Количественное 3D-ультразвуковое исследование мозга: разработка новых прикроватных биомаркеров для более точного прогнозирования нейроразвития у недоношенных младенцев (QUSBI)

Обоснование:

Недоношенность является ведущей причиной нарушений нейроразвития (ННР). В Европе у 10% из 50 000 детей, рождённых значительно раньше срока, разовьётся церебральный паралич, а у 35% будут наблюдаться стойкие когнитивные и нейропсихиатрические расстройства, включая аутизм, требующие длительной медицинской поддержки. ННР после преждевременных родов тесно связаны с повреждением белого вещества, включая точечные поражения белого вещества (ТПБВ), перспективный маркер последующих ННР, затрагивающий до 24% глубоко недоношенных младенцев. Следовательно, улучшенное выявление повреждений головного мозга в раннем возрасте у младенцев, рождённых значительно раньше срока, является наивысшим приоритетом для прогнозирования ННР и, соответственно, оценки потенциальных нейропротективных стратегий и внедрения ранних вмешательств. Магнитно-резонансная томография (МРТ) является золотым стандартом для оценки целостности белого вещества и выявила связь между структурой таламуса, вентрикуломегалией, повреждением белого вещества и ННР в дошкольном возрасте у младенцев, рождённых значительно раньше срока. Однако она страдает от ограниченной доступности, низкой портативности и высокой чувствительности к артефактам движения, что снижает её ценность для скрининга всех недоношенных младенцев из группы риска по ННР. Напротив, традиционная 2D краниальная ультрасонография (кУС) — это инструмент, широко используемый в отделениях интенсивной терапии новорождённых для проспективного скрининга поражений головного мозга через передний родничок. Однако, хотя она подходит для выявления тяжёлых поражений, наблюдаемых лишь у 4-5% глубоко недоношенных младенцев, она остаётся менее надёжной для комплексного обнаружения ТПБВ, несмотря на недавние улучшения. Следовательно, должны быть разработаны 3D и количественные инструменты у постели больного с использованием ультразвука для автоматического обнаружения и количественной оценки не только ТПБВ, но и других структур головного мозга с перспективным прогностическим значением.

Основная цель:

Выявление новых ранних визуализационных биомаркеров для прогнозирования ННР в возрасте 2 лет.

Первичная конечная точка:

Корреляция между 3D количественной оценкой нагрузки ТПБВ, собранной между 3±1 и 21±3 днями жизни, и результатами оценки по шкале Бейли, 4-е издание, французская версия (2022) в возрасте 2 лет, а также опросника Parent Report of Children's Abilities-Revised (PARCA-R), который выявляет недоношенных детей из группы риска по задержкам развития в возрасте 24 месяцев.

Вторичные цели:

• Разработка конвейера обработки, позволяющего реконструировать 3D объём кУС и алгоритмы автоматического обнаружения и сегментации на основе методов глубокого обучения.
• Валидация этих моделей для обнаружения ТПБВ и сегментации таламусов и церебральной вентрикулярной системы (ЦВС).
• Корреляция 3D продольных объёмов таламусов и ЦВС у глубоко недоношенных младенцев с ТПБВ и без них.

Вторичные конечные точки:

• Продольные данные кУС позволят сгенерировать стандартные кривые роста для объёмов таламусов и ЦВС, стратифицированные по полу и зависящие от сопутствующего обнаружения ТПБВ.

• Корреляция между 3D количественной оценкой нагрузки ТПБВ, собранной между 3±1 и 21±3 днями жизни, и результатами опросника Parent Report of Children's Abilities-Revised (PARCA-R).

  3D количественная оценка ТПБВ и другие 3D тканевые сегментации кУС, сгенерированные с использованием новых алгоритмов, разработанных в WP3, в качестве предикторов (i) результатов МРТ в срок и (ii) нейроразвивающих исходов в возрасте 2 лет.

Влияние:

Этот проект улучшит качество медицинской помощи, распространив передовую количественную визуализацию головного мозга на всех глубоко недоношенных младенцев и улучшив раннюю диагностику повреждений головного мозга. Также ожидается, что он будет способствовать персонализированным подходам в медицине и поддерживать трансляционные исследования в области нейропротекции через разработку новых биомаркеров повреждения головного мозга. Социально-экономические последствия включают снижение затрат благодаря раннему выявлению детей из группы риска и своевременным вмешательствам для предотвращения тяжёлых ННР. QUSBI также окажет значительное влияние на поддержку семьи.