CLASSICA: リアルタイム手術におけるがんの分類における AI の検証研究 1
腸の最下部(直腸)のがんは一般的な疾患であり、この疾患とその治療の両方が患者に大きな影響を与える可能性があります。 早期に治療しないと、病気が進行し、体の他の部分に広がり、最終的には死に至る可能性があります。 治療には根治手術が必要になることが多いですが、これも結果を招き、重大な合併症のリスクを伴います。 直腸がんは非がん性ポリープとして最初に発生する傾向があるため、影響が最も少ない治癒に関する最良の結果は、早期に検出される疾患に依存します。
これらの前駆体ポリープの最小のものは、通常の大腸内視鏡検査で簡単に取り除くことができますが、ポリープが 2cm を超えるサイズになると、ポリープのどこかに癌が含まれるリスクが著しく増加するため、正しく分類することがはるかに難しくなります。 このようなポリープに確実にがんが存在する場合は、最初からがんとして大手術で治療するのが最善ですが、確実にがんが存在しない場合は、低侵襲技術で腸内から切除することができます。 残念ながら、現在の最良の方法にもかかわらず、最初は良性と考えられていた腫瘍の最大 20% が、切除後にのみ悪性であることが判明しています。
我々 は以前に癌性組織と非癌性組織が検査中に灌流の分析によって視覚的に区別できることを示した。 これには、特定の承認済み蛍光色素であるインドシアニン グリーン (ICG) を使用します。 とにかく、ICGは腸への血液供給を評価するために腸手術で一般的に使用されており、非常に優れた安全性プロファイルを持っています. ICG は手術中に血流に注入され、さまざまな組織タイプに取り込まれる速度が、組織内の蛍光を明らかにできる特定の承認済みカメラによって検出されます。 我々は以前、この色素の取り込み速度が非がん組織と比較してがん組織で異なることを発見し、人工知能アルゴリズムを使用してこの違いを測定しました。 しかし、直腸ポリープを評価する有効で有用な方法であることを確認するために、この方法が他の患者、他のセンター、実際に他の国でも機能することを確認する必要があります。
この観察研究の目的は、直腸腫瘍の分類における蛍光パターン分析の使用を検証することです。 研究に登録された患者は、標準的な慣行として、劇場で直腸腫瘍の視覚検査に参加します。 この検査中、蛍光灌流のビデオ記録は、ICG投与後に撮影されます。 その後、患者は腫瘍を切除するか、外科医による標準治療として治療を受けます。 ビデオは後で分析され、腫瘍内の蛍光灌流のパターンが決定され、見られるパターンに基づいて分類が割り当てられます。 切除されたすべての腫瘍は、病理学者によって顕微鏡下で検査され、最終的な診断が決定されます。 蛍光ベースの分類は、この病理学的診断と比較され、方法の精度が決定されます。 そのため、患者は現在とまったく同じ標準の治療を受けることができます。将来的には、この方法が、使用可能で正確な自動化されたソフトウェア プロセスによって有用になるように開発されることが期待されています。 もしそうなら、それは将来の別の研究の基礎を形成し、それが生検を導くか、さらには置き換えて、切除後の完全な除去(「明確なマージン」)を確実にするのに役立つかどうかを確認する.
調査の概要
状態
状態
詳細な説明
サイズが 2cm を超える直腸ポリープ (ヨーロッパだけで年間約 10,000 人の患者に影響を与える) は、かなりの臨床的課題を表しています。 より小さなポリープはルーチンの内視鏡的ポリープ切除術によって対処でき、率直な臨床的癌は従来の癌手術パラダイムを介して進行しますが、このサイズのポリープには、経肛門的内視鏡的切除 (経肛門的最小侵襲手術とも呼ばれます) によって無傷で局所的に切除するオプションがあります。タミス)。 これは、他のモダリティ(例: 内視鏡的粘膜下切除術)。 経肛門的切除を可能にする技術とトレーニングは過去 10 年間ではるかに利用できるようになりましたが (特に TAMIS)、より多くの患者が大きな良性病変を持ち、地域の専門センターで切除された初期の直腸癌でさえありますが、現在、そのようなケアに大きなブレーキがかかっています。患者の選択です。つまり、特定の患者が良性のポリープまたは癌を切除前に持っているかどうかを判断する方法です。
内視鏡生検は、そのような病変の最大 20% で不正確であることで有名です (直腸癌は腺腫性病変として始まることが最も多いため、表層生検では悪性の病巣を見逃す可能性があります)。 がんを良性病変と誤って特定し、局所切除によって治療すると、予後が大幅に悪化し、その後のがん手術が危うくなる。 永久人工肛門造設術を伴う腹会陰切除術を必要とする場合)、特に前方に位置する病変の場合のように、癌細胞を深いマージンまたは異なる平面に播種することによって。 さらに、経肛門的切除技術は、比較的高い陽性マージン率を維持しています。これは、良性病変の再増殖のリスクを冒し、主要な腫瘍塊の近くに不顕性疾患が存在するため、初期段階の癌に対する効果的な局所療法を制限します。
以前、蛍光インドシアニン グリーン (ICG) を使用して、腫瘍と健康な組織の間で灌流が目に見えて異なることを示しました。 この違いは赤外線ビデオで捉えることができ、数学的分析により、悪性領域の灌流パターンを、同じ内視鏡ビューでも見える良性/正常組織から区別できます。 簡単に言えば、関心のある各領域 (すなわち、腫瘍または正常な粘膜の領域) における蛍光の飽和は、IBM によって開発された既存のソフトウェアを使用して、記録されたビデオから測定できます。 時間の経過に伴う蛍光の変化は曲線上にプロットでき、関心領域内の灌流パターンに依存する ICG の流入、ピーク、および流出を示します。 これらの曲線は検査対象の組織によって異なるため、取り込みの勾配と曲線下の領域を計算して流出を測定することにより、良性腫瘍と悪性腫瘍を分類するために使用できます。 したがって、がんが疑われる場所 (直腸など) では、ビデオの分析を使用して、健康な組織とがん組織を区別することができます。 この発見は、コンピューター ビジョンや機械学習などの AI 手法を適用することで、臨床用途に活用することができます。 本質的に、関心のある組織を表示するピクセルの蛍光強度は、血液が ICG で染色され、近赤外線 (NIR) 光で照らされると、血流 (灌流) によって変化します。 強度は複数のビデオ フレームから経時的にキャプチャされ、この強度は曲線としてプロットされます。 腫瘍組織の強度曲線は健康な組織の強度曲線とは異なり、良性腫瘍の強度曲線は悪性腫瘍とは異なります。 したがって、関心領域内の各ピクセルの曲線の特徴を分析すると、分類につながる可能性があります。
このような AI システムは、2 つの地域センターからのアイルランドのがん患者の集団からのビデオを使用して、Mater Hospital で以前にプロトタイプが作成され、トレーニングされているため、灌流パターンによって健康な組織から悪性腫瘍と良性病変を自動的に識別できます。 このプロトタイプは、以前に 80% を超える精度を示しています。
この研究では、蛍光信号特性によって組織を分類する基本的な概念または方法を臨床的に検証すると同時に、UCD スタッフによってビデオから生成されたデータを推定できるデバイスをこれに基づいて構築できるかどうかも確認します。 また、一般化可能性の問題にも対処します。他の外科医がシステムを使用して、特定の患者コホートから同様の結果を得ることができるか? これは、生検の役割を決定するために計画されている将来の研究への道を開くでしょう (システムは生検組織の最適な選択を可能にし、生検エラーを減らすことができますか?)。および腫瘍切除(システムは腫瘍切除の完全性と正確性を高めることができますか?)。
研究の種類
研究の種類
入学 (推定)
入学
連絡先と場所
研究連絡先
研究連絡先
- 名前:Alice Moynihan
- 電話番号:353 (0)1 716 4000
- メール:alice.moynihan@ucd.ie
研究場所
-
-
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Dublin、アイルランド、D07 R2WY
- 募集
- Mater Misericordiae University Hospital
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コンタクト:
- Ronan Cahill
- 電話番号:0035317164597
- メール:ronan.cahill@ucd.ie
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コンタクト:
- Debbie Killeen
- 電話番号:00353 1 7164597
- メール:debbie.killeen@ucd.ie
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参加基準
適格基準
適格基準
就学可能な年齢
健康ボランティアの受け入れ
サンプリング方法
調査対象母集団
包含基準に適合する成人患者は、試験への包含のためにアプローチされます。 参加者は、プロトコルの条件を順守する能力と意欲を持っている必要があります。
そのような患者は、紹介状、外来診療所、内視鏡リスト、および集学的がん会議から特定されます。 患者は、結腸内視鏡検査または CT コロノグラムによる結腸の可視化、胸部、腹部および骨盤のステージング CT スキャン、直腸の MRI、および標準的な慣行による手術への適合性の評価を含むがこれらに限定されない、標準的な術前の精密検査を受ける。 患者の最適な管理は、施設のプロトコルに基づいて決定されます。
上記の選択基準に従って含めるための適合性が評価され、患者には口頭および書面による詳細が提供されます。
説明
包含基準:
- -外科的介入または評価を受けている2cmを超える測定値の直腸ポリープ/腫瘍が確認または疑われる参加者または 外科的介入または評価を受けている既知の直腸癌の患者、ネオアジュバント療法後のものを含む。
- -参加者は、研究への参加についてインフォームドコンセントを喜んで提供することができます。 ● 18 歳以上の男女。
- 選択的介入に臨床的に適合
除外基準:
- -妊娠中、授乳中、または研究の3か月以内に妊娠を計画している女性参加者
- -重大な腎臓または肝臓の障害。
- -治験責任医師の意見では、研究への参加のために参加者を危険にさらす可能性がある、または研究の結果、または参加者の研究への参加能力に影響を与える可能性があるその他の重大な疾患または障害。 ●静脈内造影剤またはヨウ化物に対するアレルギー
- 抗けいれん薬、重亜硫酸塩含有薬物、メタドンおよびニトロフラントインの同時使用を含む、ICG に対するその他の禁忌。
研究計画
研究はどのように設計されていますか?
デザインの詳細
グループ/コホートの数
コホートと介入
グループ/コホートグループ/コホート |
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癌の前兆がない直腸腫瘍
現在までに癌の証拠が示されていない既知の直腸腫瘍を有する 400 人の患者 - 生検で良性または不確定であるか、または現在までに生検を実施していない可能性があります。 このコホートの患者は、標準治療として麻酔下で検査を受けます。 この検査中、腫瘍内のNIRカメラで見られる蛍光のパターンは、ICG(用量0.25mg/kg)の投与後に観察され、記録されます。 これに続いて、患者は外科医の裁量で標準治療を継続します。 手術ビデオは安全なクラウドベースのシステムにアップロードされ、外科医によって注釈が付けられます。ここで、組織分類のためにさらに数学的分析が行われます。 |
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以前に癌性と確認された直腸腫瘍
以前に癌を含むことが証明された直腸腫瘍の患者200人。 ネオアジュバント療法を受けた患者と受けていない患者の両方が、このグループに含めるのに適しています。 このグループの患者は、コホート 1 の患者と同じプロセスを経ます。 |
この研究は何を測定していますか?
主要な結果の測定
主要な結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
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蛍光灌流による組織分類の検証
時間枠:48ヶ月
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CLASSICA スタディ 1 の主な目的は、数学的モデルを使用して、複数のセンターにわたる大規模な一連のデータにおける ICG 信号の灌流パターンによる組織特性評価の概念を検証することです。
この測定の精度は、分類システムの感度と特異度の計算によって決定されます。
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48ヶ月
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二次結果の測定
二次結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
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複数サイトでの動画共有やアノテーション技術の使い勝手
時間枠:48ヶ月
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CLASSICA-Web および CLASSICA-OR プラットフォームは、5 つの臨床サイトすべてに展開されます。
これらのシステムのアクセシビリティと使いやすさは、ユーザー調査とビデオ品質測定の分析を通じて評価されます。
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48ヶ月
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協力者と研究者
協力者
協力者
捜査官
捜査官
- 主任研究者:Ronan Cahill、University College Dublin
出版物と役立つリンク
便利なリンク
研究記録日
主要日程の研究
研究開始 (実際)
研究開始
一次修了 (推定)
一次修了
研究の完了 (推定)
研究の完了
試験登録日
最初に提出
最初に提出
QC基準を満たした最初の提出物
QC基準を満たした最初の提出物
最初の投稿 (実際)
最初の投稿
学習記録の更新
投稿された最後の更新 (実際)
投稿された最後の更新
QC基準を満たした最後の更新が送信されました
QC基準を満たした最後の更新が送信されました
最終確認日
最終確認日
詳しくは
本研究に関する用語
キーワード
その他の研究ID番号
その他の研究ID番号
- 101057321
個々の参加者データ (IPD) の計画
個々の参加者データ (IPD) を共有する予定はありますか?
IPD プランの説明
医薬品およびデバイス情報、研究文書
米国FDA規制医薬品の研究
米国FDA規制機器製品の研究
米国で製造され、米国から輸出された製品。
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