مقالة منهجية

الكمي للنشاط وحة تصلب الشرايين والتهاب الأوعية الدموية باستخدام [18-F] انبعاثات الالكترونات الايجابية Fluorodeoxyglucose التصوير المقطعي / التصوير المقطعي (FDG-PET/CT)

DOI:

10.3791/3777

⸱

مايو 2, 2012

 ,  ,  ,  , 
1Division of Cardiovascular Medicine, University of Pennsylvania, Perelman School of Medicine, 2Department of Radiology, University of Pennsylvania, Perelman School of Medicine, 3Department of Dermatology, University of Pennsylvania, Perelman School of Medicine

في هذه المقالة

ملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

هناك حاجة ماسة لتحديد تصلب الشرايين غير جراحية، وهنا علينا أن نبرهن كيف يمكن استخدام FDG-PET/CT لكشف وتحديد نشاط لوحة تصلب الشرايين والتهاب الأوعية الدموية.

الملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

التقليدية طرائق التصوير غير الغازية لتصلب الشرايين مثل الكالسيوم الشريان التاجي (CAC) (1) وسمك الشريان السباتي وسطي باطنة (C-IMT) 2 توفير معلومات عن عبء المرض. لكن، على الرغم من الدراسات التحقق من صحة متعددة من آسيا الوسطى والقوقاز 3-5، وجيم IMT-2،6، وهذه الطرائق لا تقييم دقيق خصائص لوحة 7،8، وتكوين الدولة، والتهابات في لوحة تحديد استقرارها، وبالتالي، فإن خطر من الأحداث السريرية 9-13.

[18 F]-2-الفلوري-2-ديوكسي-D-جلوكوز تم (FDG) التصوير باستخدام بوزيترون الانبعاثات الرسم السطحي (PET) / التصوير المقطعي (CT) درس على نطاق واسع في عملية التمثيل الغذائي الأورام 14،15. الدراسات باستخدام نماذج حيوانية والمناعية في الإنسان تبين أن FDG-PET/CT حساسة بشكل رائع للكشف عن نشاط البلاعم 16، مصدرا هاما للالتهاب خلوي في جدران الأوعية. موإعادة مؤخرا، لقد أظهرنا 17،18 وغيرها التي تمكن FDG-PET/CT دقيقة للغاية، وقياسات جديدة للالتهابات النشاط النشاط من لويحات تصلب الشرايين في الشرايين الكبيرة والمتوسطة الحجم 9،16،19،20. دراسات FDG-PET/CT لها مزايا عديدة أكثر من غيرها من طرائق التصوير: 1) ارتفاع القرار المقابل، 2) القياس الكمي لحجم اللوحة والنشاط الأيضي يسمح متعددة الوسائط الكمي وحة تصلب الشرايين، 3) الديناميكي، في الوقت الحقيقي، في مجال التصوير الحي؛ 4) الاعتماد على الحد الأدنى من المشغل. وأخيرا، فقد تبين التهاب الأوعية الدموية الكشف عنها بواسطة FDG-PET/CT للتنبؤ القلب والأوعية الدموية (CV) أحداث مستقلة عن عوامل الخطر التقليدية 21،22 وأيضا يرتبط بشدة مع العبء الإجمالي للتصلب الشرايين 23. نشاط لوحة من قبل FDG-PET/CT غير معروفة عن طريق التضمين التدخلات السيرة الذاتية مفيد مثل المدى القصير (12 أسبوع) علاج ستاتين 24، وكذلك على المدى الطويل تغيير نمط الحياة العلاجي (16 شهرا) 25. المنهجية الحالية لتقدير حجم الإقبال في FDG وحة تصلب الشرايين ينطوي على قياس قيمة امتصاص موحدة (SUV) من الشريان من الاهتمام وعلى بركة الدم الوريدي من أجل احتساب الهدف على نسبة الخلفية (تي بي آر)، والذي يحسب بقسمة سيارات الدفع الرباعي في الشرايين التي تجمع سيارات الدفع الرباعي وريدي الدم. وقد أظهرت هذه الطريقة لتمثل مصدرا مستقرا والنمط الظاهري للتكرار على مر الزمن، لديها حساسية عالية للكشف عن التهاب الأوعية الدموية، وأيضا بين ارتفاع والموثوقية داخل قارئ 26. هنا نقدم منهجية لدينا لتحضير المريض، الحصول على الصور، وتقدير حجم النشاط وحة تصلب الشرايين والتهاب الأوعية الدموية باستخدام سيارات الدفع الرباعي، تي بي آر، ومعلمة العالمية ودعا المنتج الحجمي الأيض (MVP). ويمكن تطبيق هذه المناهج لتقييم التهاب الأوعية الدموية في عينات دراسة مختلف المصالح بطريقة منسجمة كما بينا في منشورات قبل عدة. 9،20،27،28 </ سوب>

البروتوكول

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. تحضير المريض والحصول على صور

  1. تأمين ما لا يقل عن ساعة واحدة فتحة التصوير الوقت على ماسح PET / CT، واحد يفضل أن يكون مع الوقت من قدرات الطيران للحصول على جودة صورة محسنة. في مؤسستنا، ونحن استخدام TF الجوزاء الماسح الضوئي، والذي هو أحدث PET / CT نظام من الأنظمة الطبية فيليبس ويجمع بين الماسح الضوئي الدائرة بناء على كشف LYSO مع نظام بريليانس CT 16-شريحة.
  2. لديها مواضيع سريع لمدة 8 ساعات قبل الفحص FDG-PET/CT. تحقق صيام مصل الجلوكوز (FSG) مستويات باستخدام بوخز الأصبع لضمان الجلوكوز في مصل الدم <200 ملغ / دل قبل FDG الادارة. هذا يضمن أن الجلوكوز داخل الجسم لا تتنافس مع FDG.
  3. إذا FSG <200 ملغ / دل، إدراج أي أصغر من خط 20 المقياس (الرابع) عن طريق الوريد لإدارة (FDG) المشع الرابع. تدير ما يقرب من 5،2 MBq / كغ من FDG.
  4. ~ 60 دقيقة بعد الوريد من FDG، أداء منخفض جرعة CT التصوير من الجسم كله. ثم الحصول على انبعاث PETصور من جمجمة الرأس إلى أصابع القدم. على وجه الخصوص PET / CT المدرجة في 1.1)، وعادة ما يتم تنفيذ اعادة الاعمار صورة باستخدام قائمة وضع الأقصى احتمال توقع-تعظيم (ML-EM) خوارزمية مع 33 مجموعات فرعية أمرت والتكرار 3، حيث نموذج النظام يشمل وقت من الطيران، وكذلك التصويبات تطبيع، التوهين، randoms، والتشرذم. وتستخدم متغيرة جرعة منخفضة من الصور المقطعية لتصحيح تخفيف من الصور PET بطريقة آلية، مما أدى إلى انخفاض وقت الفحص وتحسين نوعية الصور نسبة إلى مصدر خارجي المشعة تصحيح تخفيف المستخدمة في الآلات فقط PET.

2. PET التقييم صورة النوعي

  1. تفسير اعادة البناء PET محوري، سهمي، والاكليلية مع وبدون تصحيح تخفيف استخدام جرعة منخفضة من غير النقيض من الصور المقطعية لتحديد المكاني للهياكل الأوعية الدموية من اهتمام، فضلا عن توطين التشريحية الدقيقة لمجالات زيادة المشع حد ذاته امتصاصEN على الصور PET.

3. PET التقييم الكمي صورة

  1. بعد استعراض النوعية من الصور، وتحديد حدود لتقسيم الشريان الأورطي إلى الأقسام التالية: الأبهر الصاعد، قوس الأبهر، الشريان الأورطي الصدري النازل، الشريان الأورطي البطني الكظرية، والشريان الأورطي البطني infrarenal. للبساطة، يمكن تعريف قوس الأبهر من قبل تلك الأجزاء من الشريان الأورطي الصدري أن تبدو وكأنها قطعة متجاورة على الصور عرضية عندما تتحرك في اتجاه رأسي ذنبي، حيث الأجزاء الصعود والنزول من الشريان الأورطي الصدري لن تظهر أن تكون متصلا. ويمكن استخدام منشأ الشريان البطني حيث المعالم التشريحية بين الشريان الأورطي الصدري والهابطة، والشريان الأورطي البطني والشرايين الكلوية بمثابة المعالم التشريحية بين شرائح الكظرية وinfrarenal من الشريان الأورطي البطني.
  2. ويقاس شرياني FDG امتصاص (كمقياس للالتهاب الشرايين) في الساقين والعنق عن طريق وضع المنطقة من intereش (ROI) حول كل شريان من الفائدة على شرائح من الصور PET / CT عرضية coregistered التي تمر من خلال الشريان. في حالة الشريان الأورطي، بدءا من شريحة الأبهر معظم متفوقة، ورسم بعناية كل عائدات الاستثمار لتشمل المنطقة بأكملها من امتصاص FDG على أن شريحة أخرى مع تجنب الأنسجة المحيطة بها مع زيادة امتصاص المشع (الشكل 1). لقد التقطت هذه الصورة من مريض في الشيخوخة لدينا ودراسة تصلب الشرايين 20.
  3. المقبل، وذلك باستخدام تحليل الصور مكرسة PET / CT برنامج لحساب سيارات الدفع الرباعي لكل شريحة [في مؤسستنا، ونحن نستخدم موسع محطة الذكاء، والرعاية الصحية فيليبس، بوثيل، واشنطن] على الحد الأقصى ويعني تقاس قيمة موحدة امتصاص (SUV) من كل عائدات الاستثمار ( الشكل 2). لقد التقطت هذه الصورة من مريض في الشيخوخة لدينا ودراسة تصلب الشرايين 20.
  4. كرر هذا الإجراء لشرائح فحص PET التي تمر عبر الشرايين من الفائدة على فترات منتظمة (على سبيل المثال، كل 5-20 مم). المجموعوأعداد من شرائح تختلف من موضوع إلى موضوع اعتمادا على خلقة الجسم واختلاف تشريحي.
  5. تحديد موقع الوريد الأجوف السفلي (IVC) في البطن حيث ما لا يقل عن 6-8 شرائح متجاورة يمكن تصور. تضع العائد على الاستثمار في جميع أنحاء IVC على كل شريحة عرضية للحصول على ما لا يقل عن 8 سيارات الدفع الرباعي وريدي يعني القياسات التي سيتم استخدامها في الأنسجة إلى خلفية حساب (تي بي آر) نسبة كما هو موضح في وقت لاحق.

4. الحسابات الختامية والتصوير

  1. متوسط ​​سيارات الدفع الرباعي شريحة الشرايين (باستخدام متوسط ​​القيم والحد الأقصى) على جميع شرائح التي تمر عبر الشريان (على سبيل المثال، الشريان السباتي) أو قطعة من مصلحة الشرايين (على سبيل المثال، الشريان الأبهر الصاعد، قوس الأبهر، الشريان الأورطي الصدري النازل، الشريان الأورطي البطني الكظرية، الشريان الأورطي البطني infrarenal) يعني لتوليد سيارات الدفع الرباعي وسيارات الدفع الرباعي قياسات الحد الأقصى لكل شريان شرياني أو قطعة من الفائدة. هذه المعايير بمثابة قياس النتيجة واحدة من عبء متوسط ​​من تصلب الشرايين داخل أحد الشرايين أو قطعة من مصلحة شرياني. تسجيل الانحراف المعياري لسيارات الدفع الرباعي التي تم الحصول عليها من القياسات لشريحة التحليلات الإحصائية.
  2. المقبل، بتقسيم قطعة الشرايين أو الشرايين يعني سيارات الدفع الرباعي من وريدي يعني الحصول على سيارات الدفع الرباعي في الخطوة 3.4 لأغراض التطبيع. والنتيجة هي قطعة TBR الشرايين أو الشرايين التدبير، والتي هي بمثابة آخر نتيجة للنشاط وحة تصلب الشرايين.
  3. أخيرا، في محاولة لفهم من العبء العالمي للمرض تصلب الشرايين في الشريان أو قطعة شرياني من الفائدة، وضرب كل الشرياني يعني الحصول على سيارات الدفع الرباعي في العائد على الاستثمار من قبل شريحة وشريحة حجم العائد على الاستثمار (محسوبة عن طريق ضرب المنطقة من العائد على الاستثمار من قبل شريحة سمك) وخلاصة القول على جميع شرائح التي تمر عبر الشريان أو قطعة من مصلحة الشرايين. هذه الغلة الشرايين أو قطعة الشرياني يعني التمثيل الغذائي، الحجمي المنتج (MVP) وذلك نتيجة ثالثة لقياس النشاط البلاك وعبء. من المذكرة، ومناطق في وعاء من الفائدة التي ليس لها نشاط التمثيل الغذائي لا تسهم كثيرا في لقاح التهاب السحايا وولذلك، هذه المعلمة لا تزال صالحة كمقياس لوحة نشط.
  4. إذا كان واحد يؤدي الجمع من المتميزين يعني الأبهري المدرجة في أكثر من 4.3 جميع شرائح التي تمر عبر الشريان الأورطي، فإن النتيجة ستكون من العبء العالمي للالتهابات (GIB)، والتي ستكون بمثابة نتيجة الرابعة لقياس النشاط وحة تصلب الشرايين وتصلب الشرايين في الشريان الأورطي .

ويرد مثال على القيم لهذه النتائج الأربعة التي استمدت من مريض واحد، كجزء من الدراسة الجارية 18 في الصدفية في الجدول رقم 1.

5. ممثل النتائج

ويبين الجدول أدناه الطرق المختلفة لتحديد النتائج بالنسبة لنشاط وحة تصلب الشرايين والتهاب الأوعية الدموية الكشف عنها بواسطة FDG-PET/CT في مريض واحد مع الصدفية.

شرياني قطعة (عدد الشرائح) SUVmean (SD) تي بي آر (SD) لقاح التهاب السحايا (SD) بنك الخليج الدولي (SD)
الأبهر الصاعد (ن = 8) 1.43 (0.24) 1.31 (0.18) 5.68 (3.08) 53،99 (19،50)
قوس الأبهر (ن = 5) 1.38 (0.25) 1.30 (0.22) 8.88 (4.94) 59،85 (18،66)
تنازلي الشريان الأورطي الصدري (ن = 20) 1.42 (0.20) 1.29 (0.19) 3.11 (0.98) 125،66 (53،11)
الأبهر البطني الكظرية (ن = 29) 1.40 (0.19) 1.26 (0.17) 2.37 (0.66) 50،75 (17،64)
الأبهر البطني Infrarenal (ن = 26) 1.38 (0.21) 1.20 (0.16) 1.72 (0.54) 45.80 (10.86)

figure-protocol-1
الشكل 1. الصور PET. سلسلة من النتائج الأولية ممثل الصور التعمير PET من مريض في دراستنا للشيخوخة وتصلب الشرايين 20 والتي تثبت FDG امتصاص في: أ) الحرقفي الفخذي والشرايين ب) الشرايين المأبضية ج) الشريان الأورطي البطني، D) قوس الأبهر.

figure-protocol-2
الشكل 2. منطقة للإيداع (ROI) الفائدة. ويرد عرضية صورة FDG-PET/CT تنصهر فيها على مستوى الشريان الأورطي الصدري الهابط القريبة من مريض في دراستنا للشيخوخة وتصلب الشرايين 20. يتم وضع دوروا حول الأبهر الصدري والهابطة، وسوف يحسب البرنامج يعني سيارات الدفع الرباعي وسيارات الدفع الرباعي الأقصى، والعائد على الاستثمار في مجال مم 2. هذا هو لشريحة واحدة من البيانات من خلال هذا الجزء الشرياني من اهتمام، وتتكرر بعد ذلك هذه التقنية لجميع شرائح التي تمر عبر كل جزء من الشريان الأورطي.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

المنهجية المقدمة هنا واضح وصريح لأداء، ويمكن أن تسفر عن معلومات مفيدة بشأن نشاط لوحة تصلب الشرايين والتهاب الأوعية الدموية في الشرايين سريرا هامة سريريا. هناك بعض الميزات الهامة لهذا النهج تحليل التي تستحق التركيز: 1) نحن نستخدم ذات جودة عالية PET / CT الماسح الضوئي التي لديها للكشف عن الصفوف 16 و مع الوقت من قدرة الطيران؛ 2) نحن نستخدم اثنين من المراقبين ذوي الخبرة أعمى للمعلومات السريرية ل إجراء قياسات لضمان اتساق البيانات الكمية؛ 3) وصفنا في وقت واحد من أربع نتائج القياس الكمي ...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

الإعلان عن أي تضارب في المصالح.

شكر وتقدير

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ويدعم NNM بواسطة منحة من المؤسسة الوطنية للصدفية، NHLBI 5K23HL97151-3 و HL111293. ويدعم JMG بواسطة HL089744 R01 NHLBI وHL111293 R01.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
اسم المعدات شركة
الجوزاء TF PET / CT ماسح فيليبس للرعاية الصحية
الموسعة بريليانس محطة فيليبس للرعاية الصحية

المراجع

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Church, T. S. Coronary artery calcium score, risk factors, and incident coronary heart disease events. Atherosclerosis. 190, 224-231 (2007).
  2. Kathiresan, S. Assessment by cardiovascular magnetic resonance, electron beam computed tomography, and carotid ultrasonography of the distribution of subclinical atherosclerosis across Framingham risk strata. Am. J. Cardiol. 99, 310-314 (2007).
  3. Detrano, R. Coronary calcium as a predictor of coronary events in four racial or ethnic groups. N. Engl. J. Med. 358, 1336-1345 (2008).
  4. Raggi, P., Cooil, B., Ratti, C., Callister, T. Q., Budoff, M. Progression of Coronary Artery Calcium and Occurrence of Myocardial Infarction in Patients With and Without Diabetes Mellitus. Hypertension. , (2005).
  5. Arad, Y., Goodman, K. J., Roth, M., Newstein, D., Guerci, A. D. Coronary calcification, coronary disease risk factors, C-reactive protein, and atherosclerotic cardiovascular disease events: the St. Francis Heart Study. J. Am. Coll. Cardiol. 46, 158-165 (2005).
  6. Lorenz, M. W., Markus, H. S., Bots, M. L., Rosvall, M., Sitzer, M. Prediction of clinical cardiovascular events with carotid intima-media thickness: a systematic review and meta-analysis. Circulation. 115, 459-467 (2007).
  7. Doherty, T. M., Detrano, R. C., Mautner, S. L., Mautner, G. C., Shavelle, R. M. Coronary calcium: the good, the bad, and the uncertain. Am. Heart. J. 137, 806-814 (1999).
  8. Detrano, R. C. Coronary calcium does not accurately predict near-term future coronary events in high-risk adults. Circulation. 99, 2633-2638 (1999).
  9. Chen, W., Bural, G. G., Torigian, D. A., Rader, D. J., Alavi, A. Emerging role of FDG-PET/CT in assessing atherosclerosis in large arteries. Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. 36, 144-151 (2009).
  10. Doherty, T. M. Calcification in atherosclerosis: bone biology and chronic inflammation at the arterial crossroads. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 100, 11201-11206 (2003).
  11. Fuster, V. Lewis A. Conner Memorial Lecture. Mechanisms leading to myocardial infarction: insights from studies of vascular biology. Circulation. 90, 2126-2146 (1994).
  12. van der Wal, A. C., Becker, A. E., van der Loos, C. M., Das, P. K. Site of intimal rupture or erosion of thrombosed coronary atherosclerotic plaques is characterized by an inflammatory process irrespective of the dominant plaque morphology. Circulation. 89, 36-44 (1994).
  13. van der Wal, A. C., Becker, A. E., van der Loos, C. M., Tigges, A. J., Das, P. K. Fibrous and lipid-rich atherosclerotic plaques are part of interchangeable morphologies related to inflammation: a concept. Coron. Artery Dis. 5, 463-469 (1994).
  14. Alavi, A. Positron emission tomography imaging of regional cerebral glucose metabolism. Semin. Nucl. Med. 16, 2-34 (1986).
  15. Hustinx, R. Dual time point fluorine-18 fluorodeoxyglucose positron emission tomography: a potential method to differentiate malignancy from inflammation and normal tissue in the head and neck. Eur. J. Nucl. Med. 26, 1345-1348 (1999).
  16. Ogawa, M. (18)F-FDG accumulation in atherosclerotic plaques: immunohistochemical and PET imaging study. J. Nucl. Med. 45, 1245-1250 ( ).
  17. Yun, M. F-18 FDG uptake in the large arteries: a new observation. Clin. Nucl. Med. 26, 314-319 (2001).
  18. Mehta, N. N. Systemic and Vascular Inflammation in Patients With Moderate to Severe Psoriasis as Measured by [18F]-Fluorodeoxyglucose Positron Emission Tomography-Computed Tomography (FDG-PET/CT): A Pilot Study. Arch. Dermatol. , Forthcoming.
  19. Davies, J. R. FDG-PET can distinguish inflamed from non-inflamed plaque in an animal model of atherosclerosis. Int. J. Cardiovasc. Imaging. 26, 41-48 (2011).
  20. Bural, G. G. FDG-PET is an effective imaging modality to detect and quantify age-related atherosclerosis in large arteries. Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. 35, 562-569 (2008).
  21. Arauz, A., Hoyos, L., Zenteno, M., Mendoza, R., Alexanderson, E. Carotid plaque inflammation detected by 18F-fluorodeoxyglucose-positron emission tomography. Pilot study. Clin. Neurol. Neurosurg. 109, 409-412 (2007).
  22. Rominger, A. 18F-FDG PET/CT identifies patients at risk for future vascular events in an otherwise asymptomatic cohort with neoplastic disease. J. Nucl. Med. 50, 1611-1620 (2009).
  23. Wasselius, J. A., Larsson, S. A., Jacobsson, H. FDG-accumulating atherosclerotic plaques identified with 18F-FDG-PET/CT in 141 patients. Mol. Imaging Biol. 11, 455-459 (2009).
  24. Tahara, N. Simvastatin attenuates plaque inflammation: evaluation by fluorodeoxyglucose positron emission tomography. J. Am. Coll. Cardiol. 48, 1825-1831 (2006).
  25. Lee, S. J. Reversal of vascular 18F-FDG uptake with plasma high-density lipoprotein elevation by atherogenic risk reduction. J. Nucl. Med. 49, 1277-1282 (2008).
  26. Rudd, J. H. (18)Fluorodeoxyglucose positron emission tomography imaging of atherosclerotic plaque inflammation is highly reproducible: implications for atherosclerosis therapy trials. J. Am. Coll. Cardiol. 50, 892-896 ( ).
  27. Bural, G. G. A pilot study of changes in (18)F-FDG uptake, calcification and global metabolic activity of the aorta with aging. Hell. J. Nucl. Med. 12, 123-128 (2009).
  28. Bural, G. G. Quantitative assessment of the atherosclerotic burden of the aorta by combined FDG-PET and CT image analysis: a new concept. Nucl. Med. Biol. 33, 1037-1043 (2006).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

مقالات ذات صلة