Misurazione e mappatura del declino cognitivo dopo la radiochirurgia cerebrale (CoDeB-Rad)

Le metastasi cerebrali colpiscono circa il 20-40% di tutti i pazienti affetti da cancro con una malattia extracranica primaria. Lamba e colleghi hanno stimato che la sopravvivenza mediana dei pazienti senza trattamento è di circa un mese. Questo numero aumenta da un mese a un periodo compreso tra tre e 12 mesi se viene utilizzata la radioterapia dell'intero cervello (WBRT). La WBRT è un trattamento radioterapico che viene somministrato in cinque-dieci sessioni e in cui viene irradiato l'intero cervello. Con l’avvento di nuovi trattamenti sistemici, la prognosi dei pazienti è in costante miglioramento. L’uso diffuso della risonanza magnetica ha anche aumentato il numero di pazienti diagnosticati migliorando l’individuazione di tumori molto piccoli (uno o due millimetri di diametro). Di conseguenza, sempre più persone vengono indirizzate al trattamento con intento curativo per le loro metastasi cerebrali.

I pazienti con metastasi cerebrali possono essere trattati con intervento chirurgico, WBRT, radiochirurgia stereotassica (SRS) o una combinazione di quanto sopra. La SRS è il trattamento di scelta per metastasi singole o multiple, a meno che non vi sia una massa di grandi dimensioni (più di 3 cm di diametro) quando la chirurgia sarebbe l'opzione preferita. Ciò è dovuto all’invasività dell’intervento, alla SRS non o minimamente invasiva e ai rischi associati alla resezione chirurgica. La SRS è un trattamento altamente mirato che si avvale di tecniche di localizzazione stereotassica per somministrare un'elevata dose di radiazioni a un'area delimitata del cervello. Il trattamento viene solitamente erogato in un unico trattamento radioterapico. In studi prospettici randomizzati e controllati, è stato dimostrato che la radiochirurgia stereotassica è efficace quanto la radioterapia dell’intero cervello, in termini di controllo locale del tumore, ma il peso del declino cognitivo per i pazienti è inferiore. I tumori primari possono variare, ma la maggior parte dei pazienti ha un tumore primitivo al polmone, alla mammella, al melanoma, al rene o al colon.

Le radiazioni danneggiano il cervello e diverse aree sono più o meno suscettibili alle radiazioni. I principali organi utilizzati per ottimizzare i piani di trattamento radioterapico riducendo la dose erogata agli stessi comprendono gli occhi, i nervi ottici, il chiasma, il tronco encefalico, le coclee, il cristallino e le ghiandole lacrimali. Questi sono organi che influenzano le funzioni fisiche. Attualmente, durante la pianificazione del trattamento radioterapico, non viene data alcuna considerazione alle aree del cervello che influenzano la funzione cognitiva, come l’ippocampo, i gangli della base, l’insula e il corpo calloso, solo per citarne alcuni.

Gli effetti della radioterapia sul cervello sono ben documentati, ma questo vale soprattutto per la WBRT. Gli effetti della radioterapia focale, come la SRS, sulla cognizione non sono stati studiati in dettaglio. Questo studio pilota utilizzerà la mappatura dei sintomi della lesione (VLSM) basata su voxel per correlare le mappe della dose di pianificazione del trattamento con i risultati clinici sulla funzione neurocognitiva.

La mappatura dei sintomi delle lesioni basata su voxel è una tecnica in cui la relazione tra il danno in determinate aree del cervello può essere correlata ai sintomi che influenzano la funzione cognitiva. Questa operazione viene eseguita voxel per voxel. Un voxel è un volume in una struttura tridimensionale. Il VLSM è stato ampiamente utilizzato in passato nei pazienti con ictus, ma la letteratura è scarsa per i pazienti con metastasi cerebrali. Verranno utilizzate immagini RM individuali del cervello insieme alle mappe di dose del piano di trattamento SRS di ciascun paziente. Le mappe della dose verranno sovrapposte e correlate con i risultati dei test neurocognitivi. Verranno quindi delineate le aree identificate del cervello e verrà valutato il livello di significatività della dose (il livello di dose al quale il cambiamento cognitivo diventa quantificabile).

Benefici

L’identificazione delle aree del cervello e delle dosi associate ai cambiamenti cognitivi aiuterà a consigliare le future linee guida sui vincoli di dose volumetrica per quelle aree del cervello. Poiché la localizzazione della lesione sarà correlata ai risultati clinici dei test neurocognitivi, si potrà ottenere una migliore comprensione degli effetti collaterali del trattamento radioterapico. Ciò consentirà di ottimizzare i futuri trattamenti radioterapici, di risparmiare queste aree minimizzando così gli effetti collaterali del trattamento radioterapico.

Infine, con le conoscenze acquisite, i consulenti saranno in una posizione migliore per informare i pazienti sugli effetti che avrà il loro trattamento. I pazienti saranno quindi in grado di prendere decisioni informate sul loro trattamento. Ciò è particolarmente importante in questa popolazione, poiché la maggior parte dei pazienti trattati con SRS non ha un’aspettativa di vita molto lunga.

Metodi La risonanza magnetica o MRI è una tecnica di imaging medico che utilizza campi magnetici e onde radio per generare immagini dettagliate dell'interno del corpo. La risonanza magnetica è il metodo di imaging preferito utilizzato per diagnosticare i tumori nel cervello, sia benigni che maligni, grazie alla sua capacità di fornire un contrasto elevato per questi tessuti. Tumori piccoli fino a 2 mm possono essere facilmente visualizzati con l'aiuto di uno scanner MRI.

La metodologia che verrà utilizzata per analizzare i dati, VLSM, è ben consolidata ed è stata ampiamente utilizzata in pazienti con lesioni da ictus. Utilizza un modello di regressione univariato e può associare la prestazione cognitiva dei pazienti alla presenza o meno di una lesione in ciascun voxel. In questo studio pilota invece di utilizzare le lesioni utilizzeremo le mappe di dose dei piani di trattamento radioterapico.

Le scansioni MRI strutturali dei pazienti saranno normalizzate spazialmente rispetto a un sistema di coordinate comune, lo spazio del Montreal Neurological Institute (MNI). Le trasformazioni verranno quindi utilizzate per adattare le mappe della dose allo stesso sistema di coordinate. I dati verranno poi livellati. L'analisi della mappatura dei sintomi della lesione basata su voxel comporterà l'uso di un toolbox di mappatura parametrica statistica Matlab. Per ciascun voxel verrà effettuato un confronto di gruppo tra pazienti utilizzando le mappe di dose dei piani di trattamento radioterapico. La statistica t sarà calcolata sulla base dei risultati dei test neurocognitivi. Verrà creata una corrispondente t-map del cervello che mostra tutti i voxel relativi ai rilevanti deficit cognitivi. È necessario effettuare una correzione per confronti multipli per garantire che il tasso di falsi positivi sia ridotto al minimo.