Dynamische Röntgenaufnahme des Brustkorbs mit gleichzeitiger Spirometrie (DynaSSaur)

Bei der dynamischen Röntgenaufnahme des Brustkorbs (DCR) werden Bilder des Brustkorbs in Bewegung in einer „Aufnahme“ über einen Zeitraum von 10 bis 20 Sekunden aufgezeichnet. Hierbei handelt es sich im Wesentlichen um eine Video-Röntgenaufnahme des Brustkorbs und der damit verbundenen Strukturen, die an der Atmung beteiligt sind. Die vom DCR erfassten Bilder können mithilfe eines Computeralgorithmus verarbeitet und wichtige quantitative Messwerte abgeleitet werden (z. B. Geschwindigkeit der Zwerchfellbewegung und Änderungen im Lungenfeldbereich). Aufgrund der Art und Weise, wie das Röntgenbild aufgenommen wird, handelt es sich hierbei um eine relativ geringere Strahlung als bei anderen verfügbaren Bildgebungsverfahren mit Videountertiteln (z. B. Durchleuchtung). Die Zeitkomponente der Bildgebung (im Vergleich zur statischen Bildgebung) eröffnet auch Möglichkeiten für die klinische Nutzung über die bereits verfügbaren Bildgebungstechniken hinaus, ohne dass die klinischen Informationen verloren gehen, die eine herkömmliche statische Röntgenaufnahme liefert. Die direkte Visualisierung des Brust- und Lungenfeldes in Bewegung kann daher klinisch relevante Informationen über die Atemfunktion liefern. Es ist möglich, dass DCR durch die Verknüpfung mit herkömmlichen Lungenfunktionstests als Ersatzinstrument zur Beurteilung der Lungenfunktion verwendet werden kann. Alternativ kann es verschiedene Parameter der Lungenfunktion liefern, die nicht direkt mit herkömmlichen Tests korrelieren, aber an sich klinisch relevant sind.

Zystische Fibrose (CF) ist eine autosomal-rezessive genetische Erkrankung, die zu zähflüssigen, dehydrierten Lumensekreten führt. Es hat Auswirkungen auf mehrere Systeme, ist jedoch in der Regel durch einen Zyklus wiederkehrender Lungeninfektionen und Entzündungen gekennzeichnet, die zu fortschreitenden Lungenschäden führen. Eine wichtige klinische Untersuchung für Menschen mit Mukoviszidose (PwCF) sowie vielen anderen Brustkorberkrankungen ist ein Spirometrie-Atemtest. Dennoch kann die Spirometrie bei Personen mit zugrunde liegenden Atemwegserkrankungen schlecht toleriert werden. Patientenfaktoren in Kombination mit der Leichtigkeit und Geschwindigkeit der DCR-Erfassung können dazu führen, dass sie besser vertragen wird als herkömmliche Lungenfunktionstechniken wie die Spirometrie. In keiner früheren Studie wurde DCR direkt mit gleichzeitigen Atemtests (z. B. Spirometrie) verglichen. Dies ist wichtig, da es bei zwei verschiedenen Atemmanövern, wie sie beispielsweise bei Atemtests wie der Spirometrie verwendet werden, zu erheblichen Schwankungen kommen kann. Dies bedeutet, dass ein direkter Vergleich schwierig ist, wenn die Tests nacheinander durchgeführt werden.

Diese Studie zielt darauf ab, dieses Problem zu lösen, indem gleichzeitig Spirometrie und DCR durchgeführt werden, um festzustellen, wie DCR im Vergleich zur Spirometrie bei einer gesunden Population von Personen abschneidet. Die Studienforscher streben außerdem die Durchführung einer DCR mit gleichzeitiger Spirometrie in einer Kohorte von Menschen mit Mukoviszidose (pwCF) an, um einen Vergleich zwischen den beiden Gruppen zu ermöglichen. Darüber hinaus ist das DCR seit 2019 Teil des jährlichen Überprüfungsprozesses des Liverpool Heart and Chest Hospital (LHCH) für pwCF. Studienforscher beabsichtigen daher zu überprüfen, wie sich Änderungen der DCR-Metriken im Laufe der Zeit auf andere wichtige klinische Parameter für pwCF auswirken, wie z. B. Spirometriewerte. Nach Abschluss der Untersuchungen wird den Patienten ein Fragebogen zu den Erfahrungen der Patienten mit DCR zur Verfügung gestellt, der zum Zeitpunkt der Untersuchungserfassung ausgefüllt werden muss.

Hauptziel der Forschung: zu verstehen, wie DCR mit einer herkömmlichen Beurteilung von Lungenfunktionstests in Form von Spirometrie zusammenhängt, sowohl bei pwCF als auch bei Patienten ohne zugrunde liegende Lungengesundheitsprobleme.

Sekundäres Forschungsziel: Verständnis der Beziehung zwischen den durch DCR-Bildgebung im Laufe der Zeit aufgezeichneten Metriken und den wichtigsten klinischen CF-Markern, die im jährlichen Überprüfungsprozess aufgezeichnet wurden, wie z. B. die durch Spirometrie aufgezeichnete Lungenfunktion.

Studiendesign und Methodik:

Diese beobachtende, prospektive, nicht randomisierte Pilotstudie mit einem einzigen Zentrum wird am LHCH stattfinden. Die Untersuchungen werden im DCR-Raum des LHCH durchgeführt

Einzelpersonen werden gebeten, an der Studie teilzunehmen, wenn sie (A) keine signifikante zugrunde liegende Lungenerkrankung haben oder (B) pwCF sind und vom LHCH-CF-Team betreut werden. Ziel der Ermittler ist es, 100 Personen in Gruppe (A) und 100 Personen in Gruppe (B) zu rekrutieren. Bei dieser Studie handelt es sich um eine explorative Arbeit, die letztendlich zur Generierung von Hypothesen dient. Daher wurde keine formelle statistische Aussagekraftberechnung durchgeführt. Die angestrebten Rekrutierungszahlen basieren daher auf einer pragmatischen Einschätzung der Fähigkeit, erfolgreich zu rekrutieren und zu messen. LHCH hat eine Kohortengröße von etwa 350 Menschen mit CF, von denen 48 nicht vor Ort teilnehmen. Ungefähr 22 werden aufgrund einer Schwangerschaft oder Lungentransplantation ausgeschlossen. Die prognostizierte DNA-Rate liegt bei etwa 30 % und die prognostizierte Exazerbationsrate bei Anwesenheit bei etwa 20 %. Die voraussichtliche Zahl der rekrutierungsfähigen Kohorten liegt bei etwa 157. Tatsächlich handelt es sich hierbei um eine konservative Schätzung, da diejenigen, die nicht an der jährlichen Überprüfung teilnehmen oder eine Exazerbation haben, in der Regel einen weiteren persönlichen Termin vereinbaren lassen.

Eine Plakatkampagne innerhalb des Krankenhauses wird genutzt, um eine gesunde Bevölkerung ohne zugrunde liegende Atemwegsdiagnose zu rekrutieren. Bei Interesse werden sie das Studienteam kontaktieren und ein Patienteninformationsblatt erhalten.

PwCF werden anhand des Krankheitsregisters des LHCH-Krankenhauses identifiziert und der CF-Koordinator sendet einen Brief an alle pwCF, in dem er sie auffordert, ihr Interesse an der Studie zu bekunden.

Alle Teilnehmer werden aufgefordert, die Patienteninformationsbroschüre zu lesen. Die Beurteilung der Fähigkeit zur Einwilligung erfolgt durch das zustimmende Mitglied des Untersuchungsteams, bei dem es sich um einen beim General Medical Council registrierten Arzt handelt, der über aktuelle gute klinische Praxis verfügt und im Protokoll der Studiendelegation eingetragen ist. Dasselbe Mitglied überprüft die relevanten Einschluss- und Ausschlusskriterien, um sicherzustellen, dass die Einstellung angemessen ist. Wenn die Freiwilligen bereit sind, fortzufahren, wird mit dem Studienteam ein Einverständnisformular ausgefüllt, um sicherzustellen, dass die Teilnehmer verstehen, worum es geht.

Bei der Erstellung von Patienteninformationsblättern, Einverständniserklärungen und dem Fragebogen wurde der Rat der LHCH-Patientengruppe (SURE-Gruppe) eingeholt. Dies ist insbesondere für Gruppe (A) relevant, in der die in die Studie einbezogenen Untersuchungen zusätzlich zur Standardversorgung durchgeführt werden und um sicherzustellen, dass die Teilnehmer vollständig verstehen, worum es geht.

Personen ohne zugrunde liegende Lungenerkrankung werden zu einem vorher vereinbarten Zeitpunkt in die Radiologieabteilung aufgenommen, um Studienuntersuchungen durchzuführen. PwCF nehmen persönlich teil, um einmal im Jahr eine jährliche Überprüfung durchzuführen. Diejenigen, die einer Teilnahme an der Studie zustimmen, werden die Studienuntersuchungen bei dieser jährlichen Überprüfungsteilnahme durchführen lassen. Am LHCH verfügen pwCF bereits über eine DCR und Spirometrie als Teil der routinemäßigen klinischen Versorgung. Daher ist die Teilnahme an dieser Studie nicht mit einer weiteren Exposition gegenüber ionisierender Strahlung in Form weiterer Röntgenstrahlen verbunden.

Gleichzeitige DCR- und Spirometrieerfassung:

Bei der Spirometrie handelt es sich um einen Atemtest, bei dem in einen Schlauch geblasen wird, um den Luftstrom in der Lunge zu ermitteln. Es handelt sich um eine sichere Untersuchung, manche Menschen empfinden die damit verbundenen Atemübungen jedoch möglicherweise als ermüdend. Die Teilnehmer sitzen für diesen Test auf einem Hocker, wobei ihre Brust gegen die flache Platte des Röntgengeräts gelehnt ist. In dieser Position werden sie gebeten, ein Gerät mit einem Schlauch an den Mund zu halten, in das sie hineinblasen können. Ein Spezialist für Atemtests wird die Studienteilnehmer durch die Erwartungen begleiten. Für die eigentlichen Schlagtests werden Anweisungen zur Durchführung des erforderlichen Manövers angefordert (auch wenn dies bereits von Personen durchgeführt wurde). Der Test besteht darin, tief einzuatmen und dann so stark wie möglich in den Schlauch auszublasen, bis die gesamte Luft aus den Lungen ausgestoßen ist. Insgesamt müssen die Studienteilnehmer mindestens 3 Schläge ausführen. Bei den ersten beiden Blastests handelt es sich ausschließlich um Spirometrie; Wenn sie und das Untersuchungsteam mit der Technik zufrieden sind, werden die Ermittler mit der Aufnahme einer gleichzeitigen dynamischen Röntgenaufnahme beim dritten Schlagversuch fortfahren. Dies erfolgt im exakt gleichen Format, der Radiologe drückt jedoch die Aufnahmetaste, während die Atemanweisungen gegeben werden. Wenn Teilnehmer länger brauchen, um die Technik der Spirometrie zu perfektionieren oder Fragen haben, wird das Studienteam länger brauchen, um sicherzustellen, dass der Teilnehmer zufrieden ist und die Technik gut ist, bevor die gleichzeitige Röntgenaufnahme gemacht wird. Jeder Schlag dauert etwa 10-20 Sekunden und beim letzten Schlag wird gleichzeitig das Röntgenbild aufgenommen.

Nach Abschluss der Untersuchungen wird der Studienteilnehmer gebeten, im Wartezimmer der Radiologie einen kurzen Fragebogen auszufüllen. Der gesamte Vorgang inklusive Ausfüllen des Fragebogens sollte etwa 30 Minuten dauern.

Das Untersuchungsteam zeichnet die Röntgen- und Spirometrieergebnisse sowie einige grundlegende Informationen wie Alter, Geschlecht, Größe und Gewicht auf. Dies ist die einzige erforderliche Teilnahme und Einzelpersonen werden nicht gebeten, für die Zwecke dieser Studie an weiteren Besuchen teilzunehmen. Dem pwCF wird auch der Zugriff auf medizinische Unterlagen und Untersuchungen gestattet (zur Aufzeichnung wichtiger Parameter der jährlichen Überprüfung, einschließlich mikrobieller Besiedlung, Komorbiditäten und früherer DCR-Metriken).

PwCF wurde von Mitgliedern des Untersuchungsteams konsultiert, um sicherzustellen, dass die Studie so konzipiert ist, dass sie diese Personengruppe bestmöglich berücksichtigt. Auch Personen ohne gesundheitliche Vorerkrankungen wurden zu ihrer Sicht auf die Studie befragt.

Mögliche Risiken und Belastungen:

Die Einwirkung ionisierender Strahlung birgt das Risiko, eine bösartige Erkrankung zu entwickeln. Detaillierte Informationen hierzu wurden unter Einhaltung der Leitlinien der Gesundheitsforschungsbehörde in die Patienteninformationsbroschüre aufgenommen und im Einwilligungsprozess berücksichtigt. Die dynamische Thorax-Röntgenaufnahme ist für die Thorax-Bildgebung CE-gekennzeichnet und wird im Rahmen des jährlichen Überprüfungsprozesses für Menschen mit CF am LHCH routinemäßig klinisch eingesetzt. Für pwCF bedeutet diese Studie keine höhere Belastung durch ionisierende Strahlung als bei der routinemäßigen klinischen Versorgung.

Bei der DCR mit simultaner Spirometrie sitzt man vor einer Röntgenplatte und atmet gleichzeitig in das Spirometer ein und aus. Dies kann gelegentlich zu Schwindel und/oder Atemnot führen. Der Eingriff wird durchgeführt, während die Person auf einem Stuhl sitzt und ein akkreditierter Physiologe die Spirometrie durchführt. Die Patienten werden vor der Teilnahme anhand von Ausschlusskriterien überprüft und vom Physiologen über die Risiken und möglichen Nebenwirkungen der Spirometrie beraten.

Rekrutierung und Einverständniserklärung:

Speicherung und Nutzung personenbezogener Daten während der Studie:

Während die DCR-Dateninterpretation auf Workstations des Herstellers der dynamischen Röntgengeräte, Konica Minolta, Inc., durchgeführt wird, werden auf diesen Workstations keine personenbezogenen Daten langfristig gespeichert und gemäß den von den Radiologiedaten implementierten Richtlinien gelöscht Geschäftsführer bei LHCH. Die Daten werden zur Analyse auf den Arbeitsplatzrechner übertragen und anschließend in einem automatisierten Prozess gelöscht. Die Übertragung erfolgt über das lokale Trust-Ethernet-Netzwerk.

Die Daten werden auf dem lokalen PACS-Server (Picture Archiving and Communication System) und auf einem separaten sicheren Trust-Server gesichert. Beides steht im Einklang mit der lokalen Datenspeicherungsrichtlinie. Fallberichtsformulare werden in einem verschlossenen Schrank aufbewahrt und in der Forschungsabteilung des Trusts gemäß den Standardarbeitsanweisungen des Trusts aufbewahrt. Elektronische Daten werden auf dem lokalen PACS-Server und auf einem lokalen Trust-Server gespeichert, wobei beide die Datenschutzstandards des Trusts einhalten.

Mit Zustimmung der Patienten (gemäß Einwilligungsformular) dürfen Zitate aus dem Studienfragebogen veröffentlicht werden.

Es erhalten keine Dritten außerhalb des Forschungsteams Zugriff auf die Studiendaten. In den Dokumentationen/Datenbanken werden anstelle personenbezogener Daten (z. B. Namen) Studienreferenznummern verwendet.

Langfristige Regelungen zur Datenspeicherung nach Studienende:

Anonymisierte Daten werden auf einem Computer des National Health Service archiviert, passwortgeschützt und nur für Mitglieder des Forschungsteams zugänglich. Archivierte physische Daten werden in einem verschlossenen Schrank in der Trust Research-Abteilung gemäß den lokalen Standardarbeitsanweisungen für die Datenverwaltung gespeichert.