En undersøgelse af kognitive ændringer hos patienter, der modtager hjernestråling

Kraniel strålebehandling (RT), der almindeligvis anvendes til behandling af benigne og ondartede hjernetumorer, kan føre til kognitive svækkelser i domæner, der ikke er relateret til neuroanatomiske strukturer, der er direkte påvirket af tumoren. Dette tyder på, at off-target RT, selv ved lave doser, kan have en negativ kognitiv indvirkning ved at påvirke neuroanatomiske mål proksimalt eller distalt for tumoren. Mens begrænsninger for at minimere hjernenekrose, ototoksicitet og optisk neuropati er veletablerede, er RT-dosistolerancer for kognitive ændringer i nøgledomæner (hukommelse, opmærksomhed, eksekutiv funktion og behandlingshastighed), der forekommer hos RT-behandlede patienter, dårligt karakteriseret. Der er akkumulerende beviser for, at overvejelse af neuroanatomiske mål bedre kunne forklare kraniel RT-medieret kognitiv forandring. Derudover har et nyligt kooperativ gruppe fase III forsøg vist, at konform undgåelse af hippocampus med helhjerne RT kan reducere kognitiv svækkelse. Desværre havde 60 % af patienterne stadig kognitiv svækkelse efter 6 måneder, selv med hippocampus-undgåelse, hvilket antyder, at andre strukturer og netværk er involveret i kognitive underskud fra RT, og bestræbelser på at identificere disse strukturer er berettiget. En stor hindring i feltet har været vanskeligheder med at identificere steder med vævsskade uden for mål, som kunne påvirke kognition efter RT. I betragtning af det limbiske systems rolle i centrale kognitive funktioner påvirket af RT, har efterforskerne en særlig interesse i at karakterisere ændringer i det limbiske system og thalamus i forhold til hukommelse og relaterede processer.

Forskerne planlægger at undersøge RT-effekter på neuroanatomiske strukturer i det limbiske system og thalamus samt kandidatstrukturer identificeret systematisk ved hjælp af magnetisk resonansbilleddannelse (MRI). Efterforskerne foreslår prospektivt at indskrive 75 patienter med benigne og lavgradige hjernetumorer, som vil gennemgå delvis hjerne-RT, enten konventionelt fraktioneret eller hypofraktioneret.

Neurokognitiv testning vil blive opnået ved baseline, 3, 6 og 12 måneder efter RT ved hjælp af et batteri af tests til at vurdere visuel og verbal hukommelse, opmærksomhed, eksekutiv funktion og behandlingshastighed. Hjerne-MR, inklusive højopløselige T1-billeder, diffusionstensor-billeddannelse (DTI) og hvilende funktionelle MR-sekvenser (fMRI), vil blive evalueret ved baseline, 6 og 12 måneder efter RT.

Denne pilotundersøgelse vil give foreløbige data til at identificere nøgleområder påvirket af RT, som kan følges op i fremtidig forskning.

Mål 1: At undersøge objektive neurokognitive ændringer over tid. Baseret på tidligere data antager efterforskerne, at de vil se RT-induceret neurokognitiv svækkelse hos op til 50 % af patienterne efter kraniel RT. Forskerne vil evaluere neurokognitive testændringer i HVLT-R forsinket genkaldelse (verbal hukommelse) som deres primære endepunkt. Som et sekundært endepunkt vil de evaluere en sammensat global deficit z-score samt ændringer i kognitive domæner af visuel hukommelse, opmærksomhed, eksekutiv funktion og behandlingshastighed.

Mål 2: At undersøge ændringer i hjernevæv (via MR) induceret af off-target RT hos patienter med benigne og lavgradige hjernetumorer. Efterforskerne antager, at en detaljeret kortlægning af hjernevævsskade af off-target RT-doser fra før til post-RT og rekonstrueret strukturel og funktionel forbindelse (DTI og fMRI) vil give data om forholdet mellem RT-dosis og MR-ændringer i specifikke strukturer. Forskerne antager specifikt, at co-mapping af RT-dosis og MR-ændringer i thalamus og limbiske system (dvs. thalamuskerner, hippocampus, fornix, hypothalamus/mammillære legemer, limbisk lap, cingulum) vil blive mest forvrænget af off-target RT.

Mål 3: At undersøge sammenhængen mellem MR-ændringer for centrale neuroanatomiske strukturer med neurokognitiv testning. Forskerne antager, at RT vil påvirke adskillige neuronale netværk, der tjener flere kognitive domæner, og kognitiv tilbagegang (mål 2) vil være korreleret med skader afsløret af MR på limbiske og thalamiske strukturer (mål 1). Denne tilgang vil tillade identifikation af hjernestrukturer, der er mest forbundet med domænespecifik kognitiv svækkelse.

Der er et kritisk behov for veldesignede longitudinelle undersøgelser, der undersøger virkningen af ​​RT på neuroanatomiske strukturer. Mange af de undersøgelser, der evaluerer kognition med RT, tager ikke højde for neuroanatomiske dosisfordelinger. Selv inden for litteraturen, der evaluerer neuroanatomiske mål, har der ikke været en systematisk tilgang til evaluering af neuroanatomiske mål ved RT. Denne forskning vil hjælpe med at definere, hvilke neuroanatomiske strukturer der er mest udsat for RT-induceret skade og vil i sidste ende hjælpe med at etablere nye dosisbegrænsningsretningslinjer for vigtige strukturer for at forbedre kognitive resultater.