Verslagen

Voortgangsverslag

Samenvatting
Dit item is dichtgeklapt
Dit item is opengeklapt

Veel patiënten met een hersentumor worden in het dagelijkse leven beperkt door problemen met geheugen, planning of concentratie. Er is weinig bekend over de oorzaak van deze zogenaamde cognitieve stoornissen. Zowel vanuit het perspectief van de patiënt als van de neurochirurg is het belangrijk om meer kennis op dit gebied te verkrijgen.

Moderne beeldvormende technieken maken het in principe mogelijk om cognitieve functies te meten voorafgaand aan een operatie. Hierbij wordt typisch een netwerk van verschillende hersengebieden zichtbaar gemaakt. Een belangrijk doel van dit project is om te onderzoeken of deze informatie relevant is voor patiënt en neurochirurg, en of het kan leiden tot verbetering in patiënteninformatie en chirurgische strategie. Daarnaast willen we fMRI geschikt maken voor dagelijks gebruik in het ziekenhuis. Hersentumorpatiënten in het St Elisabeth Ziekenhuis zullen gevraagd worden deel te nemen aan het onderzoek. Hierbij worden fMRI en neuropsychologische onderzoeken rondom operatie verricht.

Resultaten
Dit item is dichtgeklapt
Dit item is opengeklapt

In het eerste jaar van het project zijn eerder verzamelde klinische fMRI data van hersentumor patiënten gereorganiseerd en opnieuw geanalyseerd als groep, met als doel het vinden van structurele effecten van karakter en locatie van de tumor op taal lateralisatie en activeringspatronen. De eerste resultaten van deze studie zijn gepubliceerd en gepresenteerd op internationale congressen.

De eerste prospectieve fase van het project, de ontwikkeling en het testen van nieuwe fMRI protocollen in een gezonde populatie, is op dit moment afgerond. Deze nieuwe fMRI protocollen zijn specifiek gericht op het meten van de hersennetwerken die betrokken zijn bij cognitieve klachten die vaak worden ervaren door hersentumor patiënten, zoals mentale vermoeidheid en problemen met aandacht. De eerste patiënten zijn inmiddels ook geincludeerd, en deze hebben een pre-operatieve fMRI sessie ondergaan met de nieuwe protocollen. Deze patiënten zullen opnieuw worden getest na drie maanden, om het effect van de tumor resectie op de hersenennetwerk activiteit en cognitie te meten.

De resultaten van de studies in de gezonde populatie zijn gepresenteerd op internationale conferenties, en zullen worden gepresenteerd in wetenschappelijke publicaties, die naar verwachting voor het einde van 2016 worden ingediend.

Een eerste ronde van optimalizering van de klinische MRI protocollen voor tumor patienten heeft geleid tot een substantiele vermindering van de duur van de fMRI protocollen zonder kwaliteitsverlies, en een betere kwaliteit van de DTI scan.

De ontwikkeling van een databank voor de integratie van alle klinische en onderzoeksgegevens die worden verzameld bij hersentumor patiënten die behandeld worden in het ETZ is van start gegaan.

Samenvatting van de aanvraag

Samenvatting
Dit item is dichtgeklapt
Dit item is opengeklapt

RATIONALE

Patients with brain tumours frequently suffer from cognitive impairments that have a negative influence on their daily functioning and quality of life. To date, unfortunately, we know very little about the causes of these impairments or the influence of (surgical) treatment. There is an undisputed clinical need to acquire this knowledge to improve patient counselling and optimize surgical treatment. Available clinical tools for this purpose are insufficient. Better options are conceptually available in the form of non-invasive functional neuroimaging techniques. These techniques can improve surgical planning and potentially monitor cognitive functions in brain tumour patients, thereby offering patients insight in the nature of their impairments. Whereas neuroscientific researchers have embraced functional neuroimaging techniques as important tools for brain mapping, they are rarely used by neurosurgeons because of a lack of standardized protocols and the need for expert knowledge.

 

OBJECTIVES

(1) Development of robust functional imaging protocols adapted for routine surgical planning in brain tumour patients. We aim to eliminate the need for expert knowledge (via standardized protocols and a documented workflow) and make these techniques applicable for neurosurgeons and neuroradiologists.

(2) Elucidation of neural correlates of cognitive processing and development of new methods to localize and monitor cognitive functions in brain tumour patients, to supplement current methods for motor and language functions.

 

STUDY DESIGN / POPULATION / OUTCOME MEASURES

Our project is structured into a first phase with retrospective studies (A,B), and a second phase with prospective studies (C,D). Each of four studies (A-D) is described separately.

 

(A) OPTIMIZE EXISTING TECHNIQUES

The project will start with retrospective analyses of functional neuroimaging data from 150 brain tumour patients that have already been acquired in our hospital for clinical purposes, but have not been scientifically analysed. The standard imaging protocol includes two functional MRI scans (motor and language), one Fiber Tractography (FT) scan, one resting state fMRI scan (RS-fMRI), and anatomical scans for surgical planning. The data will be used to improve functional imaging methods in brain tumour patients. Automatized procedures will be developed for data processing and identification of critical motor and language areas and associated fiber tracts

 

(B) INTRODUCE NEW TECHNIQUES

RS-fMRI is a relatively new MRI technique to assess functional brain networks without subjects having to perform a specific task. Although generally considered a promising technique, there is no agreement in the neuroimaging community about the best approach to acquire and analyse RS-fMRI data. There is a clear need for validation and evaluation of its clinical effectiveness. The first aim of this retrospective study is to develop a robust and reliable RS-fMRI analysis by comparing different methods available. Feasibility of identifying motor and language networks, and of distinguishing functional from dysfunctional brain tissue is investigated. The best methods will be selected for use in the prospective studies (C & D). Second important aim is to explore RS-fMRI measures that correlate with the level of cognitive functioning in brain tumour patients, as determined with neuropsychological tests. We specifically focus on two brain networks: the default mode network (DMN) and the executive-control network.

 

(C) ESTABLISH FINAL PROTOCOL

The clinical scan protocol will be expanded with one or two fMRI tasks that target cognitive functioning. Tasks will first be evaluated against neuropsychological tests in cognitively impaired tumour patients, and the most sensitive tasks will be modified for fMRI, and validated in patients. All the fMRI paradigms will be optimized for sensitivity and efficiency and are integrated with the other scans into a comprehensive final clinical functional imaging protocol. The current clinical workflow from MR scanner to operating room, and risks to quality of the service, will be mapped in detail and will be improved, documented and validated. A reference data set is obtained from a group of healthy volunteers, with the new protocol and workflow, to establish baseline data for comparison to brain tumour patients (D).

 

(D) IMPLEMENT PROTOCOL & CLINICAL RESEARCH

In a prospective 3 year study, 100 brain tumour patients will be examined prior to and three months after surgery with the newly established clinical imaging protocol. We will study correlations between functional network activity and cognitive performance as measured with neuropsychological tests. Specifically, we aim to find imaging variables or characteristics of brain-network behaviour that predict cognitive behaviour in patients prior to and after surgery. A start will be made with a database aimed at mapping risk regions in the brain for neurosurgeons and scientists.

 

Naar boven
Direct naar: InhoudDirect naar: NavigatieDirect naar: Onderkant website