Måling og kortlægning af kognitiv tilbagegang efter hjerneradiokirurgi (CoDeB-Rad)

Hjernemetastaser påvirker omkring 20-40 % af alle cancerpatienter med en primær ekstrakraniel sygdom. Lamba et at vurderede, at patienters mediane overlevelse uden behandling er cirka en måned. Dette tal stiger fra en måned til mellem tre og 12 måneder, hvis helhjernestrålebehandling (WBRT) anvendes. WBRT er en strålebehandling, der gives i fem til ti sessioner, og hvor hele hjernen bestråles. Med fremkomsten af ​​nye systemiske behandlinger forbedres prognosen for patienter konstant. Den udbredte brug af MR-billeddannelse har også øget antallet af patienter, der bliver diagnosticeret ved at forbedre påvisningen af ​​meget små tumorer (en eller to millimeter i diameter). Derfor henvises flere mennesker til behandling med en helbredende hensigt for deres hjernemetastaser.

Patienter med hjernemetastaser kan behandles med kirurgi, WBRT, Stereotaktisk Radiokirurgi (SRS) eller en kombination af ovenstående. SRS er den foretrukne behandling for enkelte eller multiple metastaser, medmindre der er en stor masse (mere end 3 cm i diameter), hvor operation ville være den foretrukne mulighed. Dette skyldes operationens invasivitet, SRS er ikke eller minimalt invasiv, og de dermed forbundne risici ved at få foretaget en kirurgisk resektion. SRS er en meget fokuseret behandling, der gør brug af stereotaktiske lokaliseringsteknikker til at levere en høj stråledosis til et skitseret område af hjernen. Behandlingen leveres normalt i en enkelt strålebehandling. I prospektive randomiserede kontrollerede forsøg blev det vist, at Stereotaktisk Radiokirurgi er lige så effektiv som strålebehandling af hele hjernen, hvad angår lokal tumorkontrol, men byrden af ​​kognitiv tilbagegang for patienterne er mindre. De primære tumorer kan variere, men størstedelen af ​​patienterne har primært lunge, bryst, melanom, nyre eller tyktarm.

Stråling skader hjernen, hvor forskellige områder er mere eller mindre modtagelige for stråling. De vigtigste organer, der bruges til at optimere strålebehandlingsplaner ved at reducere den dosis, der leveres til disse, omfatter øjne, synsnerver, chiasma, hjernestamme, cochlea, linser og tårekirtler. Det er organer, der påvirker fysiske funktioner. I øjeblikket tages der under planlægning af strålebehandlingsbehandling ikke hensyn til områder af hjernen, der påvirker kognitiv funktion, såsom hippocampus, basalganglier, insula og corpus callosum for at nævne nogle få.

Effekterne af strålebehandling i hjernen er veldokumenterede, men dette er mest for WBRT. Effekterne af fokal strålebehandling, såsom SRS, på kognition er ikke blevet undersøgt i detaljer. Denne pilotundersøgelse vil bruge voxel-baseret læsionssymptomkortlægning (VLSM) til at korrelere behandlingsplanlægningsdosiskortene med kliniske resultater på neurokognitiv funktion.

Voxel-baseret læsionssymptomkortlægning er en teknik, hvor forholdet mellem skader på bestemte steder i hjernen kan korreleres med symptomer, der påvirker kognitiv funktion. Dette gøres på en voxel-for-voxel basis. En voxel er et volumen i en tredimensionel struktur. VLSM er tidligere blevet brugt i vid udstrækning hos apopleksipatienter, men litteraturen er sparsom for patienter med hjernemetastaser. Individuelle MR-billeder af hjernen vil blive brugt sammen med dosiskortene fra hver patients SRS-behandlingsplan. Dosiskortene vil blive overlejret og korreleret med resultater fra neurokognitive tests. De identificerede områder af hjernen vil derefter blive skitseret, og dosisniveauet af signifikans (det dosisniveau, hvor kognitiv forandring bliver kvantificerbar) vil blive vurderet.

Fordele

Identifikationen af ​​områder i hjernen og associerede doser med kognitive ændringer vil hjælpe med at rådgive fremtidige retningslinjer om volumetriske dosisbegrænsninger for disse områder i hjernen. Da læsionsplacering vil være korreleret med kliniske resultater fra neurokognitiv testning, kan en bedre forståelse af bivirkningerne af strålebehandling opnås. Dette vil muliggøre optimering af fremtidige strålebehandlinger, for at skåne disse områder og derved minimere bivirkningerne af strålebehandlingen.

Endelig vil konsulenter med den opnåede viden være bedre i stand til at informere patienterne om, hvilke effekter deres behandling vil have. Patienter vil derfor være i stand til at træffe informerede beslutninger om deres behandling. Dette er især vigtigt i denne population, da størstedelen af ​​de patienter, der behandles med SRS, ikke har en særlig lang levetid.

Metoder Magnetisk resonansbilleddannelse eller MR er en medicinsk billeddannelsesteknik, der bruger magnetiske felter og radiobølger til at generere detaljerede billeder af kroppens indre. MR er den foretrukne billeddiagnostiske metode, der bruges til at diagnosticere tumorer i hjernen, både godartede og ondartede, på grund af dens evne til at give høj kontrast til disse væv. Tumorer helt ned til 2 mm kan let visualiseres ved hjælp af en MR-scanner.

Metoden, der vil blive brugt til at analysere dataene, VLSM, er veletableret og er blevet brugt flittigt hos patienter med slagtilfælde. Den bruger en regressionsmodel, der er univariat og kan associere patienters kognitive ydeevne til, hvorvidt der er en læsion til stede i hver voxel. I dette pilotstudie vil vi i stedet for at bruge læsioner bruge dosiskortene for strålebehandlingsplanerne.

De strukturelle MR-scanninger af patienterne vil blive rumligt normaliseret til et fælles koordinatsystem, Montreal Neurological Institute (MNI) space. Transformationerne vil derefter blive brugt til at tilpasse dosiskortene til det samme koordinatsystem. Dataene vil derefter blive udjævnet. Den voxel-baserede læsionssymptomkortlægningsanalyse vil involvere brugen af ​​en Matlab statistisk parametrisk kortlægningsværktøjskasse. For hver voxel vil der blive foretaget en gruppesammenligning mellem patienter ved brug af dosiskortene fra strålebehandlingsplanerne. t-statistikken vil blive beregnet ud fra resultaterne fra den neurokognitive test. Et tilsvarende t-kort af hjernen vil blive oprettet, der viser alle de voxels, der er relateret til de relevante kognitive underskud. En korrektion for flere sammenligninger skal udføres for at sikre, at antallet af falske positive vil blive minimeret.