Nevrokognitiv og funksjonell vurdering av pasienter med hjernemetastaser

Denne forskningsprotokollen er utviklet for å utføre nevropsykologisk testing og fMRI-skanning hos pasienter med hjernemetastaser som skal gjennomgå enten WBRT- eller SRS-behandling ved Thomas Jefferson University Hospital. Kvalifiserte pasienter vil bli henvist gjennom avdelingen for nevrokirurgi og stråle-onkologi. Pasientene vil fullføre det informerte samtykket for både før- og etterbehandling (4 måneder etter WBRT eller SRS er fullført), fMRI-skanning og før- og etterbehandling (4 og 12 måneder etter WBRT eller SRS er fullført) nevropsykologiske testøkter og bli fortalt at deltakelse i enten fMRI-skanning og nevropsykologisk testing er frivillig. Pasienter vil også bli fortalt at dataene vil bli samlet inn kun for observasjonsforskningsformål og vil ikke direkte påvirke deres kliniske behandling. Pasienter og deres forsikringsselskaper vil ikke bli ytterligere fakturert som en konsekvens av denne studien bortsett fra den kliniske faktureringen som er i samsvar med gjeldende klinisk praksis.

fMRI-studien vil bli lagt til den allerede eksisterende behandlingsplanleggingen og oppfølgings-MR-skanningen som ville blitt oppnådd av klinisk nødvendighet uten studien.

For å kunne identifisere og skille normale versus unormale hjerneaktivitetsmønstre assosiert med de ulike fMRI-oppgavene og hviletilstandsavbildningsprosedyrene som er en del av denne studien, vil det være nødvendig å skanne en undergruppe av friske (alder, utdanning, kjønnsmatchet) ) normale kontroller på de ulike kognitive og atferdsmessige oppgavene. Dette er den eneste måten å bestemme gyldigheten av oppgavene som brukes i form av deres aktiveringsegenskaper og de normale hjerneområdene som er involvert i oppgaven. Spesifikt er de sunne alderstilpassede kontrollene kritiske for denne studien, da det ikke er noen annen måte å validere fMRI-funnene med aktiveringsoppgavene for hippocampus og eksekutiv funksjon. Normale kontroller er nødvendig for riktig analyse av både nevrokognitive og nevrobildedata. For de nevrokognitive dataene er de normale kontrolldataene nødvendige for å konstruere Reliable Change Index (RCI) referert til nedenfor i statistikkseksjonen. En sammenligning med normal er også viktig for å estimere størrelsen på enhver endring observert hos pasientene, for å avgjøre om den har klinisk relevans. For nevrobildedataene er de normale kontrollene nødvendige for å gi et referanse- eller sammenligningspunkt for å kvantifisere i hvilken grad hjernebildekartet (referert til som et statistisk parametrisk kart, SPM) på hvert tidspunkt (grunnlinje, etterbehandling) ) avviker fra normalt. Ved å sammenligne pasientgruppene med normale, kan fMRI-aktivering relatert til tilleggs- eller idiosynkratiske faktorer under skanningen oppheves, og bare aktiveringen er direkte relatert til den kognitive oppgaven. Bestemmelse av tilstedeværelsen av nye, atypiske hjerneaktiveringssteder, tapte aktiveringssteder eller deaktiveringer, kan også bare oppnås ved å ha et normalt SPM-hjernekart for sammenligning. Dette gjelder likt for den oppgavedrevne fMRI-en og hviletilstandens funksjonelle tilkoblingsdata.

For å analysere innen-fagsanalyser med nevroavbildningsdataene, vil vi undersøke nevroavbildningsdataene på et innen-fag, men det vil ikke være den primære kvantitative tilnærmingen til bildedataene, da slike sammenligninger innenfor faget kan være utsatt for metodiske problemer. Det er et fenomen kjent i nevroavbildningslitteraturen som "dobbeltdypping" som gjelder evnen til å skille reell versus tilfeldig variasjon over tid. Double dipping refererer til bruken av testfunn på ett tidspunkt for å begrense eller skjevhet datautfall og endringer registrert på et annet tidspunkt. Mer konkret kan forskjeller sett i bildedataene gjenspeile endringer i feilen, artefaktiske aktiveringer, ikke endring i sannoppgaverelatert aktivering. For å unngå dette problemet operasjonaliserer vi endringen ved å sammenligne hver pasients bildedata med en indeks for deres avvik fra friske normaler på hvert tidspunkt (før kirurgi/baseline og etter kirurgi). Denne prosedyren gir en systematisk måte å kvantifisere og deretter sammenligne typiske for både pre- og postkirurgiske nevrokognitive aktiveringer og nettverksorganisering, en prosedyre som lindrer bekymring for "dobbeltdypping". Dette "double dipping"-fenomenet og løsningen vi foreslår gjelder like mye for oppgavedrevet fMRI, hviletilstand funksjonelle tilkoblingsdata og DTI-data.

I hovedsak minimerer den foreslåtte metodikken avhengigheten av tilfeldige, sesjonsspesifikke svingninger som en del av referanse- eller sammenligningspunktet for å bestemme endring. Metoden vår kvantifiserer avviket til våre pasienter fra normalen, og undersøker den relative forskjellen i disse avvikene som vår endringsindeks. Ved å gjøre dette unngår vi bruken av våre nevroavbildningsresultater før behandling som mal for å sammenligne og bestemme endring, og minimere bekymringene for dobbel dipping.

Det er ingen risiko forbundet med skanningsprosedyren så lenge det ikke er metall i kroppen. Studiet av normale frivillige gjør det også mulig å bestemme stabiliteten til aktiveringsfunnene over tid; dette gjør det mulig å verifisere påliteligheten til fMRI-oppgavene og andre prosedyrer over tid. Uten en forståelse av den potensielle normale endringen som kan oppstå i hjerneaktivering og struktur over tid, er det umulig å fastslå om en patologisk endring har skjedd. Denne gruppen av normale fag vil bli studert på forhånd for å validere fMRI-oppgavene. I tillegg vil vanlige kontrollpersoner bli satt i åk eller knyttet til matchede pasienter og returnere for ytterligere skanningsøkter på samme tidspunkt som deres matchede pasient.