Spontan ögonblinkande utvärdering för kognitiv bedömning av individer med svår förvärvad hjärnskada (SEE-ABI)

Övergripande mål: att tillhandahålla preliminära resultat om värdet av spontana ögonblinkande egenskaper (d.v.s. hastighet, amplitud, varaktighet och variabilitet i intervall mellan blinkningar), som inte är beroende av frivilliga beteendesvar, för att förbättra bedömningen av uppmärksamhetsförmåga och medvetande hos patienter med sABI.

Specifika mål:

1. att bekräfta det diagnostiska värdet av EBR hos pDoC-patienter, som i Magliacano et al.s (2021) studie;
2. att förbättra diagnostisk noggrannhet hos patienter med långvariga medvetandestörningar (pDoC) genom att utvärdera ytterligare blinkande egenskaper (d.v.s. amplitud, varaktighet, variabilitet i intervall mellan blinkningar) för att skilja patienter i UWS från de i MCS eller vid medvetande.
3. att utforska användbarheten av analys av ögonblinkande funktioner för att bedöma kvarvarande uppmärksamhetsförmåga hos fullt medvetna patienter som återhämtar sig från pDoC.
4. prototyp av en maskininlärningsaktiverad pipeline för att stödja medvetandediagnos baserad på Eye Blink Rate (EBR) och EOG-härledda funktioner. Tolknings- och tillförlitlighetsaspekterna kommer att utvärderas noggrant för att erhålla en kliniskt användbar lösning för att stödja diagnostiska procedurer och planera skräddarsydd kognitiv rehabilitering.

Sammantaget föreslår denna studie en förundersökning, med pilotprover av både friska och testpopulationer, för analys av EBR och EOG-härledda biomarkörer. Dessa resultat kommer att lägga grunden för utveckling och validering av multifaktoriella beslutsalgoritmer för patienters diagnostiska och prognostiska stratifiering, baserade på lätt samlade kliniska markörer.

Detta projekt har en observerande, tvärsnittsdesign. Alla patienter med sABI som tas in i följd kommer att screenas. Vi planerar att registrera ett bekvämlighetstestprov på 35 patienter med sABI inklusive 10 patienter med pDoC (5 i UWS, 5 i MCS) och 25 patienter som återhämtade sig till fullt medvetande efter sABI.

En benchmarkpopulation på 20 friska individer, balanserade för ålder och kön med patienturvalet, kommer också att registreras, med hjälp av mun-till-mun enligt ett snöbollsprov. Denna population kommer att genomgå en anamnestisk intervju och neurologisk och primär kognitiv undersökning för att utesluta historia eller förekomst av neurologiska störningar. Vid inträde i studien kommer patienternas demografiska (t.ex. ålder, kön), anamnestiska (t.ex. etiologi, tid efter skada, plats i hjärnan) och kliniska data att samlas in. Patienternas kliniska diagnos och kognitiva funktion kommer att klassificeras enligt deras bästa poäng på den upprepade Coma Recovery Scale-Revised (CRS-R) respektive på nivåer av kognitiv funktion (LCF).

Inom 2 veckor från studiestart kommer varje patient att delta i en elektroencefalogram-elektrokulogram (EEG-EOG) inspelningssession. Ögonblinkning kommer att undersökas under vilotillstånd (varaktighet: 8 min) och under en aktiv auditiv udda aktivitet (varaktighet: 8 min), bestående av slumpmässigt blandade toner (icke-mål: 500 Hz, total sannolikhet: 80%, n= 312; mål: 1000 Hz, övergripande sannolikhet: 20%, n=78) presenterat med ett 1-s interstimulusintervall genom hörlurar. För att komplettera klinisk bedömning kommer bakgrundsaktiviteten på vilo-EEG och närvaron av P300-komponenten på händelserelaterade potentialer efter det auditiva udda paradigmet att utvärderas. Patienternas nivåer av medvetande (CRS-R) och kognitiv funktion (LCF) kommer att samlas in på dagen för EEG-EOG-registreringssessionen och övervägas för statistisk analys.

Kontrolldeltagare kommer att genomgå samma EEG-EOG-registrering som patienterna. För båda deltagargrupperna kommer blinkningar att definieras som en skarp positiv topp följt av en ytlig negativ avböjning i ett tidsfönster på <400 ms på EOG. Dessutom, för att förhindra medvetenhet om blinkinspelning påverkar blinkfunktionerna, under inspelningssessionerna kommer deltagarna aldrig att informeras om den blinkande inspelningen, men de kommer att uppmuntras att vara avslappnade med öppna ögon. Denna procedur kommer att genomföras oberoende av deltagare (patient eller kontroll) grupp.

Biostatistiska analyser kommer att utnyttjas för att undersöka samband mellan EOG-härledda biomarkörer och kvarvarande uppmärksamhetsförmåga hos medvetna sABI-patienter under olika förvärvsparadigm, som svar på mål 3. Mål 4 kommer att behandlas genom utveckling av Machine Learning-baserade prototyper för diagnos av patienter med pDoC med hjälp av information som härrör från EOG-signaler, kompletterad med EEG och kliniska data. Tolkbarhets- och felanalyserna kommer att utgöra förutsättningarna för identifiering av eventuella hemliga mönster i EOG-data.