Dosoptimering för Rubidium PET-avbildning hos patienter med känd eller misstänkt ischemisk hjärtsjukdom (RUBY-DOSE)

Bakgrund Val av lämplig administrerad aktivitet för varje patients kroppshabitus är mycket viktigt för att erhålla diagnostisk bildkvalitet. Nuvarande SPECT imaging riktlinjer föreslår "...en ansträngning för att skräddarsy den administrerade aktiviteten till patientens habitus och bildbehandlingsutrustning bör göras... [dock] starka bevis som stöder ett visst viktbaserat doseringssystem existerar inte." [Henzlova JNC 2016]. En ökning av kroppsvikten leder till högre andelar av försvagade och spridda fotoner, vilket resulterar i PET-bilder av lägre kvalitet för en given injicerad aktivitet [Cherry 2004, Ghanem JNMT 2011]. Viktbaserad spårämnesdosering rekommenderas vanligtvis som en lösning vid PET-avbildning av hela kroppen med F-18-FDG [Masuda JNM 2009, Boellaard EJNMMI 2010]. Däremot har Rb-82 PET-avbildning traditionellt utförts med en enda dos (t. 40 mCi) administrerat för alla patienter [Tout NMC 2012] men detta är känt för att resultera i lägre räknedensitet och bildkvalitet hos större patienter. Denna effekt kan mildras till viss del genom administrering av Rb-82-aktivitet som en andel av kroppsvikten samtidigt som noggrannheten för detektion av sjukdom bibehålls [Kaster JNC 2012].

De senaste riktlinjerna för European Association of Nuclear Medicine (EANM) rekommenderar Rb-82-dosering för 3D-PET-avbildning vid 10 MBq/kg [Sciagrà EJNMMI 2020] även om American Society of Nuclear Cardiology (ASNC) fortfarande accepterar användningen av en enstaka dos som sträcker sig från 740 till 1110 MBq (20-40 mCi) beroende på PET-CT-enhetens känslighet [Dilsizian JNC 2016]. ASNC:s nedre gräns på 740 MBq tillåter kanske inte adekvat dosreduktion hos mycket små eller pediatriska patienter, och omvänt kanske den övre gränsen på 1480 MBq inte tillåter adekvat bildkvalitet hos de största patienterna. För helkropps-FDG PET, resulterar viktbaserad dosering som en linjär funktion av patientens vikt (MBq/kg) fortfarande inte i enhetlig bildkvalitet för alla patienter [Nagaki JNMT 2011]. Nyligen genomförda onkologiska PET-studier har föreslagit att dosen av F-18-FDG ska administreras som en kvadratisk funktion av vikten [de Groot EJNMMI Res 2013] och har visat att enhetlig kvalitet på PET-bilder kan upprätthållas över ett brett spektrum av patientvikter [Musarudin IJNM 2019].

Vårt center har i många år använt viktbaserad dosering som en linjär funktion av kroppsvikten (9-10 MBq/kg) för att reducera variationer i bildkvalitet beroende på kroppshabitus, och för att minska detektormättnad under spårningens första passage för exakt blodflödeskvantifiering [Renaud JNM 2017a]. Trots detta tillvägagångssätt lider fortfarande större patienter av minskat antal och bildkvalitet [Renaud JNM 2017b].

Mål Att fastställa om Rb-82-aktivitet administrerad som en kvadratisk funktion av patientens vikt (kvadratdosering) kan standardisera bildkvaliteten för PET-myokardperfusion över ett brett spektrum av kroppsvikter.

Primär hypotes

1. Rb-82 PET-perfusionsbildkvalitet är konsekvent över ett brett spektrum av patientkroppsstorlekar vid användning av kvadratisk dosering av Rb-82.

   Sekundär hypotes

2. Administrerad aktivitet av Rb-82 är konsekvent exakt över ett brett spektrum av injicerade doser ordinerade från 100 till 3500 MBq.

Patientpopulation

Sekventiella patienter remitterade för dipyridamol stress Rb-82 PET perfusionsavbildning vid University of Ottawa Heart Institute. Patienterna kommer att delas in i fyra viktgrupper för att avgöra om det finns signifikanta skillnader i bildkvalitet eller noggrannhet av injicerad Rb-82-aktivitet mellan patienter med:

i. 30 kg ≤ Vikt < 70 kg ii. 70 kg ≤ Vikt < 110 kg iii. 110kg ≤ Vikt < 150kg iv. 150 kg ≤ Vikt < 190 kg Eftersom patienter som hänvisas till uOHI i allmänhet faller inom de 3 lägre grupperna, kommer initiala försökspersoner att identifieras i den högsta viktgruppen och sedan de närmast i tiden inom de 3 lägre viktgrupperna för att undvika bias över tid.

Bildanalysmetoder EKG-styrda stress PET-bilder kommer att identifieras från patienter som remitterats för Rb-82 MPI på en Siemens Vision 600 PET-CT-skanner. Myokardsignalen kommer att mätas som den maximala aktiviteten i vänster ventrikel (LVMAX) vid slutdiastolen (ED). Motsvarande bakgrundssignal och brus kommer att mätas som medelvärde för blodhålan i vänster förmak och standardavvikelse (BLMEAN och BLSD). Bildkvalitet kommer att bedömas som myokardiums signal-till-brus-förhållande (SNR = LVMAX / BLSD) och myokardium-till-blod kontrast-till-brus-förhållande (CNR = (LVMAX - BLMEAN) / BLSD).

Statistisk analys Tolv (12) patienter kommer att rekryteras i var och en av de 4 viktgrupperna (3 i varje 10 kg intervall) för att enhetligt prova hela skalan av patientvikter från 30 till 190 kg. Baserat på den tidigare onkologiska PET-litteraturen [de Groot EJNMMI Res 2013] förväntas bildkvaliteten inte förändras som en funktion av vikt, d.v.s. SNR och CNR kommer att vara proportionella mot vikt0 (inget viktberoende) med kvadratisk dosering av Rb-82. Två operatörer kommer att utföra PET-bildanalysen enligt beskrivningen ovan. Mätningar av LVMAX, BLMEAN, BLSD, SNR och CNR kommer att jämföras mellan operatörer som använder Bland-Altman och Box-plot-analyser. Medelvärdena mellan operatörer kommer att användas i de slutliga analyserna av viktbaserade effekter. SNR och CNR kommer att anpassas till funktionerna för patientvikt Beta, och Beta-koefficienterna kommer att jämföras med det förväntade värdet noll. Om den primära hypotesen är sann, kommer Beta-koefficienterna inte att skilja sig signifikant från noll (P>0,05) vilket indikerar att bildkvaliteten inte påverkas nämnvärt av patientens vikt. N=12 försökspersoner per grupp är tillräckligt för att detektera en effektstorlek lika med standardavvikelsen inom gruppen (α=0,05, β=0,03) med enfaktor ANOVA.