Motor Eloquent Navigert Transkraniell Magnetstimulering for Strålekirurgiplanlegging (MENTOR)

Bakgrunn:

Stråleterapi er et hjørnestein i behandlingen av metastatiske hjernesvulster. Den brukes enten som førstevalgsbehandling eller postoperativt til det resekerte svulstleiet. Å levere en tilstrekkelig høy stråledose til lesjonen eller svulstleiet samtidig som man forhindrer nevrologiske utfall på grunn av radionekrose fra overeksponering av sårbart, sunt hjernevev, forblir spesielt utfordrende i eloquente hjerneområder som motorcortex.

Ifølge internasjonale retningslinjer (ICRU-rapporter 50, 62 og 83) må målvolum for stråleterapi defineres nøye, mens risikoorganer (OARer), inkludert synsapparatet, cochlea, hippocampus, hjernestammen og hypofysen, må skånes. Motorcortex (M1) og den kortikospinale banen (CST) bør også bevares; de er imidlertid ikke formelt definert som OARer i nåværende retningslinjer, og deres presise avgrensning er teknisk krevende.

Den anatomiske precentralgyren ("anatomisk M1") samsvarer ikke nøyaktig med den funksjonelle plasseringen av motorisk kontroll ("funksjonell M1"). Konvensjonelle bildebehandlingsteknikker som funksjonell MRI (fMRI) og diffusjonstensoravbildning (DTI) gir begrenset romlig nøyaktighet, med lokaliseringsfeil på opptil 1 cm. I kontrast til dette er navigert transkraniell magnetisk stimulering (nTMS) en ikke-invasiv metode som identifiserer motorisk-eloquente regioner basert på individuelle MRI-data, og tilbyr mer nøyaktig funksjonell kartlegging for strålebehandlingsplanlegging. Dette reiser spørsmålet om integrering av postoperative, pre-stråleterapi nTMS-kart kan muliggjøre mer skreddersydde og presise stråleterapiplaner.

Tidligere studier har vist at nTMS demonstrerer en median avvik på bare 5,2 mm sammenlignet med direkte kortikal stimulering (gullstandarden), mens fMRI kan avvike mer enn 1 cm. Spesielt hos pasienter med svulster som involverer motorcortex, har nTMS vist seg å gi overlegen romlig nøyaktighet. Foreløpige data tyder videre på at inkorporering av nTMS i stråleterapiplanlegging kan redusere stråleeksponering til motorcortex og CST samtidig som man opprettholder optimal måldekning.

Imidlertid har publiserte studier så langt utelukkende støttet seg på preoperativ avbildning. Postoperative anatomiske endringer, på grunn av hjerneforskyvning og variasjoner i reseksjonshulen, kan gjøre disse kartene unøyaktige for postoperativ planlegging. Det gjenstår derfor å fastslå om oppdatering av nTMS-kart ved bruk av postoperativ MRI oppnådd umiddelbart før stråleterapi kan forbedre behandlingspresisjon og kliniske utfall.

Mål:

Målet med denne studien er å adressere følgende spørsmål hos pasienter med resekerte hjernemetastaser som involverer eller er tilstøtende til motorcortex:

1. Er det mulig å samtidig opprettholde tilstrekkelig stråledose i regionen av lesjonen og holde dosen på det funksjonelle primære motorområdet (M1) så lav som mulig?
2. Påvirker integrering av nTMS-kartlegging i radio-onkologisk behandlingsplanlegging og den tilhørende dosereduksjonen til M1 kliniske utfall?
3. Finnes det en korrelasjon mellom den endelige dosen mottatt av den funksjonelle M1 og det kliniske/onkologiske utfallet (post-radiokirurgisk motorfunksjon, radionekrose og lokal svulstkontroll ved 3-, 6- og 12-måneders oppfølging)?

Metoder:

Planleggingen av SRS vil bli utført av et team av stråleonkologer ved Inselspital, Berns universitetssykehus med omfattende erfaring i behandling av hjernemetastaser. Manuelle segmenteringer av målvolumet og nTMS-punktene vil bli utført. De inkluderte tilfellene vil bli gjennomgått for omfanget/dosen av behandlingsplanen og to behandlingsplaner vil bli opprettet: en "standard" og en "nTMS-tilpasset" behandlingsplan.

For "nTMS-tilpasset" plan vil nTMS-motorkartet bli fusjonert med planleggings-MRI-en. Motorkartet til hver pasient (interesseområder definert av de positive MEP-responsene) vil bli brukt til å definere "funksjonell M1". Behandlingsdosen vil bli foreskrevet til planleggingsmålvolumet (Planning target volume (PTV): reseksjonshule pluss eventuell kontrastforsterkning med en 2 mm sikkerhetsmargin hos pasienter med kirurgi). Denne planen vil bli optimalisert i henhold til nTMS-motorkart ved å redusere dosen påført det motorisk-eloquente vevet så lavt som rimelig mulig ved å begrense dosisforeskrivelsen i dette området til 15 Gy i enkeltfraksjon. Overlapp mellom PTV og motorkartene vil ikke bli spart. Stråleonkologen velger den nTMS-tilpassede planen hvis den dekker minst 95% av målvolumet; ellers velges standardplanen for å sikre tilstrekkelig dosedekning.