Validering af den diagnostiske nøjagtighed af den elektroniske næse ved påvisning af skjoldbruskkirtelkræft

Kræft i skjoldbruskkirtlen er den mest almindelige endokrine kræftsygdom på verdensplan. I de fleste udviklede lande er forekomsten af ​​kræft i skjoldbruskkirtlen steget hurtigt i de sidste tre årtier. I Holland bliver 700 patienter diagnosticeret med kræft i skjoldbruskkirtlen hvert år. De mest almindelige histologiske former er veldifferentieret papillær- og follikulær cancer, der omfatter 80-85 % af alle kræft i skjoldbruskkirtlen

Patienter præsenterer sig ofte med en skjoldbruskkirtelknold, som kan være godartet eller ondartet. Nuværende diagnostisk oparbejdning omfatter ultralyd af halsen, hvilket resulterer i thyreoidea-billeddannelsesrapporterings- og datasystemet (TI-RADS). Dette risiko-stratificeringssystem for skjoldbruskkirtelknolder er baseret på ultralydsfunktioner. Når det er indiceret, udføres finnålsaspirationscytologi (FNAC), hvilket resulterer i Bethesda-klassifikationen for at rapportere risikoen for malignitet. FNAC er blevet betragtet som en guldstandard diagnostisk procedure i mistænkte skjoldbruskkirtelknolder. Desværre er både negativ og positiv prædiktiv værdi af FNAC dårlig, hvilket ofte resulterer i behovet for en diagnostisk hemithyroidektomi for sikker diagnose. 40-94 % af de formodede skjoldbruskkirtelknogler ser ud til at være godartede efter resektion. Efter kirurgisk fjernelse får patienter med differentieret skjoldbruskkirtelkræft nogle gange adjuverende behandling med radioaktivt jod. Derefter står patienterne over for en langvarig opfølgning, da sygdommens tilbagefald kan forekomme år efter fjernelse af den primære tumor. Baseret på risikostratificering bestemmes serum-thyroglobulin (Tg)-niveauer en eller to gange om året med eller uden yderligere billeddannelse (f. skjoldbruskkirtlens ultralyd eller helkropsscintigrafi). Så både diagnose og opfølgning af skjoldbruskkirtelkræft er forbundet med invasive og ubehagelige procedurer for patienten.

Efter kirurgisk fjernelse får patienter med differentieret skjoldbruskkirtelkræft nogle gange adjuverende behandling med radioaktivt jod. Derefter vil patienterne blive underkastet en langtidsopfølgning, da sygdommen kan komme tilbage år efter fjernelse af den primære tumor. Baseret på risikostratificering bestemmes serum-thyroglobulin (Tg)-niveauer en eller to gange om året med eller uden yderligere billeddannelse (f. skjoldbruskkirtlens ultralyd eller helkropsscintigrafi). Så både diagnose og opfølgning af skjoldbruskkirtelkræft er forbundet med invasive og ubehagelige procedurer for patienten.

En lovende udvikling inden for kræftdetektion er baseret på flygtige organiske forbindelser (VOC'er), gasformige nedbrydningsprodukter fra biokemiske processer, der kan påvises i udåndet ånde. Under patofysiologiske processer relateret til tumorvækst fører ændringer i cellemetabolismen til et skift i produktionen af ​​VOC'er. VOC'ernes mønstre kan detekteres af Aeonose™ gennem deres reaktion på metaloxidsensorerne i denne enhed. En pilotundersøgelse udført ved Maastricht University Medical Center+ viste, at ved at skabe et kunstigt neuralt netværk (ANN) ud fra VOC-mønstrene fra adskillige patienter og deres specifikke histopatologiske diagnose, har Aeonose™ en høj diagnostisk nøjagtighed til at skelne godartede fra ondartede skjoldbruskkirtelknuder .

Formålet med denne undersøgelse er at validere nøjagtigheden af ​​Aeonose™, at forhindre unødvendig kirurgi og at undersøge brugen af ​​Aeonose™ som et overvågningsværktøj i den postoperative opfølgning af differentieret skjoldbruskkirtelkræft.

Sigte

Denne undersøgelse består af tre formål:

1. Bekræft resultaterne af pilotundersøgelsen om brugen af ​​Aeonose™ til at skelne godartede fra ondartede skjoldbruskkirtelknuder i et multicenter valideringsstudie.
2. Implementer brugen af ​​Aeonose™ i klinisk praksis med det formål at reducere unødvendige operationer til <10 %.
3. Undersøg brugen af ​​Aeonose™ til at påvise tilbagevendende skjoldbruskkirtelkræft på en patientvenlig, ikke-invasiv måde sammenlignet med regelmæssig opfølgning i et pilotstudie.

Vi planlægger at udføre en international prospektiv, observationel multicenterundersøgelse på tolv hospitaler i Holland, Belgien og Tyskland for at validere den diagnostiske ydeevne af Aeonose™ og for at undersøge dens effektivitet i opfølgningen af ​​differentieret skjoldbruskkirtelkræft. Først vil der blive bygget en database over vejrtrækningsmønstre for at udvikle en ANN. Et eksternt valideringsstudie vil blive udført ved hjælp af udåndingsmønstre af i alt 500 patienter for at løse det første mål. Data fra valideringsstudiet sammen med kliniske parametre vil blive brugt til at bestemme nødvendigheden af ​​en diagnostisk hemithyroidektomi. Antallet af unødvendige operationer vil blive vurderet. For at imødekomme det tredje mål vil der blive gennemført en pilotundersøgelse. Patienter med histologisk dokumenteret differentieret skjoldbruskkirtelkræft bliver bedt om at trække vejret i Aeonose™ parallelt med hvert regulært opfølgningsmoment. Aeonose™ vil blive trænet ved input af data fra patienter, der udvikler et recidiv eller ikke til at udvikle en ANN, der kan bruges som et overvågningsværktøj til at detektere tilbagefald non-invasivt.

Inden valideringsstudiet påbegyndes, vil det kunstige neurale netværk (ANN), der er blevet bygget i pilotstudiet, blive udvidet i træningsstudiet. Jo flere patienter inkluderet med forskellige vejrtrækningsmønstre (som følge af f.eks. køn, alder, rygestatus, fødeindtagelse, medicinforbrug), jo mere stabil og robust bliver modellen. Til dette træningsstudie er der behov for i alt 200 patienter med histopatologisk dokumenteret differentieret skjoldbruskkirtelkræft. Hvis man antager, at forekomsten af ​​kræft i skjoldbruskkirtlen blandt formodede skjoldbruskkirtelknogler er 20 %, ville der være behov for i alt 1000 patienter til træningsstudiet. Data fra patienter, der deltog i pilotstudiet, vil blive brugt i træningsstudiet. Uddannelsesundersøgelsen vil blive gennemført på alle 12 hospitaler.

Valideringsundersøgelse Umiddelbart efter endt træningsundersøgelse vil valideringsundersøgelsen blive startet på 'nye' patienter, som ikke har deltaget i træningsundersøgelsen.

Hver patient med mistanke om skjoldbruskkirtelknold, indiceret til yderligere diagnostiske procedurer, herunder en ultralyd af skjoldbruskkirtlen (som resulterer i TIRADS-klassifikationen) efterfulgt af en finnålsaspiration til cytologi (som resulterer i Bethesda-klassifikationen), vil blive bedt om at deltage. Vi vil give oplysninger om undersøgelsen og indhente et underskrevet informeret samtykke. Vi forventer, at FNAC især kan påvirke mønstrene af VOC'erne i det udåndede åndedræt, målt med Aeonose™. Af denne grund vil vi inkludere patienter i denne undersøgelse, før FNAC vil finde sted.

Patienter i valideringsstudiet vil kun blive bedt om at deltage én gang ved at trække vejret i Aeonose™ i fem minutter, efterfulgt af at udfylde et kort spørgeskema over kendte faktorer, der kan påvirke vejrtrækningsmønstrene.

Mindst 500 patienter vil være nødvendige for at validere pilotundersøgelsens følsomhed.

Denne undersøgelse har ingen specifikke fordele for de deltagende patienter. Risikoen ved at bruge Aeonose er meget lille. Mulige bivirkninger under målinger er svimmelhed og kvalme, normalt på grund af hyperventilation. Andre bivirkninger er hypo- eller hypersalivation under målinger. Blod vil blive opsamlet under regelmæssig præoperativ blodopsamling, hvilket resulterer i ingen ekstra hudpunktur. Ydermere vil de deltagende patienter udfylde to hurtige besvarende spørgeskemaer samt en kort case report form (CRF). Brug af Aeonose som et ikke-invasivt, hurtigt og billigt diagnostisk værktøj kan være en stor fordel for patienter med skjoldbruskkirtelknuder på grund af den hurtigere og mindre invasive diagnostiske proces. Fordelene for patienter med godartede skjoldbruskkirtelsygdomme omfatter muligheden for at træde tilbage fra unødvendige invasive behandlinger såsom (diagnostisk) kirurgi.

Vi antager, at pilotstudiets høje negative prædiktive værdi vil blive bekræftet i valideringsstudiet og forventer, at implementering af Aeonose™ i klinisk praksis efterfølgende vil reducere antallet af unødvendige operationer til under 10 % for patienter med Bethesda ≥ III knuder. Til pilotstudiet om opfølgningen antager vi, at Aeonose™ kan spille en vigtig rolle i ikke-invasiv påvisning af tilbagevendende sygdom. Inden for flere år vil analyse af udåndet ånde med Aeonose™ spille en vigtig rolle i påvisningen af ​​kræft i skjoldbruskkirtlen og/eller dets tilbagefald og vil derfor have en position i regelmæssig klinisk beslutningstagning