Optymalizacja dawki w obrazowaniu rubidowym PET u pacjentów z rozpoznaną lub podejrzewaną chorobą niedokrwienną serca (RUBY-DOSE)

Wstęp Dobór odpowiedniej wykonywanej aktywności do budowy ciała każdego pacjenta jest bardzo ważny dla uzyskania jakości obrazu diagnostycznego. Obecne wytyczne dotyczące obrazowania SPECT sugerują, że „…należy podjąć wysiłek dostosowania podawanej aktywności do nawyków pacjenta i sprzętu do obrazowania… [jednak] nie istnieją mocne dowody na poparcie jednego konkretnego schematu dawkowania opartego na masie ciała”. [Henzlova JNC 2016]. Wzrost masy ciała prowadzi do wyższych frakcji osłabionych i rozproszonych fotonów, co skutkuje niższą jakością obrazów PET dla danej wstrzykniętej aktywności [Cherry 2004, Ghanem JNMT 2011]. Dawkowanie znacznika w zależności od masy ciała jest powszechnie zalecane jako rozwiązanie w obrazowaniu PET całego ciała za pomocą F-18-FDG [Masuda JNM 2009, Boellaard EJNMMI 2010]. W przeciwieństwie do tego, obrazowanie Rb-82 PET było tradycyjnie wykonywane przy użyciu pojedynczej dawki (np. 40 mCi) podawano wszystkim pacjentom [Tout NMC 2012], ale wiadomo, że skutkuje to niższą gęstością zliczeń i jakością obrazu u większych pacjentów. Efekt ten można do pewnego stopnia złagodzić poprzez podawanie aktywności Rb-82 w proporcji do masy ciała przy zachowaniu dokładności wykrywania choroby [Kaster JNC 2012].

Najnowsze wytyczne Europejskiego Stowarzyszenia Medycyny Nuklearnej (EANM) zalecają dawkowanie Rb-82 w obrazowaniu 3D PET na poziomie 10 MBq/kg [Sciagrà EJNMMI 2020], chociaż Amerykańskie Towarzystwo Kardiologii Jądrowej (ASNC) nadal akceptuje stosowanie pojedynczej dawki w zakresie od 740 do 1110 MBq (20-40 mCi) w zależności od czułości urządzenia PET-CT [Dilsizian JNC 2016]. Dolna granica ASNC wynosząca 740 MBq może nie pozwalać na odpowiednią redukcję dawki u bardzo małych pacjentów lub pacjentów pediatrycznych i odwrotnie, górna granica wynosząca 1480 MBq może nie zapewniać odpowiedniej jakości obrazu u największych pacjentów. W przypadku FDG PET całego ciała dawkowanie na podstawie masy ciała jako funkcja liniowa masy ciała pacjenta (MBq/kg) wciąż nie zapewnia jednakowej jakości obrazu u wszystkich pacjentów [Nagaki JNMT 2011]. Niedawne onkologiczne badania PET sugerują, że dawkę F-18-FDG należy podawać jako kwadratową funkcję masy ciała [de Groot EJNMMI Res 2013] i wykazały, że jednolitą jakość obrazów PET można utrzymać w szerokim zakresie masy ciała pacjentów [Musarudin IJNM 2019].

Nasze centrum od wielu lat stosuje dawkowanie oparte na masie jako liniową funkcję masy ciała (9-10 MBq/kg) w celu zmniejszenia wahań jakości obrazu w zależności od budowy ciała oraz zmniejszenia nasycenia detektora podczas pierwszego przejścia znacznika w celu dokładnego kwantyfikacja przepływu krwi [Renaud JNM 2017a]. Pomimo takiego podejścia, więksi pacjenci nadal cierpią z powodu zmniejszonej liczby i jakości obrazu [Renaud JNM 2017b].

Cel Określenie, czy aktywność Rb-82 podana jako funkcja kwadratu masy ciała pacjenta (dawkowanie kwadratowe) może standaryzować jakość obrazu perfuzji mięśnia sercowego PET w szerokim zakresie mas ciała.

Hipoteza pierwotna

1. Jakość obrazu perfuzji PET Rb-82 jest spójna w szerokim zakresie rozmiarów ciała pacjentów przy zastosowaniu kwadratowego dawkowania Rb-82.

   Hipoteza wtórna

2. Podawana aktywność Rb-82 jest niezmiennie dokładna w szerokim zakresie wstrzykiwanych dawek przepisanych od 100 do 3500 MBq.

Populacja pacjentów

Kolejni pacjenci skierowani na badanie perfuzji PET wywołane dipirydamolem Rb-82 w Instytucie Serca Uniwersytetu w Ottawie. Pacjenci zostaną podzieleni na 4 grupy wagowe w celu ustalenia, czy istnieją istotne różnice w jakości obrazu lub dokładności wstrzykniętej aktywności Rb-82 między pacjentami z:

I. 30 kg ≤ Waga < 70 kg ii. 70 kg ≤ Waga < 110 kg iii. 110 kg ≤ Waga < 150 kg iv. 150 kg ≤ Waga < 190 kg Ponieważ pacjenci skierowani do uOHI na ogół mieszczą się w 3 niższych grupach, początkowo badani będą identyfikowani w grupie o najwyższej masie ciała, a następnie najbliżsi w czasie w 3 niższych grupach wagowych, aby uniknąć odchyleń w czasie.

Metody analizy obrazu Wysiłkowe obrazy PET bramkowane EKG będą identyfikowane od pacjentów skierowanych na Rb-82 MPI na skanerze Siemens Vision 600 PET-CT. Sygnał mięśnia sercowego będzie mierzony jako maksymalna aktywność lewej komory (LVMAX) w końcowym rozkurczu (ED). Odpowiedni sygnał tła i szum będą mierzone jako średnia jamy krwi w lewym przedsionku i odchylenie standardowe (BLMEAN i BLSD). Jakość obrazu zostanie oceniona jako stosunek sygnału do szumu mięśnia sercowego (SNR = LVMAX / BLSD) oraz stosunek kontrastu mięśnia sercowego do krwi do szumu (CNR = (LVMAX - BLMEAN) / BLSD).

Analiza statystyczna Dwunastu (12) pacjentów zostanie zrekrutowanych w każdej z 4 grup wagowych (po 3 w każdym przedziale 10 kg) w celu równomiernego pobrania próbek z pełnego zakresu masy ciała pacjentów od 30 do 190 kg. Na podstawie wcześniejszej literatury onkologicznej dotyczącej PET [de Groot EJNMMI Res 2013] nie oczekuje się, aby jakość obrazu zmieniała się w zależności od wagi, tj. SNR i CNR będą proporcjonalne do wagi 0 (brak zależności od wagi) przy kwadratowym dawkowaniu Rb-82. Dwóch operatorów przeprowadzi analizę obrazu PET, jak opisano powyżej. Pomiary LVMAX, BLMEAN, BLSD, SNR i CNR zostaną porównane między operatorami za pomocą analiz Blanda-Altmana i Box-plot. Średnie wartości między operatorami zostaną wykorzystane w końcowych analizach efektów opartych na wadze. SNR i CNR zostaną dopasowane do funkcji potęgowych wagi pacjenta Beta, a współczynniki Beta zostaną porównane z oczekiwaną wartością zero. Jeśli hipoteza pierwotna jest prawdziwa, to współczynniki Beta nie będą istotnie różne od zera (P>0,05) co wskazuje, że na jakość obrazu nie ma istotnego wpływu waga pacjenta. N=12 osobników na grupę jest wystarczające do wykrycia wielkości efektu równej odchyleniu standardowemu wewnątrz grupy (α=0,05, β=0,03) przy użyciu jednoczynnikowej analizy ANOVA.