Pilotprojekt: Schnelles Ganzkörper-Spektrenscannen zur Verbesserung der Erkennung von Knochenmetastasen bei Patienten mit diagnostiziertem Krebs

Einführung

Knochenszintigraphie (z. "Bone Scan") mit Tc-99m-Diphosphonaten ist eines der häufigsten bildgebenden Radioisotopenverfahren in Abteilungen der Nuklearmedizin weltweit, mit mehreren Tausend, die jedes Jahr in einem geschäftigen nuklearmedizinischen Dienst durchgeführt werden. Trotz der schnellen und genauen Untersuchung des Skeletts bei Erkrankungen, die von metastasierendem Krebs über Frakturen bis hin zu Infektionen reichen, hat sich die Technologie seit den frühen 1970er Jahren kaum verändert. Die Anger-Kamera bleibt das Instrument der Wahl für die Aufnahme von Serienbildern des Skeletts eines Patienten, und seit Ende der 1970er Jahre wurde SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography) – im Wesentlichen „nukleare CT-Bildgebung der 3-D-Verteilung von Radiotracern“ – hinzugefügt, um den Kontrast zu verbessern Auflösung und Platzierung der Läsion.

Trotz der bekannten größeren Sensitivität der SPECT im Vergleich zu nuklearmedizinischen Studien mit planarem Knochen wird die SPECT aus Zeitgründen normalerweise nur bei einer begrenzten Anzahl von Patienten durchgeführt. Denn eine standardmäßige tomographische Knochenaufnahme dauert etwa 20 Minuten und kann daher meist nur an einer Körperregion wie Bauch oder Brust durchgeführt werden.

Skelett-PET-Scans mit F-18-Fluorid sind seit der Einführung mehrerer PET-Scanner zur Bildgebung von Krebs mit F-18-FDG populär geworden. Es liefert viel höhere Zählraten als herkömmliche Knochenscans, die mit Tc-99m-Phosphaten durchgeführt werden, und viele Autoren haben gezeigt, dass es die empfindlichste Bildgebungsmodalität zum Nachweis von Skelettläsionen ist. Tatsächlich haben mehrere PET-Zentren vorgeschlagen, den standardmäßigen Tc-99m-Knochenscan durch F-18-PET-Scans zu ersetzen. Die kurze Halbwertszeit von F-18 macht diese Art der Untersuchung jedoch nur für PET-Zentren in kurzer Entfernung von einem Zyklotron praktikabel. Darüber hinaus sind die meisten PET-Scanner in der Regel voll mit anderen Arten von diagnostischen onkologischen Studien beschäftigt, und die Kosten für das F-18 werden derzeit nicht für einfache Skelettuntersuchungen erstattet.

Vor kurzem ist es möglich geworden, die für den Erwerb einer nuklearmedizinischen SPECT-Studie erforderliche Zeit drastisch zu verkürzen. Dies ist mit der Einführung einer neuen Bildrekonstruktionssoftware aufgetreten, die eine Auflösungswiederherstellungskorrektur (das sogenannte "Kollimator-De-Blurring") enthält. Da dieser Ansatz zu einer signifikanten Verbesserung der Bildauflösung führt, prüfen viele Zentren derzeit die Möglichkeit, diese neue Technik zur Verkürzung der Bildgebungszeiten einzusetzen. Beispielsweise wurde seine Verwendung für nukleare Herzscans mit um die Hälfte verkürzten Erfassungszeiten untersucht.

Wir schlagen vor, die Leistung der Bildrekonstruktionssoftware mit Auflösungswiederherstellungskorrektur für Knochen-SPECT-Studien zu untersuchen. Wir schätzen, dass man in nur 30 Minuten mit dieser neuen Technik der Kollimator-Entzerrung eine vollständig dreidimensionale SPECT-Ganzkörper-Knochenstudie durchführen könnte, wodurch die Notwendigkeit für planare Knochenstudien im Wesentlichen entfällt.

Im Rahmen des vorgeschlagenen Projekts zielt unsere Gruppe darauf ab, die Hypothese zu testen, dass man eine Tc-99m-Ganzkörper-SPECT-Studie gleichzeitig mit einer regulären planaren Knochenuntersuchung mit größerer Lokalisierungsgenauigkeit und größerer Läsionserkennung durchführen kann.

Um einen „Goldstandard“ zu etablieren, der zur Beurteilung der Leistung der SPECT-Knochenscans erforderlich ist, werden wir die Anzahl der bösartigen Läsionen vergleichen, die bei Patienten entdeckt wurden, die nachgewiesenermaßen metastasierende Skelettknochenläsionen auf PET F-18-Ganzkörperscans haben, mit Ganzkörperscans Körper Tc-99m SPECT-Läsionen. Wir schlagen auch vor, die Erkennung von SPECT-Scans mit standardmäßigen planaren Knochenscans zu vergleichen. Dies ermöglicht zwei Hauptvergleiche (a) die Genauigkeit von SPECT-Knochenstudien im Vergleich zu planaren Knochenstudien und (b) die Genauigkeit von SPECT-Knochenscans im Vergleich zu F-18-PET-Studien. Die meisten früheren Studien, die vorgaben, die Überlegenheit von F-18-Knochenscans gegenüber Tc-99-Knochenscans zu zeigen, wurden nur gegen entweder planare Scans oder eine Kombination aus planaren Scans und partiellen SPECT-Studien über der Wirbelsäule durchgeführt. Wir gehen davon aus, dass F-18-Knochenscans aufgrund der höheren Zählstatistik von PET-Mitteln mehr Läsionen zeigen werden als SPECT, aber die genaue Erhöhung der Empfindlichkeit wurde noch nie mit Ganzkörper-SPECT-Scans verglichen.

Ziele

1. Bewerten Sie die Machbarkeit der Implementierung von Ganzkörper-SPECT in der Routinepraxis mit Standard-SPECT-Gammakameras
2. Bewerten Sie den Wert der Ganzkörper-SPECT im Vergleich zu planaren Ganzkörperstudien zum Nachweis von Knochenmetastasen
3. Vergleichen Sie die Ergebnisse modernster Ganzkörper-SPECT-Skelettuntersuchungen mit hochmodernen Ganzkörper-Na18F-PET-Ganzkörper-Knochenuntersuchungen.
4. Erhalten Sie vorläufige Daten zur jeweiligen Genauigkeit der planaren Knochenszintigraphie, der Ganzkörper-SPECT und der Na18F-PET/CT, um zukünftige Studien zur Kosteneffektivität dieser Methoden zur Verbesserung des Prostatakrebs-Staging zu planen.

Hypothesen

1. Eine Ganzkörper-Knochen-SPECT ist empfindlicher und spezifischer als ein herkömmlicher planarer Knochenscan zum Nachweis von Knochenmetastasen
2. Die Ganzkörper-Knochen-SPECT ist weniger empfindlich als eine Ganzkörper-Knochen-PET, aber die geringere Empfindlichkeit hat minimale Auswirkungen auf die Gesamterkennung von Knochenmetastasen auf Patientenbasis

Gesamtstudiendesign

Dies ist eine offene Phase-II-Studie, die darauf ausgelegt ist, vorläufige Daten zum relativen diagnostischen Wert der planaren Knochenszintigraphie, der Ganzkörper-Knochen-SPECT und der Ganzkörper-Knochen-PET mit Natrium-18F-Fluorid zu sammeln. Wir planen, insgesamt 25 Probanden mit Verdacht auf Knochenmetastasen aufzunehmen, die sich einer planaren Knochenszintigraphie, einer Knochen-SPECT und einem Na18F-Ganzkörper-Knochen-PET-Scan unterziehen werden.

Datenanalyse

Alle Patientenstudien werden von 3 unabhängigen Nuklearmedizinern analysiert, wobei die Anzahl der auf planaren Scans identifizierten Läsionen mit der Anzahl der Läsionen auf Nicht-Astonish-SPECT-Knochenscans und Astonish-SPECT-Knochenscans verglichen wird.

Jede Studie wird bewertet, indem Folgendes notiert wird:

• Anzahl und Lokalisation der erkannten Läsionen
• Sicherheitsgrad (1 = sicher bösartig, 5 = sicher gutartig)
• allgemeine visuelle Qualität der Bilder (bewertet von 1 = schlecht bis 5 = ausgezeichnet)

Die Na18F-PET/CT-Knochenstudie dient als Goldstandard-Referenzstudie, anhand derer die anderen Akquisitionen beurteilt werden.

Statistische Betrachtung

Dies ist eine Pilotstudie, die vorläufige Daten für weitere Leistungsberechnungen liefern wird, um den Studienumfang abzuschätzen, der erforderlich ist, um eine statistisch signifikante Verbesserung der Ganzkörper-SPECT im Vergleich zur planaren Szintigraphie nachzuweisen. Bei 25 Probanden haben wir eine Wahrscheinlichkeit von 82 %, einen statistisch signifikanten Unterschied von 30 % in der Genauigkeit zwischen planarer Szintigraphie und Ganzkörper-SPECT im Vergleich zum Referenzstandard (PET/CT) nachzuweisen.