Neurokognitywna i funkcjonalna ocena pacjentów z przerzutami do mózgu

Ten protokół badawczy został opracowany w celu przeprowadzenia testów neuropsychologicznych i skanowania fMRI u pacjentów z przerzutami do mózgu, którzy mają zostać poddani leczeniu WBRT lub SRS w Szpitalu Uniwersyteckim im. Thomasa Jeffersona. Kwalifikujący się pacjenci zostaną skierowani przez oddział neurochirurgii i radioterapii onkologicznej. Pacjenci wypełnią świadomą zgodę zarówno przed, jak i po leczeniu (4 miesiące po zakończeniu WBRT lub SRS), skanowaniu fMRI oraz sesjach testów neuropsychologicznych przed i po leczeniu (4 i 12 miesięcy po zakończeniu WBRT lub SRS) i zostać poinformowanym, że udział w skanach fMRI i testach neuropsychologicznych jest dobrowolny. Pacjenci zostaną również poinformowani, że dane będą gromadzone wyłącznie do celów badań obserwacyjnych i nie będą miały bezpośredniego wpływu na ich opiekę kliniczną. Pacjenci i ich ubezpieczyciele nie będą dodatkowo obciążani w wyniku tego badania, poza opłatami klinicznymi, które są zgodne z obecną praktyką kliniczną.

Badanie fMRI zostanie dodane do wcześniej zaplanowanego leczenia i kontrolnego badania MRI, które zostałoby wykonane z konieczności klinicznej bez badania.

Aby móc zidentyfikować i rozróżnić normalne i nieprawidłowe wzorce aktywności mózgu związane z różnymi zadaniami fMRI i procedurami obrazowania stanu spoczynku, które są częścią tego badania, konieczne będzie zeskanowanie podzbioru zdrowych (wiek, wykształcenie, płeć) ) normalne kontrole różnych zadań poznawczych i behawioralnych. Tylko w ten sposób można określić ważność zastosowanych zadań pod względem ich właściwości aktywacyjnych i normalnych obszarów mózgu zaangażowanych w zadanie. W szczególności kontrole dopasowane do zdrowego wieku mają kluczowe znaczenie dla tego badania, ponieważ nie ma innego sposobu na potwierdzenie wyników fMRI za pomocą zadań aktywacji hipokampa i funkcji wykonawczych. Normalnie dopasowane kontrole są potrzebne do prawidłowej analizy zarówno danych neurokognitywnych, jak i neuroobrazowych. W przypadku danych neurokognitywnych potrzebne są normalne dane kontrolne do skonstruowania wiarygodnego wskaźnika zmian (RCI), o którym mowa poniżej w sekcji statystyki. Również porównanie z normalnym jest ważne dla oszacowania wielkości jakiejkolwiek zmiany obserwowanej u pacjentów, aby określić, czy ma to znaczenie kliniczne. W przypadku danych neuroobrazowych potrzebne są normalne kontrole, aby zapewnić punkt odniesienia lub punkt porównawczy w celu ilościowego określenia stopnia, w jakim mapa obrazowania mózgu (określana jako statystyczna mapa parametryczna, SPM) w każdym punkcie czasowym (linia bazowa, stan po leczeniu ) odbiega od normy. Porównując grupy pacjentów z normalnymi, aktywacja fMRI związana z czynnikami pomocniczymi lub idiosynkratycznymi podczas skanowania znosi się, pozostawiając jedynie aktywację bezpośrednio związaną z zadaniem poznawczym. Ponadto określenie obecności nowych, nietypowych miejsc aktywacji mózgu, utraconych miejsc aktywacji lub dezaktywacji można osiągnąć jedynie poprzez porównanie normalnej mapy mózgu SPM. Dotyczy to w równym stopniu fMRI sterowanego zadaniami, jak i danych łączności funkcjonalnej stanu spoczynku.

Aby przeanalizować analizy wewnątrzobiektowe z danymi neuroobrazowymi, zbadamy dane neuroobrazowe na temat podmiotu, ale nie będzie to podstawowe ilościowe podejście do danych obrazowych, ponieważ takie porównania wewnątrzobiektowe mogą być podatne na problemy metodologiczne. Istnieje zjawisko znane w literaturze dotyczącej neuroobrazowania jako „podwójne zanurzenie”, które dotyczy zdolności do rozróżniania rzeczywistych i losowych zmian w czasie. Podwójne zanurzenie odnosi się do wykorzystania wyników testów w jednym momencie w celu ograniczenia lub zniekształcenia wyników danych i zmian zarejestrowanych w drugim momencie. Mówiąc dokładniej, różnice widoczne w danych obrazowania mogą odzwierciedlać zmiany w błędzie, artefaktyczne aktywacje, a nie zmiany w aktywacji związanej z prawdziwym zadaniem. Aby uniknąć tego problemu, dokonujemy operacjonalizacji zmian, porównując dane obrazowe każdego pacjenta ze wskaźnikiem odchyleń od zdrowych norm w każdym punkcie czasowym (przed operacją/linią wyjściową i po operacji). Ta procedura zapewnia systematyczny sposób ilościowego określania, a następnie porównywania typowości zarówno przed, jak i pooperacyjnych aktywacji neurokognitywnych oraz organizacji sieci, procedury, która łagodzi obawy związane z „podwójnym zanurzeniem”. To zjawisko „podwójnego zanurzenia” i proponowane przez nas rozwiązanie stosuje się w równym stopniu do fMRI sterowanego zadaniami, danych dotyczących połączeń funkcjonalnych stanu spoczynku i danych DTI.

Zasadniczo proponowana metodologia minimalizuje poleganie na przypadkowych, specyficznych dla sesji fluktuacjach jako części punktu odniesienia lub punktu odniesienia w celu określenia zmiany. Nasza metoda określa ilościowo odchylenie naszych pacjentów od normy, badając względną różnicę w tych odchyleniach jako nasz wskaźnik zmian. Robiąc to, unikamy wykorzystania naszych wyników neuroobrazowania przed leczeniem jako szablonu do porównywania i określania zmian, minimalizując obawy o podwójne zanurzenie.

Nie ma ryzyka związanego z procedurą skanowania, o ile w ciele nie ma metalu. Badanie normalnych ochotników pozwala również na określenie stabilności wyników aktywacji w czasie; pozwala to na weryfikację wiarygodności zadań fMRI i innych procedur w czasie. Bez zrozumienia potencjalnej normalnej zmiany, która może wystąpić w aktywacji i strukturze mózgu w czasie, niemożliwe jest określenie, czy nastąpiła zmiana patologiczna. Ta grupa zdrowych osób zostanie zbadana z wyprzedzeniem w celu zatwierdzenia zadań fMRI. Co więcej, normalni pacjenci kontrolni zostaną zaprzęgnięci lub połączeni z dopasowanymi pacjentami i powrócą na dodatkowe sesje skanowania w tych samych punktach czasowych, co ich dopasowany pacjent.