脑转移患者的神经认知和功能评估

该研究方案旨在对将在托马斯杰斐逊大学医院接受 WBRT 或 SRS 治疗的脑转移患者进行神经心理学测试和 fMRI 扫描。 符合条件的患者将通过神经外科和放射肿瘤科进行转诊。 患者将完成治疗前和治疗后（WBRT 或 SRS 完成后 4 个月）fMRI 扫描以及治疗前和治疗后（WBRT 或 SRS 完成后 4 和 12 个月）神经心理学测试课程的知情同意书并被告知参加 fMRI 扫描和神经心理学测试是自愿的。 患者还将被告知，收集数据仅用于观察研究目的，不会直接影响他们的临床护理。 除了与当前临床实践一致的临床计费外，患者及其保险公司不会因本研究而额外付费。

fMRI 研究将被添加到预先存在的治疗计划和后续 MRI 扫描中，这些 MRI 扫描将在没有研究的情况下出于临床需要而获得。

为了能够识别和区分与作为本研究一部分的各种 fMRI 任务和静息状态成像程序相关的正常与异常大脑活动模式，有必要扫描健康（年龄、教育、性别匹配）的子集) 对各种认知和行为任务的正常控制。 这是根据任务的激活特性和任务中涉及的正常大脑区域来确定任务有效性的唯一方法。 具体来说，健康年龄匹配的对照对于本研究至关重要，因为没有其他方法可以通过海马和执行功能激活任务来验证 fMRI 结果。 正确分析神经认知和神经影像学数据需要正常匹配的控制。 对于神经认知数据，需要正常控制数据来构建下面统计部分中引用的可靠变化指数 (RCI)。 此外，与正常值的比较对于估计在患者中观察到的任何变化的幅度以确定它是否具有临床相关性很重要。 对于神经影像数据，需要正常对照来提供参考或比较点，以量化大脑影像图（称为统计参数图，SPM）在每个时间点（基线、治疗后）的程度) 偏离正常。 通过将患者组与正常人进行比较，扫描过程中与辅助或异质因素相关的 fMRI 激活相互抵消，只留下与认知任务直接相关的激活。 此外，确定是否存在新的、非典型的大脑激活位点、丢失的激活位点或停用，只能通过使用正常的 SPM 脑图进行比较来实现。 这同样适用于任务驱动的 fMRI 和静息状态功能连接数据。

为了用神经影像学数据分析受试者内分析，我们将检查受试者内的神经影像学数据，但这不是成像数据的主要定量方法，因为这样的受试者内比较容易出现方法论问题。 神经影像学文献中有一种现象称为“双重浸渍”，它涉及区分随时间变化的真实变化与随机变化的能力。 Double dipping 是指使用一个时间点的测试结果来约束或偏向第二个时间点记录的数据结果和变化。 更具体地说，成像数据中看到的差异可能反映了错误、人为激活的变化，而不是真实任务相关激活的变化。 为了避免这个问题，我们通过将每位患者的影像数据与他们在每个时间点（手术前/基线和手术后）与健康正常人的偏差指数进行比较来实施变化。 此过程提供了一种系统的方法来量化然后比较术前和术后神经认知激活和网络组织的典型性，这是一种减轻对“双重浸渍”的担忧的过程。 这种“双浸”现象和我们提出的补救措施同样适用于任务驱动的 fMRI、静息状态功能连接数据和 DTI 数据。

从本质上讲，所提出的方法最大限度地减少了对随机的、特定于会话的波动的依赖，作为确定变化的参考或比较点的一部分。 我们的方法量化了患者与正常人的偏差，将这些偏差的相对差异作为我们的变化指标进行检查。 这样做时，我们避免使用我们的治疗前神经影像学结果作为比较和确定变化的模板，从而最大限度地减少对双重浸渍的担忧。

只要体内没有金属，扫描过程就没有风险。 对正常志愿者的研究还可以确定激活结果随时间的稳定性；这允许随着时间的推移验证 fMRI 任务和其他程序的可靠性。 如果不了解随着时间的推移大脑活动和结构可能发生的潜在正常变化，就不可能确定是否发生了病理变化。 为了验证 fMRI 任务，将提前研究这组正常受试者。 此外，正常对照受试者将与匹配的患者连接或链接，并在与匹配患者相同的时间点返回进行额外的扫描会话。