Mesurer et cartographier le déclin cognitif après une radiochirurgie cérébrale (CoDeB-Rad)

Les métastases cérébrales touchent environ 20 à 40 % de tous les patients cancéreux atteints d'une maladie extracrânienne primaire. Lamba et al. ont estimé que la survie médiane des patients sans traitement est d'environ un mois. Ce nombre augmente d'un mois à trois à 12 mois si la radiothérapie du cerveau entier (WBRT) est utilisée. Le WBRT est un traitement de radiothérapie dispensé en cinq à dix séances et où tout le cerveau est irradié. Avec l’avènement de nouveaux traitements systémiques, le pronostic des patients s’améliore constamment. L'utilisation généralisée de l'imagerie IRM a également augmenté le nombre de patients diagnostiqués en améliorant la détection de très petites tumeurs (un ou deux millimètres de diamètre). Par conséquent, davantage de personnes sont orientées vers un traitement à visée curative pour leurs métastases cérébrales.

Les patients présentant des métastases cérébrales peuvent être traités par chirurgie, WBRT, radiochirurgie stéréotaxique (SRS) ou une combinaison des méthodes ci-dessus. La SRS est le traitement de choix pour les métastases uniques ou multiples, sauf en cas de masse importante (plus de 3 cm de diamètre) pour laquelle la chirurgie serait l'option privilégiée. Cela est dû au caractère invasif de la chirurgie, au fait que la SRS est non ou peu invasive et aux risques associés à une résection chirurgicale. Le SRS est un traitement hautement ciblé qui utilise des techniques de localisation stéréotaxique pour administrer une dose de rayonnement élevée à une zone délimitée du cerveau. Le traitement est généralement délivré en un seul traitement de radiothérapie. Dans des essais contrôlés randomisés prospectifs, il a été démontré que la radiochirurgie stéréotaxique est aussi efficace que la radiothérapie du cerveau entier, en termes de contrôle local des tumeurs, mais que le fardeau du déclin cognitif pour les patients est moindre. Les tumeurs primitives peuvent varier, mais la majorité des patients ont un mélanome primaire du poumon, du sein, du rein ou du côlon.

Les radiations endommagent le cerveau, différentes zones étant plus ou moins sensibles aux radiations. Les principaux organes utilisés pour optimiser les plans de traitement par radiothérapie en réduisant la dose délivrée à ceux-ci sont les yeux, les nerfs optiques, le chiasma, le tronc cérébral, les cochlées, le cristallin et les glandes lacrymales. Ce sont des organes qui affectent les fonctions physiques. Actuellement, lors de la planification du traitement de radiothérapie, aucune considération n'est accordée aux zones du cerveau qui affectent la fonction cognitive, telles que l'hippocampe, les noyaux gris centraux, l'insula et les corps calleux, pour n'en nommer que quelques-unes.

Les effets de la radiothérapie sur le cerveau sont bien documentés, mais ils concernent principalement la WBRT. Les effets de la radiothérapie focale, telle que la SRS, sur la cognition n'ont pas été étudiés en détail. Cette étude pilote utilisera la cartographie des symptômes des lésions basée sur le voxel (VLSM) pour corréler les cartes de dose de planification de traitement avec les résultats cliniques sur la fonction neurocognitive.

La cartographie des symptômes des lésions basée sur le voxel est une technique dans laquelle la relation entre les dommages causés à certaines zones du cerveau peut être corrélée aux symptômes qui affectent la fonction cognitive. Cela se fait voxel par voxel. Un voxel est un volume dans une structure tridimensionnelle. Le VLSM a été largement utilisé dans le passé chez les patients victimes d'un AVC, mais la littérature est rare pour les patients présentant des métastases cérébrales. Des images IRM individuelles du cerveau seront utilisées avec les cartes de dose du plan de traitement SRS de chaque patient. Les cartes de dose seront superposées et corrélées avec les résultats des tests neurocognitifs. Les zones identifiées du cerveau seront ensuite délimitées et le niveau de dose significatif (le niveau de dose auquel le changement cognitif devient quantifiable) sera évalué.

Avantages

L'identification des zones du cerveau et des doses associées aux changements cognitifs aidera à orienter les futures lignes directrices sur les contraintes de dose volumétrique pour ces zones du cerveau. Comme la localisation des lésions sera corrélée aux résultats cliniques des tests neurocognitifs, une meilleure compréhension des effets secondaires du traitement de radiothérapie pourrait être acquise. Cela permettra d'optimiser les futurs traitements de radiothérapie, d'épargner ces zones minimisant ainsi les effets secondaires du traitement de radiothérapie.

Enfin, avec les connaissances acquises, les consultants seront mieux placés pour informer les patients sur les effets qu'aura leur traitement. Les patients pourront ainsi prendre des décisions éclairées concernant leur traitement. Ceci est particulièrement important dans cette population, car la majorité des patients traités par SRS n'ont pas une très longue espérance de vie.

Méthodes L'imagerie par résonance magnétique ou IRM est une technique d'imagerie médicale qui utilise des champs magnétiques et des ondes radio pour générer des images détaillées de l'intérieur du corps. L'IRM est la méthode d'imagerie privilégiée utilisée pour diagnostiquer les tumeurs cérébrales, tant bénignes que malignes, en raison de sa capacité à fournir un contraste élevé pour ces tissus. Des tumeurs aussi petites que 2 mm peuvent être facilement visualisées à l’aide d’un scanner IRM.

La méthodologie qui sera utilisée pour analyser les données, VLSM, est bien établie et a été largement utilisée chez les patients présentant des lésions d'accident vasculaire cérébral. Il utilise un modèle de régression univarié et peut associer les performances cognitives des patients à la présence ou non d'une lésion dans chaque voxel. Dans cette étude pilote, au lieu d'utiliser les lésions, nous utiliserons les cartes de doses des plans de traitement de radiothérapie.

Les IRM structurelles des patients seront spatialement normalisées selon un système de coordonnées commun, l'espace de l'Institut neurologique de Montréal (INM). Les transformations seront ensuite utilisées pour ajuster les cartes de doses au même système de coordonnées. Les données seront ensuite lissées. L'analyse cartographique des symptômes des lésions basée sur les voxels impliquera l'utilisation d'une boîte à outils de cartographie paramétrique statistique Matlab. Pour chaque voxel, une comparaison de groupe entre les patients sera entreprise avec l'utilisation des cartes de doses des plans de traitement de radiothérapie. La statistique t sera calculée sur la base des résultats des tests neurocognitifs. Une carte T correspondante du cerveau sera créée montrant tous les voxels liés aux déficits cognitifs concernés. Une correction pour les comparaisons multiples doit être effectuée afin de garantir que le taux de faux positifs sera minimisé.