Motor Eloquent Navigated Transkraniell Magnetisk Stimulering til Planlægning af Stråleterapi (MENTOR)

Baggrund:

Stråleterapi er en hjørnesten i behandlingen af metastatiske hjernetumorer. Den anvendes enten som første-linje behandling eller postoperativt til det resekterede tumorleje. At levere en tilstrækkelig høj stråledosis til læsionen eller tumorlejet, samtidig med at forhindre neurologiske udfald på grund af radionekrose fra overeksponering af sårbart, sundt hjernvæv, forbliver særligt udfordrende i eloquente hjerneregioner som motorcortex.

Ifølge internationale retningslinjer (ICRU rapporterne 50, 62 og 83) må målvolumener for stråleterapi defineres omhyggeligt, mens risikoorganer (OAR'er), herunder det optiske apparat, cochlea, hippocampus, hjernestammen og hypofysen, skal beskyttes. Motorcortex (M1) og den kortikospinale trakt (CST) bør ligeledes bevares; de er dog ikke formelt defineret som OAR'er i nuværende retningslinjer, og deres præcise afgrænsning er teknisk krævende.

Den anatomiske præcentrale gyrus ("anatomisk M1") svarer ikke nøjagtigt til den funktionelle placering af motorisk kontrol ("funktionel M1"). Konventionelle billeddannelsesteknikker såsom funktionel MR (fMRI) og diffusion tensor imaging (DTI) giver begrænset rumlig nøjagtighed med lokaliseringsfejl på op til 1 cm. Derimod er navigeret transkraniel magnetisk stimulation (nTMS) en ikke-invasiv metode, der identificerer motorisk-eloquente regioner baseret på individuelle MR-data, hvilket giver mere præcise funktionelle kortlægninger til strålebehandlingsplanlægning. Dette rejser spørgsmålet om, hvorvidt integration af postoperative, præ-stråleterapi nTMS-kort kunne muliggøre mere skræddersyede og præcise stråleterapiplaner.

Tidligere undersøgelser har vist, at nTMS udviser en median afvigelse på kun 5,2 mm sammenlignet med direkte kortikal stimulation (guldstandarden), mens fMRI kan afvige mere end 1 cm. Især hos patienter med tumorer, der involverer motorcortex, er det vist, at nTMS giver overlegen rumlig nøjagtighed. Foreløbige data tyder yderligere på, at inkorporering af nTMS i radioterapiplanlægning kan reducere stråleeksponeringen til motorcortex og CST, samtidig med at optimal målvolumendækning opretholdes.

Men publicerede undersøgelser hidtil har udelukkende støttet sig på præoperative billeder. Postoperative anatomiske ændringer på grund af hjerneskift og variationer i resektionshulen kan gøre disse kort unøjagtige for postoperativ planlægning. Det står derfor tilbage at afgøre, om opdatering af nTMS-kort ved hjælp af postoperativ MR, taget umiddelbart før stråleterapi, kan forbedre behandlingspræcision og kliniske resultater.

Formål:

Formålet med denne undersøgelse er at adressere følgende spørgsmål hos patienter med resekterede hjernemetastaser, der involverer eller ligger tæt på motorcortex:

1. Er det muligt samtidigt at opretholde den tilstrækkelige stråledosis i læsionsregionen og holde dosen på det funktionelle primære motorområde (M1) så lavt som muligt?
2. Påvirker integrationen af nTMS-kortlægning i radio-onkologisk behandlingsplanlægning og den tilhørende dosisreduktion til M1 de kliniske resultater?
3. Er der en sammenhæng mellem den endelige dosis, som den funktionelle M1 modtager, og det kliniske/onkologiske udfald (post-radiokirurgisk motorfunktion, radionekrose og lokal tumor kontrol ved 3-, 6- og 12-måneders opfølgning)?

Metoder:

Planlægningen af SRS vil blive udført af et team af stråleonkologer på Inselspital, Bern Universitetshospital med omfattende erfaring i behandling af hjernemetastaser. Manuelle segmenteringer af målvolumen og nTMS-punkter vil blive udført. De inkluderede tilfælde vil blive gennemgået for omfang/dosis af behandlingsplanen, og to behandlingsplaner vil blive oprettet: en "standard" og en "nTMS-tilpasset" behandlingsplan.

For "nTMS-tilpasset" plan vil nTMS-motor kortet blive fusioneret med planlægnings-MR'en. Hver patients motorkort (interesseområder defineret af de positive MEP-svar) vil blive brugt til at definere "funktionel M1". Behandlingsdosis vil blive ordinerede til planlægningsmålvolumen (Planning target volume (PTV): resektionshule plus eventuel kontrastforstærkning med en 2 mm sikkerhedsmargin hos patienter, der har fået operation). Denne plan vil blive optimeret i henhold til nTMS-motorkort ved at reducere dosis anvendt på det motorisk-eloquente væv så lavt som rimeligt muligt ved at begrænse dosisordineringen i dette område til 15 Gy i enkeltfraktion. PTV-overlap med motorkortene vil ikke blive skånet. Stråleonkologen vælger den nTMS-tilpassede plan, hvis den dækker mindst 95% af målvolumen; ellers vælges standardplanen for at sikre tilstrækkelig dosisdækning.