Измерение и картирование снижения когнитивных функций после радиохирургии головного мозга (CoDeB-Rad)

Метастазы в головной мозг поражают примерно 20-40% всех онкологических больных с первичным экстракраниальным заболеванием. Ламба и др. подсчитали, что медиана выживаемости пациентов без лечения составляет примерно один месяц. Это число увеличивается с одного месяца до трех-12 месяцев, если используется лучевая терапия всего мозга (WBRT). WBRT — это лучевая терапия, которая проводится за пять-десять сеансов и при которой облучается весь мозг. С появлением новых системных методов лечения прогноз для пациентов постоянно улучшается. Широкое использование МРТ также привело к увеличению числа пациентов, которым поставлен диагноз, за ​​счет улучшения обнаружения очень маленьких опухолей (диаметром один или два миллиметра). Следовательно, все больше людей направляются на лечение с целью лечения метастазов в головной мозг.

Пациентов с метастазами в головной мозг можно лечить хирургическим путем, WBRT, стереотаксической радиохирургией (SRS) или комбинацией вышеперечисленного. СРС является методом выбора при одиночных или множественных метастазах, за исключением случаев, когда имеется большое образование (более 3 см в диаметре), когда предпочтительным вариантом является хирургическое вмешательство. Это связано с инвазивностью операции, СРС является неинвазивной или минимально инвазивной, а также с сопутствующими рисками хирургической резекции. SRS — это узкоспециализированный метод лечения, в котором используются методы стереотаксической локализации для доставки высокой дозы радиации в очерченную область мозга. Лечение обычно проводится за один курс лучевой терапии. В проспективных рандомизированных контролируемых исследованиях было показано, что стереотаксическая радиохирургия так же эффективна, как и лучевая терапия всего мозга, с точки зрения местного контроля опухоли, но бремя снижения когнитивных функций для пациентов меньше. Первичные опухоли могут различаться, но у большинства пациентов первичными являются опухоли легких, молочной железы, меланомы, почек или толстой кишки.

Радиация повреждает мозг, причем разные области в большей или меньшей степени восприимчивы к радиации. К основным органам, используемым для оптимизации планов лучевой терапии путем снижения получаемой ими дозы, относятся глаза, зрительные нервы, хиазма, ствол мозга, улитка, хрусталик и слезные железы. Это органы, влияющие на физические функции. В настоящее время при планировании лучевой терапии не учитываются области мозга, влияющие на когнитивные функции, такие как гиппокамп, базальные ганглии, островок мозга и мозолистое тело, и это лишь некоторые из них.

Эффекты лучевой терапии на мозг хорошо документированы, но в основном это относится к WBRT. Влияние фокальной лучевой терапии, такой как SRS, на когнитивные функции подробно не изучалось. В этом пилотном исследовании будет использоваться воксельное картирование симптомов поражения (VLSM) для корреляции карт доз планирования лечения с клиническими результатами в отношении нейрокогнитивных функций.

Картирование симптомов поражений на основе вокселей — это метод, при котором взаимосвязь между повреждением определенных участков мозга может быть связана с симптомами, влияющими на когнитивные функции. Это делается по воксельному принципу. Воксель — это объем в трехмерной структуре. В прошлом VLSM широко использовался у пациентов с инсультом, но литературы по пациентам с метастазами в головной мозг недостаточно. Индивидуальные МР-изображения головного мозга будут использоваться вместе с картами доз из плана лечения СРС каждого пациента. Карты доз будут наложены друг на друга и коррелированы с результатами нейрокогнитивного тестирования. Затем будут обрисованы выявленные области мозга и оценен уровень значимости дозы (уровень дозы, при котором когнитивные изменения становятся поддающимися количественной оценке).

Преимущества

Идентификация областей мозга и связанных с ними доз, вызывающих когнитивные изменения, поможет разработать будущие рекомендации по ограничениям объемной дозы для этих областей мозга. Поскольку расположение поражения будет коррелировать с клиническими результатами нейрокогнитивного тестирования, можно будет лучше понять побочные эффекты лучевой терапии. Это позволит оптимизировать будущие методы лучевой терапии и сохранить эти области, тем самым сводя к минимуму побочные эффекты лучевой терапии.

Наконец, благодаря приобретенным знаниям консультанты смогут лучше информировать пациентов о последствиях их лечения. Таким образом, пациенты смогут принимать обоснованные решения о своем лечении. Это особенно важно в этой группе населения, поскольку у большинства пациентов, получающих лечение СРС, ожидаемая продолжительность жизни не очень велика.

Методы Магнитно-резонансная томография или МРТ — это метод медицинской визуализации, который использует магнитные поля и радиоволны для создания детальных изображений внутренних частей тела. МРТ является предпочтительным методом визуализации, используемым для диагностики опухолей головного мозга, как доброкачественных, так и злокачественных, из-за его способности обеспечивать высокий контраст для этих тканей. Опухоли размером до 2 мм можно легко визуализировать с помощью МРТ-сканера.

Методика, которая будет использоваться для анализа данных, VLSM, хорошо известна и широко используется у пациентов с инсультом. Он использует одномерную регрессионную модель, которая может связать когнитивные способности пациентов с наличием или отсутствием поражения в каждом вокселе. В этом пилотном исследовании вместо поражений мы будем использовать карты доз планов лучевой терапии.

Структурные МРТ-сканы пациентов будут пространственно нормализованы в общей системе координат — пространстве Монреальского неврологического института (MNI). Затем преобразования будут использоваться для приведения карт доз в ту же систему координат. Затем данные будут сглажены. Анализ картирования симптомов поражения на основе вокселей будет включать использование набора инструментов статистического параметрического картирования Matlab. Для каждого воксела будет проведено групповое сравнение пациентов с использованием карт доз из планов лучевой терапии. T-статистика будет рассчитываться на основе результатов нейрокогнитивного тестирования. Будет создана соответствующая t-карта мозга, показывающая все вокселы, связанные с соответствующими когнитивными нарушениями. Необходимо внести поправку на множественные сравнения, чтобы свести к минимуму уровень ложноположительных результатов.