Modello di radiomica multimodale (PET/CT + CMR 18F-FAPI) per prognosi di amiloidosi cardiaca AL (AL-CA)
Uno studio prospettico sulla valutazione prognostica dell'amiloidosi cardiaca del tipo a catena leggera (AL-CA) basato sul modello di radiomica di fusione multimodale di PET/CT 18F-FAPI e CMR 3D
Obiettivo dello studio:
L'obiettivo di questo studio osservazionale prospettico è quello di sviluppare e convalidare un nuovo metodo non invasivo per prevedere la prognosi dei pazienti con amiloidosi cardiaca a catena leggera (al-CA). Questo metodo integra tecniche di imaging multimodale avanzate e intelligenza artificiale (radiomica) per fornire una valutazione precoce e accurata della risposta al trattamento e dei risultati di sopravvivenza.
Domanda principale:
Un modello di radiomica multimodale può, basato sulla fusione di [¹⁸f] PET/CT FAPI (valutazione dell'attivazione dei fibroblasti) e della risonanza magnetica cardiaca 3D (CMR) (valutazione del danno strutturale), prevedere accuratamente la mortalità per tutte le cause di 12 mesi e tenere traccia dinamicamente della progressione della malattia in pazienti con assistenza standard AL-Ca?
Partecipanti:
Popolazione: pazienti con diagnosi di al-CA (confermati dalla biopsia endomiocardica o dalla biopsia extracardiaca più criteri cardiaci specifici: NT-ProBNP> 332 pg/mL, spessore medio della parete ventricolare sinistra> 12 mm, escluso l'ipertensione/altre cause).
Ambiente: studio a centro singolo presso l'ospedale di Beijing Anzhen, Capital Medical University.
Numero: 49 pazienti (contabilità calcolata della dimensione del campione per gli abbandoni).
Criteri chiave:
Inclusione: diagnosi di AL-CA confermata, ricevendo un trattamento AL-CA standard (chemioterapia, ad es. Regime a base di cure cardiache a base di supporto di Daratumumab).
Esclusione: infezione attiva, malignità avanzata (aspettativa di vita <12 mesi), grave compromissione cognitiva/immobilità che influenza la conformità/follow-up di imaging.
Progettazione e procedure dello studio:
Design: studio di coorte prospettico a centro singolo.
Intervento: i partecipanti ricevono un trattamento standard di cura per Al-CA secondo le linee guida (regime di chemioterapia basato su Daratumumab, Bortezomib, ciclofosfamide, desametasone; supporto cardiaco su misura tra cui diuretici, controllo della velocità, anticoagulazione se necessario).
Procedure:
Baseline: dopo l'iscrizione, i partecipanti subiscono una valutazione completa: [¹⁸f] Scansione PET/CT FAPI, scansione CMR 3D, esami del sangue (NT-proBNP, troponina, catene di luce libera, ecc.), Staging clinico (Mayo 2012), valutazione funzionale (classe NYHA), qualità del questionario (KCCQ).
Imaging: Software specializzato (Siemens True D) esegue una fusione multipiattaforma di immagini PET/CT e CMR 3D. Le caratteristiche della radiomica vengono estratte dalle immagini fuse utilizzando software dedicato (Siemens Feature Explorer).
Seguito:
Clinico: ogni 3 mesi (sintomi, aderenza ai farmaci, eventi avversi, test di laboratorio tra cui NT-ProBNP).
Imaging: ripetizione [¹⁸f] scansioni PET/CT e 3D CMR a 6 mesi dopo la base. Le caratteristiche della radiomica vengono di nuovo estratte.
Endpoint: l'endpoint primario è mortalità per tutte le cause di 12 mesi. Gli endpoint secondari includono tassi di reospedalizzazione e variazioni nella classe NYHA. Il follow-up continua fino all'endpoint di 12 mesi per tutti i partecipanti.
Analisi dei dati: l'apprendimento automatico (regressione di Lasso-Cox) viene utilizzato per selezionare le caratteristiche della radiomica chiave dalle scansioni di base e di 6 mesi e integrarle con parametri di imaging quantitativo (volume di assorbimento FAPI, suvmax, carico LGE, ECV) e dati clinici a build prognostici che predicono la sopravvivenza di 12 mesi.
- Confronto:
I ricercatori confronteranno le prestazioni predittive del modello di radiomica multimodale sviluppato con:
- Biomarcatori clinici tradizionali: livelli di NT-ProBNP e stadiazione di Mayo Clinic.
- Parametri di imaging quantitativo standard da soli: come volume di assorbimento di FAPI miocardico, suvmax o volume extracellulare derivato da CMR (ECV) misurato al basale e 6 mesi.
L'obiettivo è dimostrare una precisione superiore nella previsione della mortalità per tutte le cause di 12 mesi utilizzando l'approccio della radiomica integrata.
Panoramica dello studio
Stato
Stato
Condizioni
Condizioni
Descrizione dettagliata
Light-chain cardiac amyloidosis (AL-CA) is an important cardiac manifestation of systemic light-chain amyloidosis and may lead to progressive myocardial involvement, impaired cardiac function, and poor prognosis. The extent of cardiac involvement and treatment response are important determinants of clinical outcomes in patients with AL-CA. Currently, risk assessment and treatment monitoring mainly rely on cardiac biomarkers, disease staging, and conventional cardiac imaging. However, conventional clinical biomarkers and quantitative imaging parameters may not fully characterize the biological activity, tissue remodeling, and longitudinal changes occurring within the myocardium. Therefore, the development of a non-invasive multimodal imaging approach capable of simultaneously characterizing myocardial biological activity, tissue properties, structural remodeling, and functional changes may improve disease monitoring and prognostic assessment in patients with AL-CA.
This prospective observational study will investigate the value of multimodal imaging integrating [18F]FAPI PET/CT and three-dimensional cardiac magnetic resonance (3D CMR), together with radiomics analysis, for the non-invasive assessment, longitudinal monitoring, and prognostic evaluation of AL-CA. [18F]FAPI PET/CT will provide information related to myocardial fibroblast activation and disease-associated biological activity, whereas 3D CMR will provide complementary information regarding cardiac morphology, function, myocardial tissue characteristics, and fibrosis. By integrating the complementary information provided by these imaging modalities and extracting high-dimensional imaging features that may not be identified by conventional visual assessment, multimodal radiomics may provide a more comprehensive characterization of myocardial involvement and its longitudinal changes in patients with AL-CA.
[18F]FAPI PET/CT imaging will be performed using a Siemens Biograph mCT PET/CT system. Myocardial imaging will be performed approximately 60 minutes after intravenous administration of the [18F]FAPI tracer. Participants will undergo image acquisition in the supine position. PET images will be reconstructed using the TrueX+TOF Ultral HD iterative reconstruction method and post-processed on a Siemens Syngo multimodality workstation. Cedars QPS/QGS software will be used for myocardial image analysis, generating left ventricular vertical long-axis, horizontal long-axis, and short-axis images, as well as short-axis polar maps for the assessment of myocardial tracer uptake characteristics and distribution patterns.
For PET/CT image analysis, volumetric regions of interest will be delineated throughout the left ventricular myocardium from the base to the apex on fused PET/CT images for quantitative and semi-quantitative assessment of myocardial [18F]FAPI uptake. The primary imaging parameters will include the maximum standardized uptake value (SUVmax), mean standardized uptake value (SUVmean), and standardized uptake value ratio (SUVR). SUVR will be defined as the ratio of the SUVmean within the myocardial volume of interest to the SUVmean within a reference volume of interest placed in the descending aorta. Myocardial FAPI uptake volume and uptake distribution patterns will also be assessed. To further quantify the cardiac fibroblast activation protein burden, cardiac fibroblast activation protein volume (CFV) and total cardiac FAP (TCF) will be analyzed. CFV will be calculated based on the volume of myocardial voxels meeting the predefined SUV threshold, and TCF will be derived from myocardial uptake intensity and FAP uptake volume. In the absence of visually apparent abnormal uptake, a standardized region of interest will be used for semi-quantitative assessment.
3D CMR imaging will be performed using a Philips 3T magnetic resonance system equipped with a dedicated cardiac coil. Participants will undergo imaging in the supine position. Balanced steady-state free precession (bSSFP) sequences will be used to acquire left ventricular long-axis and contiguous short-axis images for the assessment of cardiac morphology and function. High-resolution three-dimensional late gadolinium enhancement (LGE) imaging will be performed following gadolinium contrast administration to characterize myocardial tissue abnormalities and fibrosis-related changes. The 3D LGE acquisition will incorporate image navigation (iNAV), compressed sensing (CS), and Dixon water-fat separation techniques to improve spatial resolution and image quality and to reduce the effects of respiratory and other motion-related artifacts.
Motion-tracking and image-reconstruction techniques will be applied during 3D CMR data acquisition and reconstruction to address motion-related effects. High-resolution 3D LGE images will be reconstructed using compressed sensing and iterative reconstruction approaches to generate three-dimensional water-fat-separated myocardial delayed enhancement images. CVI post-processing software will be used to analyze CMR data and derive parameters reflecting cardiac morphology, function, and myocardial tissue characteristics, including ventricular morphological and functional parameters, LGE burden, native T1, extracellular volume (ECV), and other relevant myocardial tissue parameters. These parameters will be used to characterize myocardial structural remodeling, tissue alterations, and fibrosis and will subsequently be incorporated as conventional imaging variables in the multimodal analysis.
Multimodal image fusion will be performed using the Siemens Ture D multimodality post-processing platform. The purpose of image fusion is to achieve spatial registration, alignment, and integration of [18F]FAPI PET/CT and 3D CMR datasets, thereby combining information on myocardial biological activity and tracer uptake obtained from PET/CT with structural, functional, and tissue characterization obtained from CMR. Differences in spatial resolution, patient positioning, and cardiac motion between imaging modalities will be addressed through image registration. Manual adjustment based on left ventricular myocardial regions of interest will be performed when necessary. The fused datasets will be used to investigate the relationships among myocardial FAPI uptake, tissue characteristics, fibrosis, and structural remodeling.
Radiomics analysis will be performed using Siemens FeAture Explorer (FAE, version 0.5.13). High-dimensional radiomics features will be extracted from PET/CT, 3D CMR, and fused multimodal imaging datasets following standardized image preprocessing and region-of-interest segmentation. Extracted features will include first-order statistical features, morphological features, texture features, gray-level co-occurrence matrix (GLCM) features, gray-level run-length matrix (GLRLM) features, wavelet features, and other relevant image descriptors. Radiomics analysis will further quantify myocardial signal intensity, spatial heterogeneity, texture distribution, and tissue structural characteristics, thereby complementing the information provided by conventional quantitative imaging parameters.
Radiomics features will be integrated with quantitative parameters obtained from PET/CT and CMR, including myocardial FAPI uptake volume and distribution patterns, SUVmax, SUVmean, SUVR, CFV, TCF, LGE burden, native T1, and ECV. Relevant clinical, laboratory, and pathological variables will also be incorporated as appropriate for the planned analyses. The integration of multimodal radiomics features, conventional imaging parameters, and clinical variables will enable the construction of a comprehensive dataset representing different biological and structural dimensions of myocardial involvement in AL-CA.
LASSO-based methods will be used for feature selection to reduce redundancy in high-dimensional radiomics data and identify key variables associated with prognosis. Selected multimodal radiomics features, conventional quantitative imaging parameters, and clinical variables will subsequently be incorporated into predictive models. Machine learning approaches will be used for model development according to the characteristics of the available data and study objectives, and Cox proportional hazards regression models will be used for survival and prognostic analyses. These models will be used to evaluate the incremental predictive value of multimodal imaging features beyond conventional clinical indicators and standard imaging parameters.
Longitudinal multimodal imaging data obtained during follow-up will be analyzed to evaluate dynamic changes in myocardial FAPI uptake, CMR-derived tissue characteristics, and radiomics features. Changes in imaging characteristics between baseline and follow-up examinations will be analyzed in relation to clinical response, disease progression, and survival outcomes. This longitudinal analysis will explore the potential value of multimodal imaging for dynamic monitoring of disease activity and myocardial changes in patients with AL-CA.
The predictive performance of the multimodal radiomics models will also be compared with conventional clinical and imaging-based assessment methods. Comparator approaches will include traditional clinical biomarkers, disease staging, and quantitative imaging parameters derived from PET/CT or CMR alone. By evaluating and comparing the predictive performance of different approaches, this study will investigate whether the integration of [18F]FAPI PET/CT, 3D CMR, multimodal image fusion, and radiomics analysis can provide additional prognostic information.
The overall objective of this study is to develop and evaluate a non-invasive imaging-based approach integrating [18F]FAPI PET/CT and 3D CMR multimodal imaging. The study will explore the potential value of radiomics and integrated predictive models for assessing cardiac involvement, monitoring longitudinal disease changes, and evaluating prognosis in patients with AL-CA. The findings may provide more comprehensive and individualized imaging information for patients with AL-CA and offer additional imaging evidence for treatment response monitoring and clinical risk stratification.
Tipo di studio
Tipo di studio
Iscrizione (Stimato)
Iscrizione
Contatti e Sedi
Luoghi di studio
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Beijing Municipality
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Beijing, Beijing Municipality, Cina, 100029
- Beijing Anzhen Hospital
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Criteri di partecipazione
Criteri di ammissibilità
Criteri di ammissibilità
Età idonea allo studio
- Bambino
- Adulto
- Adulto più anziano
Accetta volontari sani
Metodo di campionamento
Popolazione di studio
Progettazione dello studio
- Tipo di studio: studio di coorte prospettico a centro singolo (valutazione del valore prognostico dei parametri della radiomica in un trattamento standardizzato).
- Popolazione dello studio: pazienti con amiloidosi a catena leggera cardiaca sospetta o confermata (al-CA) tramite biopsia endocardica o extracardiaca che sono ammessi al Dipartimento di Ematologia, Pechino Anzhen Hospital, dal femura 2025 all'agosto 2028.
Descrizione
Criteri di inclusione:
- Amiloidosi cardiaca AL patologicamente confermata (al-CA) mediante biopsia endocardica;
- Patologicamente confermato al-CA da extracardiaco (midollo osseo, tessuto adiposo, muscolo della lingua, ecc.) Biopsia, con siero peptide natriuretico pro-cervello n-terminale> 12 mm di natriuretico (NT-ProBNP)> 332 pg/ml, spessore della parete medio di sinistra> 12 mM e esclusione di ipertensione e altre cause secondarie a sinistra;
- Ricevere regimi di trattamento AL-CA standard (compresa la chemioterapia e terapia di supporto).
Criteri di esclusione:
- Complicato con infezione attiva o tumore maligno avanzato (tempo di sopravvivenza previsto <12 mesi);
- Presenza di grave compromissione cognitiva, mobilità limitata o altre condizioni che incidono sulla conformità agli esami di imaging o alla completezza del follow-up.
Piano di studio
Come è strutturato lo studio?
Dettagli di progettazione
Numero di gruppi/coorti
Coorti e interventi
Gruppo / CoorteGruppo / Coorte |
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Razionale: al-CA: identifica chiaramente la popolazione della malattia (amiloidosi cardiaca a catena leggera). Mul
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Cosa sta misurando lo studio?
Misure di risultato primarie
Misure di risultato primarie
Misura del risultato |
Lasso di tempo |
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Sopravvivenza di 12 mesi
Lasso di tempo: 12 mesi
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12 mesi
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Collaboratori e investigatori
Sponsor
Sponsor
Investigatori
Investigatori
- Investigatore principale: wei dong, MD,PHD, Beijing Anzhen Hospital
Studiare le date dei record
Studia le date principali
Inizio studio (Effettivo)
Inizio studio
Completamento primario (Stimato)
Completamento primario
Completamento dello studio (Stimato)
Completamento dello studio
Date di iscrizione allo studio
Primo inviato
Primo inviato
Primo inviato che soddisfa i criteri di controllo qualità
Primo inviato che soddisfa i criteri di controllo qualità
Primo Inserito (Effettivo)
Primo Inserito
Aggiornamenti dei record di studio
Ultimo aggiornamento pubblicato (Effettivo)
Ultimo aggiornamento pubblicato
Ultimo aggiornamento inviato che soddisfa i criteri QC
Ultimo aggiornamento inviato che soddisfa i criteri QC
Ultimo verificato
Ultimo verificato
Maggiori informazioni
Termini relativi a questo studio
Termini MeSH pertinenti aggiuntivi
- Malattie del sistema nervoso
- Neoplasie
- Malattie neuromuscolari
- Metabolismo, errori congeniti
- Malattie genetiche, congenite
- Malattie metaboliche
- Malattie del sistema immunitario
- Malattie del sistema nervoso periferico
- Neoplasie per tipo istologico
- Malattie Neurodegenerative
- Malattie linfoproliferative
- Disturbi immunoproliferativi
- Malattie Eredodegenerative, Sistema Nervoso
- Neoplasie, plasmacellule
- Paraproteinemie
- Carenze di proteostasi
- Neuropatie amiloidi
- Amiloidosi familiare
- Amiloidosi
- Malattie e anomalie congenite, ereditarie e neonatali
- Malattie nutrizionali e metaboliche
- Amiloidosi a catena leggera delle immunoglobuline
- Neuropatie amiloidi, familiari
Altri numeri di identificazione dello studio
Altri numeri di identificazione dello studio
- BeijingAnzhen dongwei
- High Level research funding (Altro numero di sovvenzione/finanziamento: Beijing Anzhen Hospital)
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