18F-DOPA II - PET 이미징 최적화

배경 및 근거

6-[18F]플루오로-디하이드록시페닐알라닌(18F-DOPA)은 생화학적으로 천연 L-3.4-디하이드록시페닐알라닌(L-DOPA)과 유사한 큰 중성 아미노산입니다. L-DOPA는 총체적으로 카테콜아민으로 알려진 도파민, 에피네프린(아드레날린) 및 노르에피네프린(노르아드레날린)의 전구체입니다. 18F-DOPA는 뇌와 말초 모두에서 L-DOPA의 생화학적 경로로 들어가고 양전자 방출 단층 촬영/컴퓨터 단층 촬영(PET/CT) 스캐너로 이미지화할 수 있습니다. 따라서 18F-DOPA는 높은 표적 대 배경 비율로 L-DOPA 대사 경로의 영상화를 허용하여 여러 질병에 대한 귀중한 정보를 제공할 수 있습니다.

18F-DOPA는 전 세계 여러 기관에서 확립된 진단 추적자이지만 18F(110분)의 짧은 반감기를 감안할 때 이 추적자는 국내 사용을 위해 수입할 수 없습니다. Edmonton PET Center는 최근 로컬 액세스를 허용하는 이 추적자를 위한 생산 방법을 개발했습니다. 앨버타 대학(Pro00055342)의 초기 연구에서 이 추적자가 허용 가능한 안전성 프로파일, 예상되는 생체 분포(생리학적 및 질병 관련)를 가지고 있음을 입증했으며 추적자의 임상 효능을 확립했습니다.

2020년 3월 앨버타 대학 병원(UAH)은 디지털 검출기 시스템과 이전에 설치된 스캐너에 비해 상당한 기술 개선을 나타내는 새로운 반복 이미지 재구성 알고리즘을 갖춘 새로운 PET/CT 스캐너(GE Discovery MI)를 설치했습니다. 이 새로운 시스템은 아티팩트를 줄이고 더 작은 병변을 감지하기 위한 감도를 높일 것으로 예상됩니다.

우리의 초기 연구는 방광 내에서 강렬한 활동 수집과 함께 빠른 요로 배설을 보여주었습니다. 이러한 생리가 예상되었지만 일부 환자의 골반 평가에서 이미지 품질이 저하되었습니다. 새로운 GE Discovery MI PET/CT 시스템에서 사용할 수 있는 개선된 이미지 재구성 알고리즘은 이 문제와 관련된 이미지 품질을 개선할 수 있습니다. FDG(18F-fluorodeoxyglucose) PET/CT 스캔에 대한 우리의 경험을 바탕으로 영상화 전에 푸로세마이드 정맥 주사를 투여하면 골반의 영상 품질도 크게 향상될 수 있습니다. 이러한 잠재적인 개선은 아직 18F-DOPA로 확립되지 않았습니다.

초기 연구의 두 번째 관찰은 많은 참가자가 담낭 안저에서 강렬한 초기 활동을 보였다는 것입니다. 담즙 및 담낭 활동이 18F-DOPA의 정상적인 생체분포에서 설명되는 반면, 관찰된 분포는 담낭 안저 활동이 담낭으로의 담낭 내 활동의 역류보다는 일차적인 흡수를 반영함을 시사합니다.

이 연구의 이론적 근거는 스캔에 대한 임상 적응증이 있는 환자를 위한 18F-DOPA PET/CT 이미징의 맥락에서 이러한 최적화 매개변수(새로운 디지털 PET/CT 카메라 시스템 및 정맥 푸로세마이드 사용)의 효능을 탐색하는 것입니다. 이 연구의 영상 데이터를 이전 연구(Pro00055342)의 데이터와 비교하여 새로운 디지털 검출기 PET/CT 기술과 예비 푸로세마이드 투여가 이러한 환자의 영상 품질을 개선하는지 확인합니다.

시간이 지남에 따라 담낭 활동의 패턴을 더 잘 평가하기 위해 하위 그룹도 복부에서 동적으로 스캔됩니다. 여기에는 포함 기준 내에 나열된 임상 적응증의 혼합이 포함됩니다. 모든 환자는 설문지 스캔 시점에 이전 담낭 질환의 병력에 대해 스크리닝됩니다. 이 하위 연구의 의도는 담낭과 관련된 18F-DOPA 활동 패턴을 더 잘 결정하고 뇌와 담낭의 도파민 변성 사이에 상관관계가 있는지 탐색하는 것입니다.

목적 및 학습 목표:

시험 유형: 18F-DOPA PET/CT 영상화에 대한 임상 적응증이 있는 환자의 III상 비무작위, 비맹검 전향적 코호트 임상 시험.

이 연구의 주요 목적은 새로운 디지털 검출기 PET/CT 기술의 영향과 골반 내 이미지 품질에 대한 예비 정맥 내 푸로세마이드 투여의 영향을 포함하여 UAH에서 18F-DOPA PET CT 이미징을 위한 최적화 매개변수를 평가하는 것입니다. 이 연구의 두 번째 목적은 담낭과 관련된 18F-DOPA 활동의 패턴을 더 잘 기술하고 담낭과 뇌의 도파민성 탈신경 사이에 관계가 있는지 탐색하는 것입니다.

18F-DOPA 사용에 대한 확립된 임상 적응증이 있는 환자 집단만 이 연구에 포함될 것입니다. 현재 사용 가능한 캐나다 보건부 승인 유사한 추적자가 없기 때문에 이 연구에 참여하면 앨버타 환자가 이 추적자를 사용할 수 있습니다. 18F-DOPA는 전 세계 여러 기관에서 확립된 임상 추적자이며 수년(10년 이상) 동안 여러 유럽 센터에서 임상 사용이 승인되었습니다. 문헌에 확립된 임상 적응증은 다음과 같습니다.

1. 선천성 고인슐린증이 있는 소아(18세 미만) 환자. 18F-DOPA 스캔은 이러한 환자에게 필요한 수술 개입을 계획하는 데 사용됩니다.
2. 신경모세포종이 있는 소아 환자(18세 미만). 18F-DOPA 스캔은 신경모세포종으로 의심되는 종괴의 수술 전 평가, 병기 결정, 병기 재결정 및 이 환자 그룹의 재발 평가에 사용됩니다.
3. 신경내분비 종양이 알려졌거나 임상적으로 의심되는 소아(18세 미만) 또는 성인 환자(18세 이상). 여기에는 카르시노이드 종양, 갈색 세포종, 부신경절종 및 갑상선 수질암 환자가 포함됩니다. 18F-DOPA는 이러한 종양 유형 중 하나를 나타내는 것으로 의심되는 덩어리의 대사 평가, 알려진 종양의 병기 결정, 병기 재결정 및 이 환자 그룹의 재발 평가에 사용됩니다.
4. 임상적으로 파킨슨병 또는 레비 소체 치매가 의심되는 성인(18세 이상) 환자. 18F-DOPA는 이 환자군에서 양성 본태떨림과 파킨슨병을 감별하기 위해 표시됩니다[22-26]. 18F-DOPA는 또한 레비소체 치매를 다른 치매 유형과 구별하는 데 사용될 수 있습니다.
5. 뇌종양(원발성 또는 전이성)이 있는 소아(18세 미만) 또는 성인(18세 이상) 환자. 18F-DOPA는 생검 계획, 방사선 치료 계획 및 이 환자 집단에서 치료 후 괴사와 잔여 생존 종양을 구별하기 위한 치료 후 평가에 사용됩니다.

이러한 진단 그룹 중 하나에 속하는 환자에 대해 요청하면 18F-DOPA PET/CT 스캔이 수행되고 결과가 임상적으로 해석되어 주치의에게 전달됩니다.

이미지 최적화(주요 연구 목표)는 다음을 기준으로 평가됩니다.

• 비정상적인 활동이 있는 환자의 경우 가장 작은 3개의 병변이 크기(mm) 및 활동(SUVmax) 측면에서 기록됩니다. PET-avid 병변의 경우 크기 측정은 가능한 경우 CT 스캔 구성 요소에서 해당 병변의 최대 치수 측정을 기반으로 합니다. 가능하지 않은 경우 PET 이미지를 기반으로 한 크기 측정이 사용됩니다. 최소 병변 크기 및 평균(가장 작은 병변 3개)을 이전의 비디지털 PET/CT 스캐너에서 획득한 스캔 코호트(50명의 양성 환자로 구성된 후향적 코호트, Pro00055342)와 비교합니다.
• 방광 활동의 SUVmax, SUVmean 및 SUV 표준 편차를 측정하고 이전 연구(Pro00055342)의 환자 50명의 후향적 코호트와 비교합니다.
• 주관적인 점수는 방광 활동과 관련된 이미지 인공물과 관련하여 골반에 적용됩니다(0 = 인공물 없음, 1 = 가벼운 인공물, 2 = 심각한 인공물). 이것은 이전 연구(50명의 환자의 후향적 코호트, Pro00055342)의 점수화와 후향적으로 비교될 것이다.

담낭 활동 패턴(2차 목표)은 다음을 기반으로 평가됩니다.

• 담낭저, 담낭경부, 총담관, 좌우 간내담관, 간실질(우엽, 좌엽, 직경 3cm VOI)의 SUVmax 측정치를 5분 단위로 측정한다. 이들은 전체적으로 분석되고 하위 그룹이 비교됩니다(PD 32명 대 PD가 아닌 참가자 32명).
• 모든 참가자는 이전 담낭 질환의 병력이 있는지 여부에 대해 스캔 당시 설문지로 선별됩니다. 양성 반응률은 비PD 환자, 도파민성 탈신경의 객관적 증거가 있는 PD 환자(양성 FDOPA 스캔), 도파민성 탈신경의 객관적 증거가 없는 PD 환자(음성 FDOPA 스캔)의 세 그룹 간에 비교됩니다.

환자 인구:

포함 기준을 충족하는 총 800명의 환자는 이미징 연구가 잠재적으로 임상 치료에 유용하다고 생각하는 의사의 추천을 기반으로 식별됩니다. 완전한 등록에는 5년이 소요될 것으로 예상됩니다(연간 약 160 스캔).

샘플 크기 계산은 다음을 기반으로 합니다. 일반적으로 하루에 총 5명의 참가자가 스캔됩니다. 동적 이미징은 참가자가 최대 1시간 동안 PET/CT 스캐너에 조용히 누워 있어야 하므로 스캐너와 관련된 시간 제약으로 인해 스캔일당 한 명의 환자로 제한됩니다. 이러한 제한을 감안할 때 동적 스캐닝에 대한 전체 참여율은 10%가 될 것으로 추정됩니다. 2차 목표 분석을 위한 최소 총 표본 크기 64명을 기준으로 최소 총 640명의 연구 모집단이 필요합니다. 모집을 위한 잠재적 버퍼를 허용하여 총 800명의 참가자가 계획되어 있습니다.

참가자 64명의 최소 샘플 크기는 다음 추정치를 기반으로 합니다. 담낭 안저 SUVmax 평균 10.9, SUVmax DS 4.6(이전 연구에서 환자 10명의 코호트에서 측정), α = 0.05, 검정력 = 0.80. 32명의 참가자로 구성된 두 그룹(총 64명)은 두 그룹 간의 담낭 안저와 관련된 SUVmax의 최소 30% 차이를 감지할 수 있어야 합니다.