EEG neonatale classificato in base alla gravità delle anomalie di fondo nell'ipossia

Dati scientifici, volume 10, numero articolo: 129 (2023) Citare questo articolo

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Questo rapporto descrive una serie di registrazioni dell'elettroencefalogramma neonatale (EEG) classificate in base alla gravità delle anomalie nel modello di fondo. Il set di dati è costituito da 169 ore di EEG multicanale di 53 neonati registrati in un'unità di terapia intensiva neonatale. Tutti i neonati hanno ricevuto una diagnosi di encefalopatia ipossico-ischemica (HIE), la causa più comune di danno cerebrale nei neonati a termine. Per ciascun neonato sono state selezionate più epoche di 1 ora di EEG di buona qualità e quindi classificate per anomalie di fondo. Il sistema di classificazione valuta attributi EEG quali ampiezza, continuità, ciclo sonno-veglia, simmetria e sincronia e forme d'onda anomale. La gravità di fondo è stata quindi classificata in 4 gradi: EEG normale o lievemente anormale, EEG moderatamente anormale, EEG maggiormente anormale ed EEG inattivo. I dati possono essere utilizzati come set di riferimento dell'EEG multicanale per neonati con HIE, per scopi di formazione sull'EEG o per sviluppare e valutare algoritmi di classificazione automatizzati.

Una ridotta erogazione di ossigeno o un flusso sanguigno al cervello alterato al momento della nascita possono causare lesioni cerebrali. I neonati possono sviluppare un'encefalopatia chiamata encefalopatia ipossico-ischemica (HIE), che è la principale causa di morte e disabilità nei neonati a termine. I tassi di incidenza dell’HIE sono circa 2 su 1.000 parti nei paesi ad alto reddito, mentre tassi più elevati nei paesi a reddito medio-basso1. L'HIE può causare la morte neonatale o un significativo danno neurologico e dello sviluppo neurologico come paralisi cerebrale, epilessia o difficoltà di apprendimento2. L’HIE è una lesione cerebrale in evoluzione. La lesione primaria è seguita da una fase latente che dura circa 6 ore. Segue la fase di lesione secondaria, una fase ritardata di morte cellulare programmata. L’ipotermia terapeutica è l’unico intervento disponibile per i neonati con HIE da moderato a grave e, affinché sia ​​efficace, deve essere avviata prima dell’inizio della fase secondaria della lesione.

L'elettroencefalogramma (EEG) consente il monitoraggio continuo della funzione cerebrale a bordo lettino. Un insulto ipossico-ischemico può alterare il normale pattern di fondo dell'EEG, fornendo una visione unica della disfunzione cerebrale3. Questa deviazione dal normale background EEG è associata a risultati avversi sullo sviluppo neurologico4,5,6. Poiché l'EEG è una misura preziosa della gravità dell'encefalopatia in corso, può essere particolarmente utile se iniziato nella fase primaria della lesione per aiutare a determinare quali neonati possono trarre beneficio dall'ipotermia terapeutica7.

La revisione dell'EEG richiede competenze specialistiche non sempre disponibili nelle unità di terapia intensiva neonatale. I metodi computerizzati hanno il potenziale per automatizzare il processo di classificazione dell'attività EEG di fondo in base alla gravità della lesione. Questi metodi automatizzati potrebbero produrre una misura obiettiva continua dell’attività EEG che potrebbe essere facilmente adattata per monitorare un volume elevato di neonati, ben oltre ciò che sarebbe umanamente possibile. Sono stati sviluppati molti metodi per generare sistemi di valutazione del background8,9,10,11,12,13,14,15,16,17. Questo corpo di lavoro esistente evidenzia il potenziale dell’elaborazione del segnale e dei metodi di apprendimento automatico per costruire classificatori accurati dell’EEG di fondo. Nonostante questi progressi significativi, si può fare di più in questo settore. Finora, i progressi sono stati limitati a singoli gruppi di ricerca che perseguivano approcci diversi. Confrontare i metodi è difficile per molte ragioni17, inclusa la mancanza di uno schema di classificazione standard accettato3 e di dati EEG liberamente disponibili. Con l'obiettivo di affrontare alcune di queste limitazioni, e ispirati dal successo di un set di dati EEG neonatali ad accesso aperto con annotazioni18, presentiamo un set di dati EEG ad accesso aperto registrati entro i primi giorni dopo la nascita per i neonati con diagnosi di HIE. Più epoche EEG di 1 ora per ciascun bambino sono state classificate in base alla gravità dell'anomalia di fondo. Questi dati potrebbero essere utilizzati per sviluppare nuovi algoritmi o confrontare quelli esistenti. I dati potrebbero anche essere utilizzati per assistere nella formazione sulla revisione dell'EEG neonatale di base.