Brain Tumor Imaging and Treatment Effects. Imaging findings and cognitive function in glioblastoma patients

Abstract: Hjärntumör inklusive glioblastom.Glioblastom är den vanligaste sortens hjärntumör bland vuxna och samtidigt den mest elakartade. Glioblastom drabbar cirka 550 personer årligen i Sverige. När tumören upptäcks är behandlingen först operation för exakt diagnos och med syfte att avlägsna så mycket som det går av tumören, utan att orsaka skada för patienten, annars görs en diagnostisk biopsi. Standardbehandling därefter är strålbehandling med fotoner och samtidig (s.k. konkomitant) cellgiftsbehandling med Temozolomid. Även med standardbehandling är prognosen allvarlig med genomsnittlig överlevnad på ca 15 månader. Trots att mycket intensiv forskning pågår sedan årtionden för att hitta bot, har det hittills endast resulterat i begränsad framgång. Det är viktigt att hantera symtom som tumörsjukdomen ger upphov till med stöd och symptomlindrande behandling. Vanligaste symptom är olika former av neurologiska bortfall såsom tal- och synpåverkan, kraftnedsättning, känselstörning, minnes- och koncentrationspåverkan. Samtidigt med symptomlindring behöver tumörbehandlingens effekt och eventuella biverkningar övervakas och följas upp. Detta för att säkerställa bästa behandlingssvar och för att uppnå så god livskvalitet som möjligt.Fokus och målsättning:I detta avhandlingsarbete har vi haft som avsikt att följa glioblastom-patienter med bildgivande radiologisk diagnostik och klinisk uppföljning. Först genom att undersöka betydelsen av att exakt mäta hur mycket tumör som kunnat opereras bort och hur det påverkar prognosen för patienten. Vidare genom att undersöka över tid hur nuvarande behandlingsmetoder inklusive uppdaterad fotonstrålbehandling med arc-based (båg-baserad) rotations strålning påverkar individen. Det studerades parallellt dels med bildgivande metoder med avancerade magnet resonanstomografi (MR), dels genom fortlöpande neurologisk och kognitiv undersökning och livskvalitetsenkäter för att tidigt kunna identifiera faktorer som påverkar patienten och prognosen.DelarbetenI det första arbetet (I) undersöktes genomförda MR undersökningar från patienter opererade för glioblastom före och efter operation med både visuell som exakt volumetrisk mätmetod där man mätte procent bortopererad tumör och volym i milliliter kvarvarande tumör. I MR studien som innefattar delarbeten II-IV inkluderas nydiagnostiserade glioblastompatienter som sedan följdes upp regelbundet med avancerad MR och kliniska och kognitiva undersökningar under och efter strålbehandling. I det kognitva delarbetet (II) testades patienternas kognitiva förmåga med det datorbaserade testet CNS-vital signs (CNS-VS). I arbetet om parametriska responskartor (PRM, delarbete IV) mättes medel-diffusionen i tumörvävnad från MR undersökning vid strålstart och efter 3 veckor för att se om man med denna metod tidigt kan förutsäga behandlingseffekt. I delarbetet om strålreaktion i bestrålad hjärnvävnad (III) mättes s.k. diffusion tensor imaging (DTI) som är en MR metod för att studera vävnadens mikrostruktur. Resultat och konklusionerVolymsmätning av mängden bortopererad tumör visade att det var längst tid av stabilt tillstånd och längst överlevnad för de patienter där man kunnat operera bort maximalt stor andel av tumören med minimal eller ingen kvarvarande tumör.Vid kognitiv testning vid behandlingsstart hade glioblastom-patienterna i genomsnitt en något nedsatt kognitiv förmåga jämfört med standardresultat från friska individer. De mest betydelsefulla kognitiva symptom var nedsatt uppmärksamhet, exekutiv förmåga och nedsatt språk- och bildminne. Den kognitiva förmågan ändrades inte ytterligare efter strålbehandling. De individer som hade god kognitiv funktion vid behandlingsstart hade längre tid av stabilt tillstånd och överlevnad. Tidig kognitiv testning kan således visa tecken på förväntat behandlingssvar och kan vara värdefull för glioblastom-patientens fortsatta vård och planering. Undersökning av medel-diffusions PRM (MD-PRM) kunde inte påvisa någon tidig skillnad för att förutsäga behandlingssvar i hela gruppen. Däremot kunde vi se tecken hos den del av patienterna som endast blivit opererade med biopsi, att kunna förutsäga behandlingssvar vid 3 veckor in i behandlingen genom MD-PRM resultaten. MD-PRM kan därför tänkas som stöd i planeringen för glioblastom-patienter som endast kunnat genomgå biopsi.Analys av mikrostruktur i bestrålad hjärnvävnad med MR metoden diffusion tensor imaging (DTI) visade endast mycket begränsad förändring av DTI i hjärnvävnadens mikrostruktur under och efter strålbehandling. Dessa fynd skiljer sig från tidigare DTI studier som visat större förändring under och efter strålbehandling.Vi tolkar dessa resultat som att modern strålbehandlingsteknik med arc-based terapi inte påverkar hjärnan så negativt som tidigare beskrivits, varken gällande kognitiv förmåga eller hjärnans mikrostruktur. Således tolkar vi att den nyare strålbehandlingsmetoden är mer skonsam för patienten än tidigare metoder.