MEG:n potentiaali onkologisten hoitojen suunnittelussa ja seurannassa

Brain tumors are masses of abnormal cells in the brain that often require immediate intervention when detected. Their treatment has to be optimized so that maximum amount of tumor tissue is removed without damaging healthy brain tissue and causing neurological deficits. Functional neuroimaging methods such as magnetoencephalography (MEG) can map important brain regions that need to be preserved during tumor treatment. However, currently MEG is clinically mainly used in epilepsy surgery planning and its application in tumor treatment planning is in its infancy. The purpose of this Thesis was to first conduct a comprehensive literature review to investigate how MEG is used with brain tumor patients. Based on this, the MEG groups at three university hospitals were interviewed to better understand the clinical use of MEG and its potential. The goal was to find out how many patients are examined with MEG, benefits and challenges, measurement paradigms and how MEG affects clinical decision-making. Another goal was to find out how MEG should be developed to make it more widely and frequently applied to brain tumor patients. Based on the interviews, workflow charts were constructed and the workflow with the most potential for a clinical product was analysed in more detail. The literature review and the interviews showed that MEG is used to map functional regions of the brain in tumor patients both with task-related and resting-state measurements. Resting-state functional connectivity analysis was identified as the method with the most clinical potential because of the existing clinical evidence. A few studies also showed that MEG-derived information has been integrated into treatment planning software to optimize radiation treatment. Other identified applications, still at research level and lacking clinical evidence, included studying cognitive performance both before and after the treatment, and assessing neural activity in the tumor area to obtain information on both tumor grade and progression. It was shown that MEG has potential especially in treatment planning whereas follow-up applications still need more extensive research. Workflows identified in this Thesis can serve as guidelines for future product development projects that aim to increase the use of MEG with brain tumor patients.Aivokasvaimet ovat kudoksen epänormaalia kasvua aivoissa, ja ne tarvitsevat välitöntä hoitoa diagnoosin jälkeen. Hoito tulee suunnitella niin, että mahdollisimman suuri osa kasvainkudoksesta saadaan poistettua vahingoittamatta tervettä aivokudosta ja näin aiheuttamatta vakavia hoidon jälkeisiä neurologisia häiriöitä. Toiminnalliset kuvantamismenetelmät, kuten magnetoenkefalografia (MEG), pystyvät kartoittamaan toiminnallisesti tärkeitä aivoalueita, jotta niiden vahingoittamista voidaan välttää, kun kasvain poistetaan. Nykyään MEG:tä kuitenkin käytetään pääosin epilepsiapotilaiden hoidon suunnitteluun, ja käyttö aivokasvainpotilaiden kanssa on hyvin rajattua. Tämän diplomityön tarkoituksena oli toteuttaa kattava kirjallisuuskatsaus siitä, kuinka MEG:tä käytetään aivokasvainpotilaiden kanssa. Tämän perusteella haastateltiin kolmea kansainvälistä yliopistollista sairaalaa, jotta saataisiin tarkempaa tietoa kliinisestä käytöstä. Tavoitteena oli hankkia tietoa potilasmääriin, MEG:n hyötyihin ja haasteisiin, mittaustapoihin sekä kliiniseen päätöksentekoon liittyen. Kiinnostuksen kohteena oli myös selvittää, kuinka MEG:tä voitaisiin kehittää niin, että sitä käytettäisiin laajemmin ja yhä useamman aivokasvainpotilaan kanssa. Haastattelujen perusteella koostettiin kaaviot identifioiduista menetelmistä, ja kliinisesti lupaavimpaan menetelmään tutustuttiin tarkemmin. Kirjallisuuskatsauksen ja haastattelujen perusteella voitiin todeta, että aivokasvainpotilaiden toiminnallisia aivoalueita kartoitetaan MEG:llä sekä herätevastein että lepotilamittauksin. Kliinisesti lupaavimmaksi menetelmäksi valittiin aivoalueiden toiminnalliseen kytkeytyvyyteen perustuva lepotilanalyysi, sillä sitä on jo käytetty useiden potilaiden kanssa. Muutamissa tutkimuksissa oli myös onnistuttu siirtämään MEG:n tuottamaa toiminnallista informaatiota sädehoito-ohjelmistoihin parantamaan sädehoidon turvallisuutta. Muita vielä tutkimustasolla olevia menetelmiä olivat kognitiivisen suorituskyvyn tutkiminen sekä kasvainalueen aivoaktiivisuuden perusteella ennustettava kasvaimen erilaistumisaste ja eteneminen. Tässä työssä havaittiin, että MEG:llä on potentiaalia hoidon suunnittelussa, mutta sen hyödyntäminen kasvaimien uusiutumisen seurannassa vaatii vielä lisää tutkimusta. Kuvattuja menetelmiä voidaan hyödyntää tulevissa tuotekehitysprojekteissa, joiden tavoitteena on samalla lisätä MEG:n käyttöä syöpäpotilaiden kanssa