Aivometastaaseista kärsivien potilaiden neurokokognitiivinen ja toiminnallinen arviointi

Tämä tutkimusprotokolla on suunniteltu suorittamaan neuropsykologisia testejä ja fMRI-skannauksia potilailla, joilla on aivometastaaseja, jotka joutuvat joko WBRT- tai SRS-hoitoon Thomas Jeffersonin yliopistollisessa sairaalassa. Tukikelpoiset potilaat ohjataan Neurokirurgian ja Säde-onkologian osaston kautta. Potilaat täyttävät tietoisen suostumuksen sekä esi- että jälkihoitoa varten (4 kuukautta WBRT- tai SRS-tutkimuksen päättymisen jälkeen), fMRI-skannaus sekä esi- ja jälkihoito (4 ja 12 kuukautta WBRT- tai SRS-testien suorittamisen jälkeen) neuropsykologisia testauksia varten. ja kerrotaan, että osallistuminen joko fMRI-skannauksiin ja neuropsykologiseen testaukseen on vapaaehtoista. Potilaille kerrotaan myös, että tiedot kerätään vain havainnointitutkimukseen, eivätkä ne vaikuta suoraan heidän kliiniseen hoitoonsa. Potilaita ja heidän vakuutuksenantajiaan ei laskuteta tämän tutkimuksen seurauksena, lukuun ottamatta kliinistä laskutusta, joka on yhdenmukainen nykyisen kliinisen käytännön kanssa.

FMRI-tutkimus lisätään olemassa olevaan hoito- ja seurantatutkimukseen, joka saataisiin kliinisestä välttämättömyydestä ilman tutkimusta.

Jotta voidaan tunnistaa ja erottaa normaalit ja epänormaalit aivojen toimintamallit, jotka liittyvät tähän tutkimukseen kuuluviin erilaisiin fMRI-tehtäviin ja lepotilan kuvantamismenetelmiin, on tarpeen skannata osa terveistä (ikä, koulutus, sukupuoli). ) erilaisten kognitiivisten ja käyttäytymistehtävien normaalit kontrollit. Tämä on ainoa tapa määrittää käytettävien tehtävien pätevyys niiden aktivointiominaisuuksien ja tehtävään liittyvien normaalien aivoalueiden osalta. Erityisesti terveen iän mukaiset kontrollit ovat kriittisiä tässä tutkimuksessa, koska fMRI-löydösten validointiin ei ole muuta tapaa aivoturso- ja toimeenpanotoimintojen aktivointitehtävillä. Normaalit yhteensovitetut kontrollit tarvitaan sekä neurokognitiivisten että neurokuvantamistietojen oikeaan analysointiin. Neurokognitiivisia tietoja varten tarvitaan normaaleja kontrollitietoja luotettavan muutosindeksin (RCI) muodostamiseen, johon viitataan alla Tilastot-osiossa. Vertailu normaaliin on myös tärkeä potilaissa havaitun muutoksen suuruuden arvioimiseksi, jotta voidaan määrittää, onko sillä kliinistä merkitystä. Neurokuvaustiedoissa normaaleja kontrolleja tarvitaan tarjoamaan viite- tai vertailupiste, jolla voidaan kvantifioida aivojen kuvantamiskartan (jota kutsutaan tilastolliseksi parametrikartaksi, SPM) määräksi kullakin ajankohtana (perustilanne, hoidon jälkeen). ) poikkeaa normaalista. Kun potilasryhmiä verrataan normaaleihin, fMRI-aktivaatio, joka liittyy apu- tai omituisiin tekijöihin skannauksen aikana, kumoutuu, jolloin jäljelle jää vain kognitiiviseen tehtävään suoraan liittyvä aktivaatio. Myös uusien, epätyypillisten aivojen aktivaatiokohtien, kadonneiden aktivaatiokohtien tai deaktivaatioiden olemassaolon määrittäminen voidaan saavuttaa vain käyttämällä vertailua varten normaalia SPM-aivokarttaa. Tämä koskee yhtä lailla tehtäväohjattua fMRI:tä ja lepotilan toiminnallista yhteystietoa.

Analysoidaksemme kohteen sisäisiä analyyseja neurokuvantamisdatalla, tutkimme hermokuvaustietoja yksilön sisäisestä koehenkilöstä, mutta se ei ole ensisijainen kvantitatiivinen lähestymistapa kuvantamistietoihin, koska tällaiset subjektien sisäiset vertailut voivat olla alttiita metodologisille ongelmille. On olemassa ilmiö, joka tunnetaan neurokuvantamiskirjallisuudessa "kaksoisdippauksena", joka koskee kykyä erottaa todellinen ja satunnainen vaihtelu ajan kuluessa. Kaksoisupotuksella tarkoitetaan testitulosten käyttöä tietyssä vaiheessa rajoittamaan tai vääristämään datan tuloksia ja toisella hetkellä rekisteröityjä muutoksia. Tarkemmin sanottuna kuvantamistiedoissa näkyvät erot voivat heijastaa muutoksia virheessä, artefaktuaalisissa aktivaatioissa, eivät todelliseen tehtävään liittyvässä aktivoinnissa. Tämän ongelman välttämiseksi toteutamme muutoksen vertaamalla kunkin potilaan kuvantamistietoja indeksiin, joka kertoo poikkeaman terveistä normaaleista kullakin hetkellä (ennen leikkausta/perustilannetta ja leikkauksen jälkeen). Tämä menettely tarjoaa systemaattisen keinon kvantifioida ja sitten verrata sekä ennen leikkausta että sen jälkeisiä neurokognitiivisia aktivaatioita ja verkoston organisointia, mikä lievittää huolta "kaksoisupotuksesta". Tämä "kaksinkertainen upotus" -ilmiö ja ehdottamamme korjaustoimenpide pätevät yhtä lailla tehtäväohjautuvaan fMRI:hen, lepotilan toiminnalliseen yhteystietoon ja DTI-dataan.

Pohjimmiltaan ehdotettu menetelmä minimoi riippuvuuden satunnaisiin, istuntokohtaisiin vaihteluihin osana viite- tai vertailukohtaa muutoksen määrittämisessä. Menetelmämme kvantifioi potilaidemme poikkeaman normaalista ja tarkastelee näiden poikkeamien suhteellista eroa muutosindeksinä. Näin tehdessämme vältämme hoitoa edeltävien neuroimaging-tulostemme käyttämistä mallina muutosten vertailussa ja määrittämisessä, mikä minimoi kaksoisupotuksen.

Skannausmenettelyyn ei liity riskiä niin kauan kuin kehossa ei ole metallia. Normaalien vapaaehtoisten tutkiminen mahdollistaa myös aktivaatiolöydösten stabiilisuuden määrittämisen ajan kuluessa; Tämä mahdollistaa fMRI-tehtävien ja muiden toimenpiteiden luotettavuuden ajan mittaan. Ilman ymmärrystä mahdollisesta normaalista muutoksesta, joka voi tapahtua aivojen aktivaatiossa ja rakenteessa ajan myötä, on mahdotonta määrittää, onko patologista muutosta tapahtunut. Tämä ryhmä normaaleja aiheita tutkitaan etukäteen fMRI-tehtävien validoimiseksi. Lisäksi normaalit kontrollikohteet sidotaan tai linkitetään vastaaviin potilaisiin ja palaavat lisäskannausistuntoihin samoissa pisteissä kuin vastaava potilas.