Neurokognitiv og funktionel vurdering af patienter med hjernemetastaser

Denne forskningsprotokol er designet til at udføre neuropsykologisk testning og fMRI-scanning hos patienter med hjernemetastaser, der skal gennemgå enten WBRT- eller SRS-behandling på Thomas Jefferson University Hospital. Støtteberettigede patienter vil blive henvist gennem afdelingen for neurokirurgi og stråle-onkologi. Patienterne vil fuldføre det informerede samtykke til både før- og efterbehandlingen (4 måneder efter WBRT eller SRS er afsluttet), fMRI-scanning og før- og efterbehandling (4 og 12 måneder efter WBRT eller SRS er afsluttet) neuropsykologiske testsessioner og få at vide, at deltagelse i enten fMRI-scanningerne og den neuropsykologiske test er frivillig. Patienterne vil også blive fortalt, at dataene kun vil blive indsamlet til observationsforskningsformål og ikke vil direkte påvirke deres kliniske pleje. Patienter og deres forsikringsselskaber vil ikke blive yderligere faktureret som følge af denne undersøgelse bortset fra den kliniske fakturering, der er i overensstemmelse med nuværende klinisk praksis.

fMRI-undersøgelsen vil blive tilføjet til den allerede eksisterende behandlingsplanlægning og opfølgende MR-scanning, der ville blive opnået af klinisk nødvendighed uden undersøgelsen.

For at være i stand til at identificere og skelne normale versus unormale hjerneaktivitetsmønstre forbundet med de forskellige fMRI-opgaver og hviletilstandsbilleddannelsesprocedurer, der er en del af denne undersøgelse, vil det være nødvendigt at scanne en undergruppe af raske (alder, uddannelse, køn matchet) ) normale kontroller på de forskellige kognitive og adfærdsmæssige opgaver. Dette er den eneste måde at bestemme gyldigheden af ​​de anvendte opgaver med hensyn til deres aktiveringsegenskaber og de normale hjerneområder involveret i opgaven. Specifikt er de sunde aldersmatchede kontroller kritiske for denne undersøgelse, da der ikke er nogen anden måde at validere fMRI-resultaterne med aktiveringsopgaverne for hippocampus og udøvende funktioner. Normale matchede kontroller er nødvendige for korrekt analyse af både de neurokognitive og neuroimaging data. For de neurokognitive data er de normale kontroldata nødvendige for at konstruere Reliable Change Index (RCI), der henvises til nedenfor i statistikafsnittet. En sammenligning med normal er også vigtig for at estimere størrelsen af ​​enhver ændring, der observeres hos patienterne, for at afgøre, om den har klinisk relevans. For neurobilleddannelsesdata er de normale kontroller nødvendige for at give et reference- eller sammenligningspunkt for at kvantificere i hvilken grad hjernebilleddannelseskortet (benævnt et statistisk parametrisk kort, SPM) på hvert tidspunkt (baseline, efterbehandling) ) afviger fra normalt. Ved at sammenligne patientgrupperne med normale, ophæves fMRI-aktivering relateret til accessoriske eller idiosynkratiske faktorer under scanningen, så kun aktiveringen er direkte relateret til den kognitive opgave. Bestemmelse af tilstedeværelsen af ​​nye, atypiske hjerneaktiveringssteder, mistede aktiveringssteder eller deaktiveringer kan kun opnås ved at have et normalt SPM-hjernekort til sammenligning. Dette gælder ligeligt for den opgavedrevne fMRI og hviletilstands funktionelle forbindelsesdata.

For at analysere analyser inden for emnet med neuroimaging-dataene, vil vi undersøge neuroimaging-dataene på et inden-subjekt, men det vil ikke være den primære kvantitative tilgang til billeddannelsesdataene, da sådanne sammenligninger inden for emnet kan være tilbøjelige til metodiske problemer. Der er et fænomen kendt i neuroimaging litteraturen som "double dipping", som vedrører evnen til at skelne reel versus tilfældig variation over tid. Double dipping refererer til brugen af ​​testresultater på et tidspunkt for at begrænse eller skævvridende dataresultater og ændringer registreret på et andet tidspunkt. Mere konkret kan forskelle, der ses i billeddataene, afspejle ændringer i fejlen, artefaktiske aktiveringer, ikke ændringer i sand-task-relateret aktivering. For at undgå dette problem operationaliserer vi ændringer ved at sammenligne hver patients billeddata med et indeks for deres afvigelse fra raske normale på hvert tidspunkt (før-kirurgi/baseline og post-kirurgi). Denne procedure giver et systematisk middel til at kvantificere og derefter sammenligne typiske for både præ- og postkirurgiske neurokognitive aktiveringer og netværksorganisering, en procedure, der afhjælper bekymringen om "dobbeltdykning". Dette "double dipping"-fænomen og det middel, vi foreslår, gælder ligeligt for den opgavedrevne fMRI, hviletilstandens funktionelle forbindelsesdata og DTI-dataene.

I det væsentlige minimerer den foreslåede metode afhængigheden af ​​tilfældige, sessionsspecifikke udsving som en del af reference- eller sammenligningspunktet til bestemmelse af forandring. Vores metode kvantificerer vores patienters afvigelse fra normalen og undersøger den relative forskel i disse afvigelser som vores ændringsindeks. Ved at gøre det undgår vi brugen af ​​vores neuroimaging-resultater før behandling som skabelonen til at sammenligne og bestemme forandringer, hvilket minimerer bekymringerne for dobbeltdypning.

Der er ingen risiko forbundet med scanningsproceduren, så længe der ikke er metal i kroppen. Undersøgelsen af ​​normale frivillige giver også mulighed for at bestemme stabiliteten af ​​aktiveringsfundene over tid; dette giver mulighed for verifikation af pålideligheden af ​​fMRI-opgaverne og andre procedurer over tid. Uden en forståelse af den potentielle normale ændring, der kan forekomme i hjerneaktivering og struktur over tid, er det umuligt at afgøre, om der er sket en patologisk ændring. Denne gruppe af normale forsøgspersoner vil blive undersøgt på forhånd for at validere fMRI-opgaverne. Desuden vil normale kontrolpersoner blive sat sammen eller knyttet til matchede patienter og vende tilbage til yderligere scanningssessioner på samme tidspunkter som deres matchede patient.