Měření a mapování kognitivního poklesu po radiochirurgii mozku (CoDeB-Rad)

Mozkové metastázy postihují zhruba 20–40 % všech pacientů s rakovinou s primárním extrakraniálním onemocněním. Lamba et at odhadli, že medián přežití pacientů bez léčby je přibližně jeden měsíc. Toto číslo se zvyšuje z jednoho měsíce na tři až 12 měsíců, pokud se použije radioterapie celého mozku (WBRT). WBRT je radioterapeutická léčba, která se dodává v pěti až deseti sezeních a při níž je ozařován celý mozek. S příchodem nové systémové léčby se prognóza pacientů neustále zlepšuje. Rozšířené používání zobrazování magnetickou rezonancí také zvýšilo počet pacientů s diagnózou zlepšením detekce velmi malých nádorů (o průměru jeden nebo dva milimetry). V důsledku toho je více lidí doporučováno k léčbě s kurativním záměrem pro jejich mozkové metastázy.

Pacienti s mozkovými metastázami mohou být léčeni chirurgickým zákrokem, WBRT, stereotaktickou radiochirurgií (SRS) nebo kombinací výše uvedených. SRS je léčbou volby pro jednotlivé nebo mnohočetné metastázy, pokud se nejedná o velkou masu (více než 3 cm v průměru), kdy by byla preferovanou možností operace. To je způsobeno invazivitou operace, SRS je neinvazivní nebo minimálně invazivní a související rizika chirurgické resekce. SRS je vysoce cílená léčba, která využívá techniky stereotaktické lokalizace k dodání vysoké dávky záření do vyznačené oblasti mozku. Léčba je obvykle podávána v jedné radioterapii. V prospektivních randomizovaných kontrolovaných studiích se ukázalo, že stereotaktická radiochirurgie je stejně účinná jako radioterapie celého mozku, pokud jde o lokální kontrolu nádoru, ale břemeno poklesu kognitivních funkcí pro pacienty je menší. Primární nádory se mohou lišit, ale většina pacientů má primární nádory plic, prsu, melanomu, ledvin nebo tlustého střeva.

Záření poškozuje mozek, přičemž různé oblasti jsou více či méně náchylné k záření. Mezi hlavní orgány používané k optimalizaci plánů radioterapie snížením dávky do nich patří oči, zrakové nervy, chiasma, mozkový kmen, hlemýžď, čočky a slzné žlázy. Jsou to orgány, které ovlivňují fyzické funkce. V současné době se při plánování radioterapie nebere v úvahu oblasti mozku, které ovlivňují kognitivní funkce, jako je hipokampus, bazální ganglia, insula a corpus callosum, abychom jmenovali alespoň některé.

Účinky radioterapie v mozku jsou dobře zdokumentovány, ale většinou se to týká WBRT. Účinky fokální radioterapie, jako je SRS, na kognici nebyly podrobně studovány. Tato pilotní studie bude využívat mapování příznaků lézí na základě voxelů (VLSM) ke korelaci map plánování léčby s klinickými výsledky na neurokognitivní funkce.

Mapování příznaků lézí na základě voxelů je technika, kde vztah mezi poškozením určitých míst mozku může být ve vzájemném vztahu se symptomy, které ovlivňují kognitivní funkce. To se provádí na bázi voxel po voxelu. Voxel je objem v trojrozměrné struktuře. VLSM byla v minulosti široce používána u pacientů s mrtvicí, ale literatura je vzácná pro pacienty s mozkovými metastázami. Jednotlivé MR snímky mozku budou použity spolu s dávkovými mapami z plánu léčby SRS každého pacienta. Dávkové mapy budou překryty a korelovány s výsledky neurokognitivního testování. Identifikované oblasti mozku pak budou načrtnuty a bude posouzena dávková hladina významnosti (hladina dávky, při které se kognitivní změna stává kvantifikovatelnou).

Výhody

Identifikace oblastí v mozku a souvisejících dávek s kognitivními změnami pomůže doporučit budoucí pokyny ohledně omezení objemových dávek pro tyto oblasti v mozku. Vzhledem k tomu, že umístění léze bude korelovat s klinickými výsledky neurokognitivního testování, může být dosaženo lepšího pochopení vedlejších účinků léčby radioterapií. To umožní optimalizaci budoucí léčby radioterapií, aby se tyto oblasti ušetřily a tím se minimalizovaly vedlejší účinky léčby radioterapií.

Konečně, s nabytými znalostmi budou konzultanti lépe schopni informovat pacienty o účincích, které jejich léčba bude mít. Pacienti tak budou moci činit informovaná rozhodnutí o své léčbě. To je u této populace zvláště důležité, protože většina pacientů léčených SRS nemá příliš dlouhou očekávanou délku života.

Metody Magnetická rezonance neboli MRI je lékařská zobrazovací technika, která využívá magnetická pole a rádiové vlny k vytváření detailních snímků vnitřku těla. MRI je preferovaná zobrazovací metoda používaná k diagnostice nádorů v mozku, jak benigních, tak maligních, díky své schopnosti poskytovat těmto tkáním vysoký kontrast. Nádory o velikosti 2 mm lze snadno zobrazit pomocí MRI skeneru.

Metodika, která bude použita k analýze dat, VLSM, je dobře zavedená a byla široce používána u pacientů s lézemi po cévní mozkové příhodě. Využívá regresní model, který je jednorozměrný a může spojit kognitivní výkon pacientů s tím, zda je v každém voxelu přítomna léze, či nikoli. V této pilotní studii místo použití lézí použijeme dávkové mapy plánů radioterapie.

Strukturální MRI skeny pacientů budou prostorově normalizovány na společný souřadnicový systém, prostor Montrealského neurologického institutu (MNI). Transformace pak budou použity k přizpůsobení dávkových map stejnému souřadnicovému systému. Data pak budou vyhlazena. Analýza mapování symptomů lézí na bázi voxelů bude zahrnovat použití sady nástrojů pro statistické parametrické mapování Matlab. Pro každý voxel bude provedeno skupinové srovnání mezi pacienty s použitím map dávek z plánů radioterapie. Statistika t bude vypočítána na základě výsledků neurokognitivního testování. Bude vytvořena odpovídající t-mapa mozku zobrazující všechny voxely související s příslušnými kognitivními deficity. Je třeba provést opravu pro vícenásobná srovnání, aby se zajistilo, že bude minimalizován počet falešně pozitivních výsledků.