Neurokokognitive und funktionelle Beurteilung von Patienten mit Hirnmetastasen

Dieses Forschungsprotokoll dient der Durchführung neuropsychologischer Tests und fMRT-Scans bei Patienten mit Hirnmetastasen, die sich entweder einer WBRT- oder SRS-Behandlung am Thomas Jefferson University Hospital unterziehen sollen. Geeignete Patienten werden über die Abteilung für Neurochirurgie und Radioonkologie überwiesen. Die Patienten vervollständigen die Einverständniserklärung sowohl für die Vor- als auch für die Nachbehandlung (4 Monate nach Abschluss der WBRT oder SRS), die fMRT-Untersuchung und die neuropsychologischen Testsitzungen vor und nach der Behandlung (4 und 12 Monate nach Abschluss der WBRT oder SRS). und es wird Ihnen mitgeteilt, dass die Teilnahme an den fMRT-Scans und den neuropsychologischen Tests freiwillig ist. Den Patienten wird außerdem mitgeteilt, dass die Daten nur zu Beobachtungszwecken gesammelt werden und keinen direkten Einfluss auf ihre klinische Versorgung haben. Den Patienten und ihren Versicherern werden aufgrund dieser Studie keine zusätzlichen Kosten in Rechnung gestellt, abgesehen von der klinischen Abrechnung, die der aktuellen klinischen Praxis entspricht.

Die fMRT-Studie wird zur bereits bestehenden Behandlungsplanung und MRT-Folgeuntersuchung hinzugefügt, die ohne die Studie aus klinischer Notwendigkeit durchgeführt werden würde.

Um normale und abnormale Gehirnaktivitätsmuster im Zusammenhang mit den verschiedenen fMRT-Aufgaben und Bildgebungsverfahren im Ruhezustand, die Teil dieser Studie sind, identifizieren und unterscheiden zu können, muss eine Teilmenge gesunder (Alter, Bildung, Geschlecht) gescannt werden ) normale Kontrollen der verschiedenen kognitiven und Verhaltensaufgaben. Nur so lässt sich die Validität der eingesetzten Aufgaben hinsichtlich ihrer Aktivierungseigenschaften und der an der Aufgabe beteiligten normalen Hirnareale feststellen. Insbesondere die gesunden, altersangepassten Kontrollpersonen sind für diese Studie von entscheidender Bedeutung, da es keine andere Möglichkeit gibt, die fMRT-Ergebnisse mit den Aufgaben zur Aktivierung von Hippocampus- und Exekutivfunktionen zu validieren. Für die ordnungsgemäße Analyse sowohl der neurokognitiven als auch der Neuroimaging-Daten sind normal abgestimmte Kontrollen erforderlich. Für die neurokognitiven Daten werden die normalen Kontrolldaten benötigt, um den Reliable Change Index (RCI) zu erstellen, auf den unten im Abschnitt „Statistik“ verwiesen wird. Außerdem ist ein Vergleich mit dem Normalwert wichtig, um das Ausmaß der bei den Patienten beobachteten Veränderungen abzuschätzen und festzustellen, ob sie klinische Relevanz haben. Für die Neuroimaging-Daten werden die normalen Kontrollen benötigt, um einen Referenz- oder Vergleichspunkt bereitzustellen, um den Grad der Bildgebungskarte des Gehirns (als statistische parametrische Karte (SPM) bezeichnet) zu jedem Zeitpunkt (Grundlinie, Nachbehandlung) zu quantifizieren ) weicht vom Normalen ab. Durch den Vergleich der Patientengruppen mit Normalpersonen heben sich die fMRT-Aktivierungen im Zusammenhang mit zusätzlichen oder idiosynkratischen Faktoren während des Scans auf, so dass nur die Aktivierung übrig bleibt, die direkt mit der kognitiven Aufgabe zusammenhängt. Außerdem lässt sich das Vorhandensein neuer, atypischer Gehirnaktivierungsstellen, verlorener Aktivierungsstellen oder Deaktivierungen nur mithilfe einer normalen SPM-Gehirnkarte zum Vergleich feststellen. Dies gilt gleichermaßen für die aufgabengesteuerten fMRT- und die funktionellen Konnektivitätsdaten im Ruhezustand.

Um subjektinterne Analysen mit den Neuroimaging-Daten zu analysieren, werden wir die Neuroimaging-Daten an einem subjektinternen Subjekt untersuchen. Dies wird jedoch nicht der primäre quantitative Ansatz für die Bildgebungsdaten sein, da solche subjektinternen Vergleiche anfällig für methodische Probleme sein können. In der Neuroimaging-Literatur gibt es ein Phänomen, das als „Double Dipping“ bekannt ist und die Fähigkeit betrifft, reale von zufälligen Variationen im Laufe der Zeit zu unterscheiden. Double Dipping bezieht sich auf die Verwendung von Testergebnissen zu einem Zeitpunkt, um die zu einem zweiten Zeitpunkt registrierten Datenergebnisse und Änderungen einzuschränken oder zu verzerren. Konkreter ausgedrückt können die in den Bilddaten beobachteten Unterschiede Änderungen im Fehler, künstliche Aktivierungen und keine Änderungen bei der Aktivierung im Zusammenhang mit der tatsächlichen Aufgabe widerspiegeln. Um dieses Problem zu vermeiden, operationalisieren wir Veränderungen, indem wir die Bilddaten jedes Patienten mit einem Index seiner Abweichung von gesunden Normalwerten zu jedem Zeitpunkt (vor der Operation/Basislinie und nach der Operation) vergleichen. Dieses Verfahren bietet ein systematisches Mittel zur Quantifizierung und anschließenden Vergleichung der Typizität sowohl prä- als auch postoperativer neurokognitiver Aktivierungen und Netzwerkorganisation, ein Verfahren, das Bedenken hinsichtlich eines „Double Dipping“ lindert. Dieses „Double Dipping“-Phänomen und die von uns vorgeschlagene Abhilfe gelten gleichermaßen für die aufgabengesteuerte fMRT, die funktionellen Konnektivitätsdaten im Ruhezustand und die DTI-Daten.

Im Wesentlichen minimiert die vorgeschlagene Methodik die Abhängigkeit von zufälligen, sitzungsspezifischen Schwankungen als Teil des Referenz- oder Vergleichspunkts zur Bestimmung von Veränderungen. Unsere Methode quantifiziert die Abweichung unserer Patienten vom Normalzustand und untersucht den relativen Unterschied dieser Abweichungen als unseren Änderungsindex. Auf diese Weise vermeiden wir die Verwendung unserer Neuroimaging-Ergebnisse vor der Behandlung als Vorlage für den Vergleich und die Bestimmung von Veränderungen und minimieren so die Gefahr eines Double Dipping.

Mit dem Scanvorgang ist kein Risiko verbunden, solange sich kein Metall im Körper befindet. Die Untersuchung normaler Freiwilliger ermöglicht auch die Bestimmung der Stabilität der Aktivierungsergebnisse über die Zeit; Dies ermöglicht die Überprüfung der Zuverlässigkeit der fMRT-Aufgaben und anderer Verfahren im Laufe der Zeit. Ohne ein Verständnis der potenziellen normalen Veränderung, die im Laufe der Zeit in der Gehirnaktivierung und -struktur auftreten kann, ist es unmöglich festzustellen, ob eine pathologische Veränderung aufgetreten ist. Diese Gruppe normaler Probanden wird im Voraus untersucht, um die fMRT-Aufgaben zu validieren. Darüber hinaus werden normale Kontrollpersonen mit passenden Patienten verbunden oder mit ihnen verbunden und kehren zu den gleichen Zeitpunkten wie ihr passender Patient für weitere Scansitzungen zurück.