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栓塞性中风 3D 模拟的验证

2023年5月9日 更新者:University of Leicester

验证 3D 中风模型以区分中风亚型和预测急性缺血性中风的来源

中风是导致患者严重残疾的常见病症。 中风的原因多种多样,但大约四分之一的原因是心脏的血栓或其他物质滞留在大脑的血管中,导致该区域的血液供应中断。 心房颤动是血液凝块进入大脑的常见原因,可以很容易地用血液稀释药物治疗,从而显着降低进一步中风的风险。 然而,目前房颤难以确诊,可能需要长达一年的心脏监测。 这显着延迟了开始使用血液稀释药物的时间,并使患者在此期间有中风的风险。 因此,需要更好的方法来检测心房颤动引起的中风。 一种这样的方法可能是使用在患者出现急性中风时常规进行的脑部扫描。 通过使用数学模型计算出中风的来源,我们可以确定在患者出现中风时哪些中风是由心房颤动引起的。 这将减少患者接受的检查次数,为 NHS 节省资金,并减少患者接受的检查次数。 因此,该项目的目的是创建一个匿名的脑部扫描数据库,收集因中风到医院就诊的患者的脑部扫描,以开发和测试这些最近开发的模型,看看它们是否能准确识别哪些中风是由心房颤动引起的,以及哪些不是。 该项目有可能通过减少治疗延误和提高中风源诊断的准确性来改善患者的治疗效果。

研究概览

地位

主动,不招人

条件

详细说明

在英国,中风每年影响超过 100,000 人,并且高达 50% 的患者留下严重残疾 [1, 2]。 85% 的中风是由大脑血管闭塞(急性缺血性中风 [AIS])引起的,中断了血液供应并导致组织梗死和功能障碍 [1]。 中风是导致显着发病率和死亡率的原因,具有相当大的社会和经济影响,特别是对于工作年龄的人 [1, 2]。 AIS 的病因可大致分为栓塞性和非栓塞性卒中 [3]。 大约四分之一的 AIS 是心源性栓塞,原因是左心房(心房颤动 - AF)、瓣膜(心脏瓣膜病或人工瓣膜)、近期心肌梗死、卵圆孔未闭、感染性心内膜炎或主动脉弓动脉粥样硬化 [3- 5]. 由于房颤患病率随年龄增长而上升,因此这一数字在老年人中更高 [6]。 重要的是,心源性卒中更为严重,导致比其他卒中亚型更严重的残疾 [4]。 由于血管危险因素管理标准的提高,心源性栓塞导致的中风比例正在上升,在过去几十年中发病率增加了两倍 [4]。 正确识别和处理栓塞源可将复发率降低多达 70% [4]。 房颤仍然是心源性卒中的主要原因 [4, 5]。 然而,据认为只有 50% 的符合条件的患者能够正确识别和治疗 AF [3]。 这可能是由于临床医生不愿对患者进行抗凝治疗,尤其是对于跌倒风险高的体弱老年人群 [3]。 高达 25% 的中风是不明原因栓塞 (ESUS),这可能是由于阵发性 AF 需要延长心脏监测才能成功识别和治疗患者 [3, 7]。 AF 在多达 40% 的患者中是无症状的,首次表现可能是严重的梗死 [8]。 抗凝治疗是降低 AF 卒中风险的基石,但由于出血风险增加了两倍,这种治疗仅适用于已证实的病例 [9, 10]。 ESUS 中的抗凝仍然是一个持续的争论,目前仅限于高危人群(例如 不同地区的多处梗死)[11, 12]。 因此,识别和治疗 AF 是降低未来中风风险的关键优先事项,但可最大限度地减少不需要抗凝治疗的并发症。

考虑到栓塞性和非栓塞性卒中的不同病因、调查和管理,早期区分有助于临床决策制定,并允许对患者进行集中调查和管理。 中风的放射学特征可以支持这一过程,因为梗塞的位置、大小和模式可以指示可能的病因和中风亚型。 然而,目前没有评估标准,依赖于治疗临床医生或放射科医师的定性和主观意见。 据报道,多达三分之一的腔隙性卒中仅依靠临床和 CT 结果诊断不准确 [13]。 大多数假阳性结果是由于心源性栓塞或大动脉卒中,可能导致错失识别和治疗 AF 的机会 [13]。 弥散加权成像可以改进腔隙性梗死的诊断,但其使用受到成本和可用性的限制 [13-15]。 在最近一项针对 133 名 ESUS 患者的研究中,在三个月的心脏监测后发现 22.6% 患有房颤,8 分风险评分可以合理准确地预测这一点(曲线下面积 = 0.70) [16]。 然而,在中风的病因仍未确定的情况下,这种准确性会大大下降 [16]。 未被发现的 AF 的真实比例仍然未知,通过预测模型进行早期检测可能会减少调查和治疗延误。

因此,改善栓塞性卒中(尤其是 AF)的过程可能有助于指导临床决策。 这将允许更好地为患者量身定制调查,消除可能对 NHS 产生潜在经济利益的不必要的测试,并减轻患者的调查负担。 开发可以整合患者临床信息和扫描结果的中风模型,可以提高中风亚型分类的诊断准确性,并有助于及时、更有针对性的调查和治疗。 特别是,能够区分不同类型栓塞的模型可能特别有价值,并且可以提示对最有可能有 AF 源的患者进行扩展监测。

本研究提出了一种由 JH 和 EC 开发的蒙特卡罗方法来模拟中风 [17-20]。 最近使用计算机模拟脑血管系统 [21] 对这种方法进行了调整,并针对中风后病变解剖追踪 (ATLAS) 数据库(未发表的作品)中的中风图像进行了测试。 使用计算生成的脉管系统优于成像的优势在于血管尺寸没有下限,我们能够将模型中的血管包括到毛细血管床。 在模拟中,我们可以估计病变体积并结合灰质和白质的不同代谢需求。 最近,我们已经能够使用来自 ATLAS 数据集的图像在前部、中部和后部(分别为 ACA、MCA、PCA)循环中再现中风图像。 然而,ATLAS 中的大多数病变本质上是慢性的,这并没有提供有关该模型如何在可以更及时地做出治疗决定的“前门”执行的信息。

因此,该项目旨在开发一个急性中风扫描数据库,以验证这些最近开发的模拟,并确定预测急性环境中栓塞性中风来源的准确性。 鉴于 AI 技术在临床医学中的应用越来越多,我们将比较这种最近开发的中风模拟模型与 AI 技术预测栓塞性中风来源的能力。 我们会将模型的能力与临床或放射学观点进行比较。 最后,我们将测试这两种技术的综合能力以确定栓塞性中风的来源。 具体而言,我们将评估以下来源:腔隙性、心脏栓塞、大血管动脉粥样硬化栓塞和分水岭。

研究类型

观察性的

注册 (预期的)

100

联系人和位置

本节提供了进行研究的人员的详细联系信息,以及有关进行该研究的地点的信息。

学习地点

    • Leicestershire
      • Leicester、Leicestershire、英国、LE2 7LX
        • University of Leicester

参与标准

研究人员寻找符合特定描述的人,称为资格标准。这些标准的一些例子是一个人的一般健康状况或先前的治疗。

资格标准

适合学习的年龄

18年 及以上 (成人、年长者)

接受健康志愿者

不

取样方法

非概率样本

研究人群

因急性缺血性中风到急诊医院就诊的成年患者。

描述

纳入标准:

  • 因急性缺血性卒中到急诊科、短暂性脑缺血发作门诊或超急性卒中单元就诊的患者
  • 18岁以上的成年人
  • 接受磁共振成像 (MRI) 扫描的患者

排除标准:

  • 临床人口统计学和结果数据不足(<所有变量的 75%)
  • 没有急性中风诊断或 MRI 上可识别的病变
  • 仅进行计算机断层扫描的患者

学习计划

本节提供研究计划的详细信息,包括研究的设计方式和研究的衡量标准。

研究是如何设计的?

设计细节

研究衡量的是什么?

主要结果指标

结果测量
措施说明
大体时间
来自急性缺血性中风患者的匿名磁共振成像扫描数据库,用于开发和验证中风模拟模型。
大体时间:1年
匿名数据库
1年

次要结果测量

结果测量
措施说明
大体时间
3D 和人工智能模型根据当前临床参考标准确定中风栓塞源的敏感性和特异性
大体时间:3年
开发模型的诊断测试准确性
3年

合作者和调查者

在这里您可以找到参与这项研究的人员和组织。

研究记录日期

这些日期跟踪向 ClinicalTrials.gov 提交研究记录和摘要结果的进度。研究记录和报告的结果由国家医学图书馆 (NLM) 审查,以确保它们在发布到公共网站之前符合特定的质量控制标准。

研究主要日期

学习开始 (实际的)

2021年11月12日

初级完成 (预期的)

2024年9月1日

研究完成 (预期的)

2024年9月1日

研究注册日期

首次提交

2021年9月14日

首先提交符合 QC 标准的

2021年9月14日

首次发布 (实际的)

2021年9月24日

研究记录更新

最后更新发布 (实际的)

2023年5月10日

上次提交的符合 QC 标准的更新

2023年5月9日

最后验证

2023年5月1日

更多信息

与本研究相关的术语

计划个人参与者数据 (IPD)

计划共享个人参与者数据 (IPD)?

不

药物和器械信息、研究文件

研究美国 FDA 监管的药品

不

研究美国 FDA 监管的设备产品

不

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