18F-DOPA II - PET Imaging Optimization

BAKGRUNN OG BEGRUNDELSE

6-[18F]fluor-dihydroksyfenylalanin (18F-DOPA) er en stor nøytral aminosyre som ligner naturlig L-3.4-dihydroksyfenylalanin (L-DOPA) biokjemisk. L-DOPA er en forløper for dopamin, epinefrin (adrenalin) og noradrenalin (noradrenalin), samlet kjent som katekolaminer. 18F-DOPA går inn i den biokjemiske banen til L-DOPA både i hjernen og perifert, og kan avbildes med en positronemisjonstomografi / computertomografi (PET/CT) skanner. 18F-DOPA kan derfor tillate avbildning av L-DOPA metabolske vei med et høyt mål-til-bakgrunnsforhold som gir verdifull informasjon for en rekke sykdommer.

Mens 18F-DOPA er et etablert diagnostisk sporstoff ved en rekke forskjellige institusjoner globalt, gitt den korte halveringstiden på 18F (110 minutter), kan ikke dette sporstoffet importeres for lokal bruk. Edmonton PET Center har nylig utviklet en produksjonsmetode for denne traceren som gir lokal tilgang. En innledende studie ved University of Alberta (Pro00055342) har vist at dette sporstoffet har en akseptabel sikkerhetsprofil, en forventet biodistribusjon (både fysiologisk og sykdomsrelatert), og har etablert klinisk effekt av sporstoffet.

I mars 2020 installerte University of Alberta Hospital (UAH) en ny PET/CT-skanner (GE Discovery MI) med et digitalt detektorsystem og nye iterative bilderekonstruksjonsalgoritmer som representerer en betydelig teknologisk forbedring sammenlignet med den tidligere installerte skanneren. Det forventes at dette nye systemet vil redusere artefakter og øke følsomheten for påvisning av mindre lesjoner.

Vår første studie viste rask urinutskillelse med intens oppsamling av aktivitet i urinblæren. Selv om denne fysiologien var forventet, resulterte det i redusert bildekvalitet i evalueringen av bekkenet hos noen pasienter. Forbedrede bilderekonstruksjonsalgoritmer tilgjengelig på det nye GE Discovery MI PET/CT-systemet kan forbedre bildekvaliteten relatert til dette problemet. Basert på vår erfaring med 18F-fluordeoksyglukose (FDG) PET/CT-skanninger, kan administrering av intravenøs furosemid før avbildning også forbedre bildekvaliteten i bekkenet betydelig. Disse potensielle forbedringene er ennå ikke etablert med 18F-DOPA.

En annen observasjon fra vår første studie var at mange deltakere viste intens tidlig aktivitet ved galleblærens fundus. Mens galle- og galleblæreaktivitet er beskrevet i den normale biofordelingen av 18F-DOPA, antyder den observerte fordelingen at galleblærens fundusaktivitet reflekterer primært opptak snarere enn tilbakeløp av aktivitet i galle inn i galleblæren.

Begrunnelsen for denne studien er å utforske effektiviteten av disse optimaliseringsparametrene (nytt digitalt PET/CT-kamerasystem og bruk av intravenøst ​​furosemid) i sammenheng med 18F-DOPA PET/CT-avbildning for pasienter med kliniske indikasjoner for skanningen. Bildedata fra denne studien vil bli sammenlignet med data fra den tidligere studien (Pro00055342) for å avgjøre om den nye digitale detektoren PET/CT-teknologi og forberedende furosemidadministrasjon forbedrer bildekvaliteten for disse pasientene.

En undergruppe vil også bli skannet dynamisk ved magen for bedre å vurdere mønsteret av galleblærens aktivitet over tid. Dette vil inkludere en blanding av kliniske indikasjoner oppført innenfor inklusjonskriteriene. Alle pasienter vil bli screenet for en historie med tidligere galleblæresykdom på tidspunktet for skanningen ved hjelp av spørreskjema. Hensikten med denne delstudien er å bedre bestemme 18F-DOPA aktivitetsmønstre assosiert med galleblæren og å utforske om det er en sammenheng mellom dopaminerg degenerasjon i hjernen og galleblæren.

FORMÅL OG STUDIEMÅL:

Forsøkstype: Fase III ikke-randomisert, ikke-blind prospektiv kohort klinisk studie av pasienter med en klinisk indikasjon for 18F-DOPA PET/CT-avbildning.

Hovedformålet med denne studien er å vurdere optimaliseringsparametere for 18F-DOPA PET CT-avbildning ved UAH, inkludert virkningen av ny digital detektor PET/CT-teknologi så vel som virkningen av forberedende intravenøs furosemidadministrasjon på bildekvaliteten i bekkenet. Et sekundært formål med denne studien er å bedre avgrense mønsteret av 18F-DOPA-aktivitet assosiert med galleblæren og å utforske om det er en sammenheng mellom dopaminerg denervering i galleblæren og hjernen.

Kun pasientpopulasjoner der det er etablert kliniske indikasjoner for bruk av 18F-DOPA vil bli inkludert i denne studien. Deltakelse i denne studien vil gi tilgang til dette sporstoffet for pasienter i Alberta, ettersom det for øyeblikket ikke finnes noe lignende sporstoff som er godkjent av Health Canada. 18F-DOPA er et etablert klinisk sporstoff ved flere institusjoner globalt og har vært godkjent for klinisk bruk ved flere europeiske sentre i mange (10+) år. Etablerte kliniske indikasjoner i litteraturen inkluderer:

1. Pediatriske pasienter (under 18 år) med medfødt hyperinsulinisme. 18F-DOPA-skanningen brukes til å planlegge nødvendig kirurgisk inngrep for disse pasientene.
2. Pediatriske pasienter (under 18 år) med nevroblastom. 18F-DOPA-skanningen er indisert for preoperativ vurdering av en masse som mistenkes å være et nevroblastom, stadieinndeling, ny stadieinndeling og vurdering av residiv hos denne pasientgruppen.
3. Pediatriske (under 18 år) eller voksne pasienter (18 eller eldre) med kjent eller klinisk mistenkt nevroendokrin svulst. Disse inkluderer pasienter med karsinoid svulst, feokromocytom, paragangliom og medullær skjoldbruskkjertelkreft. 18F-DOPA er indisert for metabolsk vurdering av en masse som mistenkes å representere en av disse tumortypene, for iscenesettelse av en kjent svulst, for re-stadie, og for vurdering av residiv i denne pasientgruppen.
4. Voksne pasienter (18 eller eldre) med en klinisk mistanke om Parkinsons sykdom eller Lewy body demens. 18F-DOPA er indisert for å skille benign essensiell tremor fra Parkinsons sykdom i denne pasientgruppen [22-26]. 18F-DOPA kan også brukes til å skille Lewy body-demens fra andre demenstyper.
5. Pediatriske (under 18 år) eller voksne pasienter (18 eller eldre) med hjernesvulster (primære eller metastatiske). 18F-DOPA er indisert for biopsiplanlegging, planlegging av strålebehandling og vurdering etter behandling for å skille gjenværende levedyktig tumor fra nekrose etter behandling i denne pasientpopulasjonen.

Når det forespørres for pasienter som faller inn i en av disse diagnosegruppene, vil en 18F-DOPA PET/CT-skanning bli utført og tolket klinisk med resultatene formidlet til den henvisende legen.

Bildeoptimalisering (det primære studiemålet) vil bli evaluert basert på følgende:

• For pasienter med unormal aktivitet vil de minste 3 lesjonene bli registrert når det gjelder størrelse (mm) og aktivitet (SUVmax). For PET-ivrige lesjoner vil størrelsesmålingen være basert på måling av maksimal dimensjon til tilsvarende lesjon på CT-skanningskomponenten hvis mulig. Hvis det ikke er mulig, vil en størrelsesmåling basert på PET-bildene bli brukt. Minimum lesjonsstørrelse og gjennomsnitt (3 minste lesjoner) vil bli sammenlignet med en kohort av skanninger innhentet på den forrige ikke-digitale PET/CT-skanneren (retrospektiv kohort på 50 positive pasienter, Pro00055342).
• SUVmax, SUVmean og SUV standardavvik for urinblæreaktivitet vil bli målt og sammenlignet med en retrospektiv kohort på 50 pasienter fra en tidligere studie (Pro00055342)
• En subjektiv score vil bli brukt på bekkenet med hensyn til bildeartefakt relatert til blæreaktivitet (0 = ingen artefakt, 1 = mild artefakt, 2 = alvorlig artefakt). Dette vil bli sammenlignet med skåring av forrige studie (retrospektiv kohort på 50 pasienter, Pro00055342) retrospektivt.

Galleblærens aktivitetsmønster (det sekundære målet) vil bli evaluert basert på følgende:

• SUVmax-målinger av galleblæren fundus, galleblærehals, felles gallegang, høyre og venstre hovedveier for intrahepatisk lever, og leverparenkym (høyre og venstre lober, 3 cm diameter VOI) vil bli målt i intervaller på 5 minutter. Disse vil bli analysert totalt, og undergrupper vil bli sammenlignet (32 PD vs. 32 ikke-PD deltakere).
• Alle deltakere vil bli screenet ved hjelp av spørreskjema på tidspunktet for skanningen om det er en historie med tidligere galleblæresykdom. Den positive responsraten vil bli sammenlignet mellom tre grupper: ikke-PD-pasienter, PD-pasienter med objektive bevis på dopaminerg denervering (positiv FDOPA-skanning), PD-pasienter uten objektive bevis på dopaminerg denervering (negativ FDOPA-skanning).

PASIENTBEFOLKNING:

Totalt 800 pasienter som oppfyller inklusjonskriteriene vil bli identifisert basert på henvisninger fra leger som anser avbildningsstudiene som potensielt nyttige for klinisk behandling. Det er forventet at fullstendig påmelding vil ta 5 år (omtrent 160 skanninger per år).

Beregning av prøvestørrelse er basert på følgende. Det vil typisk være 5 deltakere totalt skannet per dag. Dynamisk bildebehandling vil være begrenset til én pasient per skanningsdag på grunn av tidsbegrensninger knyttet til skanneren, da dette krever at deltakeren ligger stille i PET/CT-skanneren i opptil én time. På grunn av denne begrensningen, er det anslått at den samlede deltakelsesraten for dynamisk skanning vil være 10 %. Basert på en minimum total prøvestørrelse på 64 deltakere for den sekundære objektive analysen, kreves en total minimumsstudiepopulasjon på 640. Med tanke på en viss potensiell buffer for rekruttering er det planlagt totalt 800 deltakere.

Minste prøvestørrelse på 64 deltakere er basert på følgende estimater: galleblæren fundus SUVmax gjennomsnitt 10,9, SUVmax DS 4,6 (målt fra kohort på 10 pasienter fra forrige studie), α = 0,05 og kraft = 0,80. To grupper på 32 deltakere (totalt 64) bør tillate påvisning av minimum 30 % forskjell i SUVmax som involverer galleblæren fundus mellom de to gruppene.