Motor Eloquente Genavigeerde Transcraniële Magnetische Stimulatie voor Radiochirurgieplanning (MENTOR)

Achtergrond:

Radiotherapie is een hoeksteen in de behandeling van uitgezaaide hersentumoren. Het wordt toegepast als eerstelijnsbehandeling of postoperatief op de gereseceerde tumorholte. Het afgeven van een voldoende hoge stralingsdosis aan de laesie of tumorholte, terwijl neurologische uitval door radionecrose door overbelichting van kwetsbaar gezond hersenweefsel wordt voorkomen, blijft bijzonder uitdagend in eloquente hersengebieden zoals de motorische cortex.

Volgens internationale richtlijnen (ICRU-rapporten 50, 62 en 83) moeten doelvolumes voor radiotherapie zorgvuldig worden gedefinieerd, terwijl risico-organen (OAR's), waaronder het optisch apparaat, het slakkenhuis, de hippocampus, de hersenstam en de hypofyse, moeten worden gespaard. De motorische cortex (M1) en het corticospinale kanaal (CST) moeten eveneens worden behouden; ze worden echter niet formeel gedefinieerd als OAR's in de huidige richtlijnen, en hun precieze afbakening is technisch veeleisend.

De anatomische precentrale gyrus ("anatomische M1") komt niet exact overeen met de functionele locatie van motorische controle ("functionele M1"). Conventionele beeldvormingstechnieken zoals functionele MRI (fMRI) en diffusietensorbeeldvorming (DTI) bieden beperkte ruimtelijke nauwkeurigheid, met lokalisatiefouten tot 1 cm. Daarentegen is genavigeerde transcraniële magnetische stimulatie (nTMS) een niet-invasieve methode die motor-eloquente gebieden identificeert op basis van individuele MRI-gegevens, wat een nauwkeurigere functionele mapping biedt voor radiotherapieplanning. Dit roept de vraag op of het integreren van postoperatieve, pre-radiotherapie nTMS-kaarten meer op maat gemaakte en precieze radiotherapieplannen mogelijk zou kunnen maken.

Eerdere studies hebben aangetoond dat nTMS een mediane afwijking van slechts 5,2 mm vertoont in vergelijking met directe corticale stimulatie (de gouden standaard), terwijl fMRI zelfs meer dan 1 cm kan afwijken. Vooral bij patiënten met tumoren die de motorische cortex betreffen, is aangetoond dat nTMS superieure ruimtelijke nauwkeurigheid biedt. Voorlopige gegevens suggereren verder dat het opnemen van nTMS in radiotherapieplanning de blootstelling aan straling van de motorische cortex en CST kan verminderen, terwijl optimale doelbedekking behouden blijft.

Tot nu toe hebben gepubliceerde studies echter uitsluitend vertrouwd op preoperatieve beeldvorming. Postoperatieve anatomische veranderingen, door hersenverschuiving en variaties in de resectieholte, kunnen deze kaarten onnauwkeurig maken voor postoperatieve planning. Het moet daarom nog worden bepaald of het bijwerken van nTMS-kaarten met postoperatieve MRI, verkregen vlak voor radiotherapie, de behandelingsprecisie en klinische uitkomsten kan verbeteren.

Doelstelling:

Het doel van deze studie is om de volgende vragen te beantwoorden bij patiënten met gereseceerde hersenmetastasen die de motorische cortex betreffen of eraan grenzen:

1. Is het mogelijk om tegelijkertijd voldoende stralingsdosis in het gebied van de laesie te behouden en de dosis op het functionele primaire motorische gebied (M1) zo laag mogelijk te houden?
2. Beïnvloedt de integratie van nTMS-mapping in radio-oncologische behandelingsplanning en de daarmee gepaard gaande dosisvermindering aan M1 de klinische uitkomsten?
3. Is er een correlatie tussen de uiteindelijke dosis die door de functionele M1 wordt ontvangen en het klinische/oncologische resultaat (post-radiotherapie motorische functie, radionecrose en lokale tumorbestrijding bij 3-, 6- en 12-maanden follow-up)?

Methoden:

De planning van SRS zal worden uitgevoerd door een team van radiotherapeuten in het Inselspital, Bern Universitair Ziekenhuis, met uitgebreide ervaring in de behandeling van hersenmetastasen. Handmatige segmentaties van het doelvolume en nTMS-punten zullen worden uitgevoerd. De geïncludeerde gevallen zullen worden beoordeeld op de omvang/dosis van het behandelplan en er zullen twee behandelplannen worden gemaakt: een "standaard" en een "nTMS-aangepast" behandelplan.

Voor het "nTMS-aangepaste" plan zal de nTMS-motorkaart worden samengevoegd met de plannings-MRI. De motorkaart van elke patiënt (regio's van interesse gedefinieerd door de positieve MEP-responsen) zal worden gebruikt om "functionele M1" te definiëren. De behandelingsdosis zal worden voorgeschreven aan het planningsdoelvolume (Planning target volume (PTV): resectieholte plus eventuele contrastverbetering met een 2 mm veiligheidsmarge bij patiënten met een operatie). Dit plan zal worden geoptimaliseerd volgens nTMS-motorkaarten door de dosis die aan het motor-eloquente weefsel wordt toegediend zo laag mogelijk te houden door de dosisvoorschrijving in dit gebied te beperken tot 15 Gy in een enkele fractie. PTV-overlap met de motorkaarten zal niet worden gespaard. De radiotherapeut kiest het nTMS-aangepaste plan als het ten minste 95% van het doelvolume dekt; anders wordt het standaardplan gekozen om adequate dosisdekking te garanderen.