Valutazione neurococognitiva e funzionale dei pazienti con metastasi cerebrali

Questo protocollo di ricerca è progettato per eseguire test neuropsicologici e scansione fMRI in pazienti con metastasi cerebrali che devono sottoporsi a trattamento WBRT o SRS presso il Thomas Jefferson University Hospital. I pazienti idonei verranno indirizzati tramite il dipartimento di Neurochirurgia e Radioterapia oncologica. I pazienti completeranno il consenso informato sia per le sessioni di test neuropsicologici pre e post-trattamento (4 mesi dopo il completamento di WBRT o SRS), scansione fMRI e pre e post-trattamento (4 e 12 mesi dopo il completamento di WBRT o SRS) e sentirsi dire che la partecipazione alle scansioni fMRI e ai test neuropsicologici è volontaria. Ai pazienti verrà inoltre comunicato che i dati saranno raccolti solo a scopo di ricerca osservazionale e non influiranno direttamente sulla loro assistenza clinica. I pazienti e i loro assicuratori non saranno ulteriormente fatturati come conseguenza di questo studio a parte la fatturazione clinica che è coerente con l'attuale pratica clinica.

Lo studio fMRI verrà aggiunto alla pianificazione del trattamento preesistente e alla scansione MRI di follow-up che sarebbe ottenuta per necessità clinica senza lo studio.

Per essere in grado di identificare e distinguere i modelli di attività cerebrale normali da quelli anormali associati ai vari compiti fMRI e alle procedure di imaging dello stato di riposo che fanno parte di questo studio, sarà necessario scansionare un sottoinsieme di soggetti sani (età, istruzione, sesso abbinati ) normali controlli sui vari compiti cognitivi e comportamentali. Questo è l'unico modo per determinare la validità dei compiti utilizzati in termini delle loro proprietà di attivazione e delle normali aree cerebrali coinvolte nel compito. In particolare, i controlli di età sana abbinati sono fondamentali per questo studio in quanto non esiste altro modo per convalidare i risultati della fMRI con le attività di attivazione delle funzioni ippocampali ed esecutive. I normali controlli abbinati sono necessari per un'analisi corretta sia dei dati neurocognitivi che di quelli di neuroimaging. Per i dati neurocognitivi, i normali dati di controllo sono necessari per costruire l'indice di cambiamento affidabile (RCI) a cui si fa riferimento di seguito nella sezione Statistiche. Inoltre, un confronto con il normale è importante per stimare l'entità di qualsiasi cambiamento osservato nei pazienti, per determinare se ha rilevanza clinica. Per i dati di neuroimaging, i normali controlli sono necessari per fornire un riferimento o un punto di confronto per quantificare il grado in cui la mappa di imaging cerebrale (indicata come mappa parametrica statistica, SPM) in ogni momento (linea di base, post-trattamento ) si discosta dal normale. Confrontando i gruppi di pazienti con quelli normali, l'attivazione fMRI correlata a fattori accessori o idiosincratici durante la scansione si annulla, lasciando solo l'attivazione direttamente correlata al compito cognitivo. Inoltre, determinare la presenza di nuovi siti di attivazione cerebrale atipici, siti di attivazione persi o disattivazioni può essere ottenuto solo disponendo di una normale mappa cerebrale SPM per il confronto. Ciò vale anche per la fMRI guidata dall'attività e per i dati di connettività funzionale dello stato di riposo.

Per analizzare le analisi all'interno del soggetto con i dati di neuroimaging, esamineremo i dati di neuroimaging su un soggetto interno, ma questo non sarà l'approccio quantitativo primario ai dati di imaging, in quanto tali confronti all'interno del soggetto possono essere soggetti a problemi metodologici. Esiste un fenomeno noto nella letteratura di neuroimaging come "double dipping" che riguarda la capacità di distinguere la variazione reale da quella casuale nel tempo. Il double dipping si riferisce all'uso dei risultati del test in un determinato momento per limitare o pregiudicare i risultati dei dati e le modifiche registrate in un secondo momento. Più concretamente, le differenze osservate nei dati di imaging possono riflettere cambiamenti nell'errore, attivazioni artefatte, non cambiamenti nell'attivazione correlata all'attività reale. Per evitare questo problema, rendiamo operativo il cambiamento confrontando i dati di imaging di ciascun paziente con un indice della loro deviazione dai normali sani in ogni momento (pre-operatorio/basale e post-operatorio). Questa procedura fornisce un mezzo sistematico per quantificare e quindi confrontare la tipicità delle attivazioni neurocognitive pre e postchirurgiche e dell'organizzazione della rete, una procedura che allevia la preoccupazione per il "double dipping". Questo fenomeno di "doppia immersione" e il rimedio che proponiamo si applicano ugualmente alla fMRI guidata dalle attività, ai dati di connettività funzionale dello stato di riposo e ai dati DTI.

In sostanza, la metodologia proposta riduce al minimo la dipendenza da fluttuazioni casuali specifiche della sessione come parte del punto di riferimento o di confronto per determinare il cambiamento. Il nostro metodo quantifica la deviazione dei nostri pazienti dalla normalità, esaminando la differenza relativa in tali deviazioni come nostro indice di cambiamento. In tal modo, evitiamo l'uso dei nostri risultati di neuroimaging pre-trattamento come modello per confrontare e determinare il cambiamento, riducendo al minimo i problemi di doppia immersione.

Non vi è alcun rischio associato alla procedura di scansione fintanto che non vi è alcun metallo nel corpo. Lo studio di volontari normali consente anche di determinare la stabilità dei risultati di attivazione nel tempo; ciò consente la verifica dell'affidabilità delle attività fMRI e di altre procedure nel tempo. Senza una comprensione del potenziale cambiamento normale che può verificarsi nell'attivazione e nella struttura del cervello nel tempo, è impossibile determinare se si è verificato un cambiamento patologico. Questo gruppo di soggetti normali sarà studiato in anticipo per validare i compiti fMRI. Inoltre, i normali soggetti di controllo saranno aggiogati o collegati a pazienti abbinati e torneranno per ulteriori sessioni di scansione negli stessi punti temporali del loro paziente abbinato.