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Zukunft der Darmkrebschirurgie (FOCCuS1)

3. Januar 2020 aktualisiert von: Ronan Cahill, Mater Misericordiae University Hospital

Zukunft der Darmkrebschirurgie 1 – Entwicklung eines künstlichen Intelligenzmodells zur Interpretation der Fluoreszenzsignale von Darmkrebs unter Verwendung von Indocyaningrün

Darmkrebs ist die dritthäufigste Krebserkrankung im Vereinigten Königreich und in Irland und die zweithäufigste Krebserkrankung bei Männern und Frauen. Sehr oft wird die Diagnose entweder durch Endoskopie/Koloskopie gestellt und die chirurgische Behandlung erfolgt durch einen minimalinvasiven Ansatz („Schlüsselloch“-Chirurgie). Auf beiden Wegen gesammelte Gewebeproben werden an den Pathologen geschickt, um die Art ihres Inhalts zu bestätigen. Derzeit dauert dies einige Zeit (Tage), sodass die Informationen nicht als Leitfaden für den durchgeführten Eingriff oder andere Untersuchungen oder Prozesse dienen können, die so schnell wie möglich durchgeführt werden müssen, bis der Pathologieprozess abgeschlossen ist. Bei der fluoreszenzgesteuerten Chirurgie werden ein zugelassener Farbstoff und zugelassene Kameras verwendet, um mehr Informationen über Gewebeeigenschaften hinzuzufügen, als bei normaler Betrachtung allein verfügbar sind. Es konnte bereits gezeigt werden, dass es mit einer Verbesserung der Heilungssicherheit nach einer kolorektalen Operation einhergeht, und die Forscher werden demnächst eine randomisierte Studie durchführen, in der dies bei Rektumkarzinomen untersucht wird, um dies zu beweisen. Unabhängig davon, ob diese Studie dies beweist oder nicht, muss die Fähigkeit, die Gewebegesundheit während der Untersuchung/Operation besser zu verstehen, weiter untersucht und weiterentwickelt werden. In dieser Studie werden die Forscher die Rolle von Computer Vision und maschinellem Lernen bei der Bestimmung der Beschaffenheit des sichtbaren Gewebes in Echtzeit untersuchen, zusätzlich zur eigenen Meinung und Erfahrung der Chirurgen. Dies ist erforderlich, da die dynamischen Phasen des Fluoreszenzeinflusses in jedes Gewebe schwer zu interpretieren sind, insbesondere wenn es sich um Mikrogefäße handelt, wie sie innerhalb einer Krebsstelle oder -ablagerung vorhanden sind. Auf diese Weise hoffen die Forscher, die dynamische Perfusion in und aus dem Gewebe, ob normal oder abnormal, besser zu verstehen und Signaturen zu definieren, die den Chirurgen beschleunigen und/oder dabei helfen können, ihn über die tatsächliche Beschaffenheit des untersuchten Gewebes zu informieren. Die Forscher vergleichen die generierten Daten mit den bereits erfassten Daten im Hinblick auf Standardpathologie und Radiologie sowie andere Labormessungen des klinischen Verlaufs. Das von einem Patienten entnommene Gewebe wird im Labor auch unter einem Nahinfrarotmikroskop untersucht und auf Fluoreszenzintensität analysiert, um zu verstehen, wo genau und wie viel Farbstoff sich in bestimmten Geweberegionen ansammelt. In dieser Studie gibt es keine neuen Operationen und es werden keine neuen Interventionen auf der Grundlage der gesammelten Informationen durchgeführt. Es handelt sich um eine vergleichende Studie, um zu sehen, wie diese zusätzlichen Informationen für Interventionisten während der Operation einen Mehrwert schaffen können. An diesem Forschungskonsortium sind vier Kooperationsgruppen beteiligt, von denen zwei kommerzielle Partner sind, da sie sowohl in diesem fortgeschrittenen Bereich der Analytik einen Mehrwert schaffen als auch sicherstellen, dass ein klinischer Geschäftsszenario einbezogen wird, damit die Ergebnisse dieser Arbeit für Patienten nützlich sein können.

Studienübersicht

Detaillierte Beschreibung

Hierbei handelt es sich um eine kombinierte retrospektive und prospektive, nicht verblindete, multizentrische Beobachtungsstudie ohne CTIMP zur Entwicklung und Festlegung von Methoden zur Anwendung von CV und AI mit IFA in der Chirurgie zum klinischen Nutzen in der Chirurgie. Die Operation kann minimalinvasiv durchgeführt werden, sei es durch eine endoskopische oder eine laparoskopische oder robotergestützte Technik (Letzteres hängt von der Präferenz des Chirurgen ab) als Teil eines diagnostischen oder therapeutischen Eingriffs auf übliche Weise, basierend auf dem klinischen Bedarf des Patienten. Entweder vor oder während des Eingriffs wird über eine periphere Kanüle ein visuelles Kontrastmittel verabreicht und der interessierende Bereich mithilfe eines Nahinfrarot-Endoskops untersucht, um das Vorhandensein, die Persistenz und die Ein-/Ausflusswege des Farbstoffs zu bestimmen. Das Videobild wird einer weiteren Analyse durch Computer Vision und Datenanalyse unterzogen, um spezifische Muster aufzuklären und es maschinellem Lernen zu ermöglichen, Algorithmen zur Flusscharakterisierung zu erstellen, die auf biophysikalischen und pseudoanonymisierten klinischen Daten basieren. Die Entwicklungsalgorithmen werden zusätzlich durch mechanistische Arbeiten zur Quantifizierung und Lokalisierung des Fluoreszenzmittels innerhalb und um Orte abnormaler Erkrankungen durch digitales Fluoreszenzscannen und Nahinfrarotmikroskopie sowie durch eine detaillierte Charakterisierung der Farbstoff-Clearance-Dynamik und lokaler Gewebemetaboliten (insbesondere Azidose) beeinflusst. Darüber hinaus wird ein Teil des Gewebes aus resezierten Proben, die im Rahmen diagnostischer Untersuchungen oder Krebsoperationen bereitgestellt werden, zur Entwicklung von Organoiden verwendet, um die Aufnahme und Verteilung von Fluoreszenzmitteln durch Tumore in vitro zu untersuchen.

Insgesamt werden über den Zeitraum von drei Jahren 250 Patienten untersucht, darunter 100 Patienten, die sich einer Anastomosenkonstruktion unterziehen, und 100 Patienten, die sich einer Krebsdiagnose/-resektion unterziehen. Einige Patienten können in beide Gruppen aufgenommen werden. Nach der Entwicklung (möglicherweise früher als oben) wird eine prospektive Validierung an etwa 25 Patienten in jeder Gruppe durchgeführt. Die Nachbeobachtungszeit endet 30 Tage nach der Einstellung. Die Studie ist für Teilnehmer, medizinisches Personal oder klinisches Studienpersonal nicht verblindet. Die verwendeten Kontrastmittel (einschließlich Indocyaningrün) sind für die Verwendung in dieser Studie klinisch zugelassen. Während die Validierungskomponente dieser Arbeit prospektiv durchgeführt wird, wird die anfängliche Modellentwicklung nachträglich einige Daten von Patienten einbeziehen, die bereits einer ähnlichen Bewertung unterzogen wurden.

Studientyp

Beobachtungs

Einschreibung (Voraussichtlich)

250

Kontakte und Standorte

Dieser Abschnitt enthält die Kontaktdaten derjenigen, die die Studie durchführen, und Informationen darüber, wo diese Studie durchgeführt wird.

Studienkontakt

Studienorte

    • Other (Non U.s.)
      • Dublin, Other (Non U.s.), Irland, D07 R2WY
        • Rekrutierung
        • Mater Misericordiae University Hospital
        • Kontakt:
        • Kontakt:

Teilnahmekriterien

Forscher suchen nach Personen, die einer bestimmten Beschreibung entsprechen, die als Auswahlkriterien bezeichnet werden. Einige Beispiele für diese Kriterien sind der allgemeine Gesundheitszustand einer Person oder frühere Behandlungen.

Zulassungskriterien

Studienberechtigtes Alter

18 Jahre und älter (Erwachsene, Älterer Erwachsener)

Akzeptiert gesunde Freiwillige

N/A

Studienberechtigte Geschlechter

Alle

Probenahmeverfahren

Nicht-Wahrscheinlichkeitsprobe

Studienpopulation

Teilnehmer mit oder bei Verdacht auf eine kolorektale Neoplasie, die sich einer endoskopischen Untersuchung oder einer laparoskopischen Resektion derselben oder einer anderen kolorektalen Erkrankung durch Segmentresektion und Anastomose unterziehen. Klinisch geeignet für eine elektive Intervention und Erfüllung der Einschluss-/Ausschlusskriterien.

Beschreibung

Einschlusskriterien:

  • • Der Teilnehmer ist bereit und in der Lage, eine informierte Einwilligung zur Teilnahme an der Studie zu geben.

    • Männlich oder weiblich, mindestens 18 Jahre alt.
    • Klinische Merkmale, bei denen der Verdacht auf eine kolorektale Neoplasie oder eine andere kolorektale Erkrankung besteht oder eine solche diagnostiziert wurde, die eine Segmentresektion mit Anastomose erfordert.
    • Keine vorherige Allergie gegen Indocyaningrün oder Jod.
    • Wenn Sie weiblich sind und sich im gebärfähigen Alter befinden, muss zum Zeitpunkt der Studienteilnahme ein negativer Schwangerschaftstest vorliegen.
    • Der Teilnehmer verfügt über klinisch akzeptable Laborergebnisse, einschließlich Leberfunktionstests.
    • Ist nach Ansicht des Prüfarztes in der Lage und willens, alle Studienanforderungen zu erfüllen.
    • Ist bereit, zuzulassen, dass sein/ihr Hausarzt und Berater gegebenenfalls über die Teilnahme an der Studie informiert werden.

Ausschlusskriterien:

  • • Weibliche Teilnehmerin, die im Verlauf der Studie schwanger ist, stillt oder eine Schwangerschaft plant.

    • Erhebliche Nieren- oder Leberfunktionsstörung.
    • Jede andere erhebliche Krankheit oder Störung, die nach Ansicht des Prüfarztes die Teilnehmer aufgrund der Teilnahme an der Studie einem Risiko aussetzen oder das Ergebnis der Studie oder die Fähigkeit des Teilnehmers zur Teilnahme an der Studie beeinflussen kann.

Studienplan

Dieser Abschnitt enthält Einzelheiten zum Studienplan, einschließlich des Studiendesigns und der Messung der Studieninhalte.

Wie ist die Studie aufgebaut?

Designdetails

Was misst die Studie?

Primäre Ergebnismessungen

Ergebnis Maßnahme
Maßnahmenbeschreibung
Zeitfenster
Videoaufnahmen von Darmkrebs.
Zeitfenster: 6 Monate
Video von kolorektalen Endoskopien und Laparoskopien, aufgenommen von Patienten, die sich einer endoskopischen oder laparoskopischen Untersuchung von Darmkrebs unterziehen, einschließlich zum Zeitpunkt der intravenösen Verabreichung eines Fluorophors (Indocyaningrün).
6 Monate
Analyse von Videoaufzeichnungen
Zeitfenster: 6 Monate
Computer-Vision-Analyse der in den Videos sichtbaren Fluoreszenzintensitätsmuster, d. h. ICG-Perfusionsmuster (einschließlich Präsenz, Persistenz und Fluss).
6 Monate
Entwicklung von Biophysik-Visualisierungssoftware
Zeitfenster: 6 Monate
Entwicklung einer auf Biophysik basierenden Visualisierungssoftware, die automatisch ICG-Perfusionsmuster im Sichtfeld des Videos in Bezug auf verschiedene kolorektale Gewebetypen (Krebs und Nicht-Krebs) bestimmt.
6 Monate
Biophysik-Modelltraining
Zeitfenster: 6 Monate
Ergebnisse aus klinischen Standardtests, einschließlich histopathologischer Berichte, die zur Information über die Software-Analyseprofile verwendet werden, sodass spezifische, signifikante Charakterisierungssignaturen generiert werden, die die zugrunde liegende Gewebearchitektur und das zugrunde liegende Gewebeverhalten (und damit die Natur) widerspiegeln.
6 Monate
Validierung des Biophysik-Visualisierungsmodells mit Vorhersagegenauigkeit
Zeitfenster: 3 Jahre
Determinative Analyse der Genauigkeit des biophysikalischen Modells bei der Vorhersage des Patientenverlaufs einschließlich klinischer Standardtests (insbesondere Histopathologie und Expertenmeinung). Berechnung der Genauigkeit, Vorhersagewerte (positiv und negativ) sowie Sensitivitäts- und Spezifitätsberechnung.
3 Jahre

Sekundäre Ergebnismessungen

Ergebnis Maßnahme
Maßnahmenbeschreibung
Zeitfenster
Variationskoeffizienten
Zeitfenster: 3 Jahre
Vergleich der lokalisierten Quantifizierung von ICG in kolorektalem Gewebe zwischen dem Echtzeit-Visualisierungsalgorithmus und den lokal gemessenen ICG-Konzentrationen.
3 Jahre
Mikroskopische Karte der intratumoralen Fluorophor-Ansammlung
Zeitfenster: 3 Jahre
Mikroskopische Untersuchung frischer Gewebeschnitte, die zum Zeitpunkt der Operation entnommen wurden, mittels Nahinfrarotmikroskopie zur Untersuchung von ICG-Verteilungsstellen in normalen und abnormalen Geweberegionen. Relative Konzentrationen der ICG-Intensität während der Gewebeuntersuchung mittels Nahinfrarot-Digitalscanning
3 Jahre
Echtzeit-Darstellung der Tumorfläche einschließlich der Ränder
Zeitfenster: 3 Jahre
Automatisierte Anzeigekarte der Tumorfläche und -ränder durch Modellierung auf der Grundlage anderer aufgeführter Ergebnismaße, einschließlich Videoaufzeichnungsanalyse, Fluoreszenzintensitätsmodellierung und histopathologischer Berichterstattung sowie mikroskopischer Analyse von Gewebeproben
3 Jahre

Mitarbeiter und Ermittler

Hier finden Sie Personen und Organisationen, die an dieser Studie beteiligt sind.

Ermittler

  • Hauptermittler: Ronan Cahill, University College Dublin

Publikationen und hilfreiche Links

Die Bereitstellung dieser Publikationen erfolgt freiwillig durch die für die Eingabe von Informationen über die Studie verantwortliche Person. Diese können sich auf alles beziehen, was mit dem Studium zu tun hat.

Studienaufzeichnungsdaten

Diese Daten verfolgen den Fortschritt der Übermittlung von Studienaufzeichnungen und zusammenfassenden Ergebnissen an ClinicalTrials.gov. Studienaufzeichnungen und gemeldete Ergebnisse werden von der National Library of Medicine (NLM) überprüft, um sicherzustellen, dass sie bestimmten Qualitätskontrollstandards entsprechen, bevor sie auf der öffentlichen Website veröffentlicht werden.

Haupttermine studieren

Studienbeginn (Voraussichtlich)

30. Dezember 2019

Primärer Abschluss (Voraussichtlich)

1. Dezember 2022

Studienabschluss (Voraussichtlich)

1. März 2023

Studienanmeldedaten

Zuerst eingereicht

30. Dezember 2019

Zuerst eingereicht, das die QC-Kriterien erfüllt hat

3. Januar 2020

Zuerst gepostet (Tatsächlich)

7. Januar 2020

Studienaufzeichnungsaktualisierungen

Letztes Update gepostet (Tatsächlich)

7. Januar 2020

Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt

3. Januar 2020

Zuletzt verifiziert

1. Januar 2020

Mehr Informationen

Begriffe im Zusammenhang mit dieser Studie

Plan für individuelle Teilnehmerdaten (IPD)

Planen Sie, individuelle Teilnehmerdaten (IPD) zu teilen?

NEIN

Arzneimittel- und Geräteinformationen, Studienunterlagen

Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Arzneimittelprodukt

Nein

Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Geräteprodukt

Nein

Diese Informationen wurden ohne Änderungen direkt von der Website clinicaltrials.gov abgerufen. Wenn Sie Ihre Studiendaten ändern, entfernen oder aktualisieren möchten, wenden Sie sich bitte an register@clinicaltrials.gov. Sobald eine Änderung auf clinicaltrials.gov implementiert wird, wird diese automatisch auch auf unserer Website aktualisiert .

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