную оценку качества сна и семь подшкал. Общий балл ≥ 5 был рекомендован как клинически значимый с точки зрения плохого качества сна. PSQI продемонстрировал хорошую валидность и надежность (α Кронбаха > 0,8). Участники завершат PSQI во время сеанса 2, в течение дня 1, до ношения актиграфа. Анкета прилагается в приложении 2.

Actigraphy Actigraph (Micro-mini-Motion logger, Ambulatory Monitoring Inc., Ардсли, Нью-Йорк, США) представляет собой детектор движения размером с наручные часы, который доказал свою высокую достоверность и надежность для дифференциации сна от бодрствования, а также регистрация общего времени сна (r=97 по сравнению с полисомнографией). Участники будут носить актиграф в течение 5 ночей подряд на неосновном запястье. Модели сна будут оцениваться с использованием утвержденного алгоритма оценки Саде, разработанного для подростков. Показатели сна Actigraph включали: (a) начало сна/время отхода ко сну; (b) смещение сна/время бодрствования, (c) время в постели (минуты от начала сна до окончания сна), (d) фактическое время сна (количество минут сна между началом сна и завершением сна), (e) эффективность сна ( фактическое время сна, разделенное на время, проведенное в постели, выраженное в процентах), (f) самый длинный период сна (самый длинный последовательный период, учитываемый как сон без каких-либо идентифицированных пробуждений), (g) среднее количество ночных пробуждений (не менее 5 минут подряд), и (h) средняя продолжительность ночного бодрствования.

Дневник сна В течение ночей, когда участники будут носить актиграф дома, им будет предложено каждый день оценивать свой сон в предыдущие ночи, используя очень короткую анкету.