Kwantitatief [¹⁸F]-NAF-Pet-MRI-analyse voor de evaluatie van dynamische botomzet bij een patiënt met Facetogenic lage rugpijn

Summary

Beeldvormingstechnieken die dynamische botomzet weerspiegelen, kunnen helpen bij het karakteriseren van een breed scala aan botpathologieën. We presenteren gedetailleerde methodologieën voor het uitvoeren en analyseren van dynamische [¹⁸F]-NAF-Pet-MRI-gegevens bij een patiënt met facetogenic lage rugpijn met behulp van de lumbale facetgewrichten als een prototypische regio van belang.

Abstract

Beeldvormingstechnieken die dynamische botomzet weerspiegelen, kunnen helpen bij het karakteriseren van een breed scala aan botpathologieën. Bone is een dynamisch weefsel dat voortdurend wordt verbouwd met de concurrerende activiteit van osteoblasten, die de nieuwe botmatrix produceren, en osteoclasten, waarvan de functie is het elimineren van gemineraliseerd bot. [¹⁸F]-NAF is een positron emissie tomografie (PET) radio Tracer die visualisatie van botmetabolisme mogelijk maakt. [¹⁸F]-NAF wordt chemisch geabsorbeerd in hydroxyapatiet in de botmatrix door osteoblasten en kan dus niet-invasief osteoblastische activiteit detecteren, wat occulte is voor conventionele beeldvormingstechnieken. Kinetische modellering van dynamische [¹⁸F]-NAF-Pet-gegevens biedt gedetailleerde kwantitatieve maatregelen voor het botmetabolisme. Conventionele semi-kwantitatieve huisdieren gegevens, die gebruik maken van gestandaardiseerde opname waarden (Suv's) als maatstaf voor radio Tracer activiteit, wordt een statische techniek genoemd vanwege de momentopname van de Tracer opname in de tijd.  Kinetische modellering, echter, maakt gebruik van dynamische beeldgegevens waar Tracer niveaus worden continu verworven verstrekken Tracer opname temporele resolutie. Van de kinetische modellering van dynamische gegevens kunnen kwantitatieve waarden zoals de bloedstroom en de metabolische snelheid (d.w.z. mogelijk informatieve Metrics van de Tracer dynamiek) worden geëxtraheerd, allemaal met betrekking tot de gemeten activiteit in de beeldgegevens. In combinatie met dubbele modaliteit PET-MRI kunnen regiospecifieke kinetische gegevens worden gecorreleerd met anatomisch geregistreerde hoge-resolutie structurele en pathologische informatie die wordt geboden door MRI. Het doel van dit methodologisch manuscript is om gedetailleerde technieken te schetsen voor het uitvoeren en analyseren van dynamische [¹⁸F]-NAF-Pet-MRI-gegevens. Het lumbale facet gewricht is een gemeenschappelijke plaats van ziekte van degeneratieve artritis en een veelvoorkomende oorzaak voor axiale lage rugpijn.  Recente studies suggereren [¹⁸F]-NAF-Pet kan dienen als een nuttige biomarker van pijnlijke facetogenic ziekte.  Het menselijk lumbale facet gewricht zal daarom worden gebruikt als een prototypische regio van belang voor dynamische [¹⁸F]-NAF-Pet-MRI-analyse in dit manuscript.

Introduction

Standaard klinische beeldvormingstechnieken van botpathologie zijn voornamelijk beperkt tot het karakteriseren van structurele veranderingen, die niet-specifiek kunnen zijn. Asymptomatische morfologische afwijkingen gerelateerd aan de normale veroudering kunnen bijvoorbeeld niet te onderscheiden zijn van degeneratieve veranderingen die verantwoordelijk zijn voor ernstige pijn en invaliditeit¹. Bone is een dynamisch weefsel dat voortdurend wordt verbouwd met de concurrerende activiteit van osteoblasten, die de nieuwe botmatrix produceren, en osteoclasten, waarvan de functie is het elimineren van gemineraliseerd bot². [¹⁸F]-NAF is een positron emissie tomografie (PET) radio Tracer die visualisatie van botweefsel metabolisme mogelijk maakt. [¹⁸F]-NAF wordt chemisch geabsorbeerd in hydroxyapatiet in de botmatrix door osteoblasten en kan dus niet-invasief osteoblastische activiteit detecteren, waardoor een metabolisch proces wordt gedetecteerd dat occulte is voor conventionele beeldvormingstechnieken. Dientengevolge, [¹⁸F]-NAF is gebruikt voor het karakteriseren van botpathologie in een toenemend aantal botaandoeningen, waaronder Neoplasmata, inflammatoire, en degeneratieve ziekte van het bot en gewrichten^3,4,5 .

PET-gegevens worden meestal op semi-kwantitatieve wijze geanalyseerd, wat gemakkelijk kan worden uitgevoerd in routinematige klinische praktijk met gestandaardiseerde opname waarden (Suv's). Als een metriek, Suv's zijn nuttig voor clinici als ze vertegenwoordigen weefsel opname ten opzichte van de rest van het lichaam⁶. Waarden van latere scans kunnen worden gebruikt om veranderingen in de opname te observeren als gevolg van behandeling of ziekteprogressie. De numerieke aard van Suv's helpt ook in vergelijking tussen patiënten en tussen opeenvolgende scans in dezelfde patiënt. Het algoritme dat wordt gebruikt om Suv's, vergelijking 1, te berekenen, maakt de veronderstelling dat de Tracer gelijkelijk verdeeld is door het hele lichaam en dat de vetvrije massa nauwkeurig het hele lichaams volume vertegenwoordigt. Zo zijn Suv's een semi-kwantitatieve meting. Voor een bepaalde regio van belang (ROI), SUV_Max (de maximale SUV-waarde binnen een ROI), en SUV_mean (het gemiddelde van alle bemonsterde SUV'S binnen een ROI) worden vaak gebruikt SUV-statistieken in de klinische praktijk⁶.

Kinetische modellering van dynamische PET-gegevens kan ook worden uitgevoerd voor een gedetailleerdere kwantitatieve analyse. Hoewel SUV-gegevensverzameling statisch is, maakt Kinetic Modeling gebruik van dynamische beeldgegevens waarbij Tracer-niveaus continu worden verworven en een tijdelijke dimensie krijgen.  Van de complexere kinetische modellering van dynamische gegevens, kunnen kwantitatieve waarden en informatieve Metrics van Tracer dynamiek worden geëxtraheerd met betrekking tot de gemeten activiteit in de beeldgegevens. In Figuur 1⁷wordt een monster met twee weefsel compartimenten gebruikt voor dynamische kinetische modellering.  C_p is de concentratie van Tracer in het bloed plasma, terwijl c_e en c_t de concentratie in de ongebonden interstitiële ruimte en de gebonden Tracer in de doelbotmatrix vertegenwoordigen. K_1, k₂, k₃, k₄, zijn 4 rate parameters die het kinetische model beschrijven voor Tracer Wash in/out en binding. K₁ beschrijft de Tracer genomen uit arteriële plasma in interstitiële ruimte (C_t), k₂ beschrijft de Fractie van de Tracer die van de interstitiële ruimte naar het plasma verspreidt, k₃ beschrijft de Tracer die beweegt van interstitiële (C_e) ruimte naar Bone (c_t) en k₄ beschrijft de Tracer die van Bone (c_t) terugkeert naar de interstitiële ruimte (c_e).

Figuur 1 . Een monster twee-weefsel compartiment model voor dynamische kinetische modellering. C_p de Tracer concentratie in het bloed plasma compartiment, c_e vrije en niet-specifiek gebonden Tracer concentratie in weefsel, en c_t specifiek gebonden Tracer concentratie in het weefsel. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Het Patlak Kinetic-model produceert K_{i_Patlak} als maatstaf voor de radiotracer toestroom (ml/CCM/min, kubieke cm = CCM) uit de bloed pool in de botmatrix. De indicatorinstroom snelheid van de bloed pool naar de botmatrix kan vervolgens worden berekend met behulp van vergelijking 2 en vergelijking 3 voor respectievelijk k_{i_Patlak} en k_{i_NonLinear} . K_{i_Patlak} en k_{i_NonLinear} zijn de tarieven waartegen [¹⁸F]-NAF verlaat de arteriële bloed pool en onherroepelijk bindt aan een subsite bot matrix, met behulp van de twee modellen respectievelijk. Een verschil tussen het Patlak en het niet-lineaire kinetische model is het gebruik van de dynamische data. Het model Patlak vereist een evenwicht en berekent vervolgens de instroom snelheid van de vastgestelde lineaire helling. Het Patlak Kinetic-model produceert K_{i_Patlak} -toestroom snelheden, door gebruik te maken van een tijd van 24 minuten voor de equilibratie van de plasmapool, c_p, aan het ongebonden zwembad, c_u.  De tijd van 24 minuten kan veranderen afhankelijk van de tijd die voor alle subsites is gevonden om een equilibratie te bereiken met de plasmapool in het monster. Het meer computationeel rigoureuze niet-lineaire model gebruikt het geheel van de tijdelijke gegevens om te passen in een curve.

Het doel van dit methodologisch manuscript is om gedetailleerde technieken te schetsen voor het uitvoeren van dynamische [¹⁸F]-NAF-Pet-MRI.  Het lumbale facet gewricht is een gemeenschappelijke plaats van ziekte van degeneratieve artritis en een veelvoorkomende oorzaak voor axiale lage rugpijn⁸.  Recente studies suggereren [¹⁸F]-NAF-Pet-MRI kan dienen als een nuttige biomarker van pijnlijke facetogenic ziekte⁹.  De menselijke lumbale facetgewrichten van een enkele patiënt met facetogenic lage rugpijn zullen dus worden geanalyseerd als een prototypische ROI voor dynamische [¹⁸F]-NAF-Pet-MRI-analyse.

Protocol

Deze prospectieve haalbaarheidsstudie heeft patiënten gerekruteerd na het behalen van de IRB-goedkeuring van menselijke studie en het naleven van de HIPAA

1. Phantom

1. Vul een holle cilindrische Phantom met een insert met holle cilinders met een bereik van diameters (5-38 mm) met 185 MBq van [¹⁸F]-NAF.
2. Genereer een dempings kaart van de Phantom met CT of een sjabloon die eerder voor deze Phantom is gegenereerd.
3. Plaats de Phantom in het midden van huisdier/MR en verkrijg huisdier gegevens voor 5-10 min opname van de resulterende afbeelding met behulp van de Imaging console.
4. Reconstrueren met behulp van de Imaging console met de op CT gebaseerde dempings kaart met behulp van een algoritme dat overeenkomt met hetzelfde reconstructie algoritme dat moet worden gebruikt voor menselijke proefpersonen.
5. Bereken de gemiddelde activiteit in elke cilinder (links en rechts) van gelijke grootte voor alle grootten met behulp van freeware AMIDE.
6. Tabuleren de gemiddelde activiteit versus cilindergrootte.
7. Bereken de partiële volume fouten (PVE) door de gemiddelde activiteit van elke cilinder te delen door de gemiddelde activiteit van de referentie cilinder.
8. Plot de PVE door de grootte van de cilinder.
9. Gebruik de lineaire vergelijking tussen twee cilinder groottes bij het corrigeren van PVE in de patiëntgegevens.

2. voorbereiding van de patiënt

1. Voor het werven van patiënten, verkrijgen van de nodige menselijke studie IRB goedkeuring en voldoen aan HIPPA voorschriften.
2. Passende inclusie-en uitsluitingscriteria voor de studie van de rente vast te stellen.
   1. De criteria voor inclusie waren als volgt: volwassenen, ten minste 18 jaar oud met de capaciteit voor geïnformeerde toestemming; een gerapporteerde geschiedenis van axiale niet-radiculaire lage rugpijn; Aanbevolen door de wervelkolom Interventionele radiologen.
   2. Uitsluitingscriteria waren als volgt: de geschiedenis van fractuur of tumor van de wervelkolom; vrouwen die zwanger zijn of borstvoeding geven; contra-indicaties voor MRI of toediening van Tracer of contrast; eerdere lumbale chirurgie of instrumentatie.
3. Verzamel de schriftelijke geïnformeerde toestemming van de patiënt, goedgekeurd door de Commissie voor menselijk onderzoek.
4. Het verkrijgen van relevante klinisch onderzoek en/of patiënt enquêtegegevens die relevant zijn voor uw studie van belang.
5. Hebben onderwerp verandering in de Gown, tot stand brengen IV toegang, het toedienen van zwangerschapstest als de patiënt vrouwelijk is en van kinddragende leeftijd, Controleer creatinine/GFR voor het veilige gebruik van contrast, en op te halen [¹⁸F]-NAF dosis. Coach de patiënt over het belang van resterende nog gedurende de duur van het examen.
6. Plaats patiënt rugligging en voeten eerst in het huisdier/MRI.

3. Imaging Protocol

1. Gebruik een 3,0 T PET/MRI scanner voor gelijktijdige PET en MR Image Acquisition.
2. Gebruik de achterste array centrale moleculaire Imaging array spoel voor de MR Imaging.
3. Zorg ervoor dat de beeldweergave van zowel MR-als PET-beeldvormings modaliteiten gecentreerd is om het onderste wervel gebied te bedekken van T12 tot S3.
4. De klinische MRI-sequenties voor het lumbale wervelkolom protocol omvatten: Sagittaal T1 (herhalings tijd/ECHO tijd (TR/TE) = 510/8.6 MS, in-plane resolutie = 0,75 mm, door-Plane resolutie = 4mm), Sagittaal T2 vet verzadigd (FS) (TR/TE = 4208/86.2 MS, in-plane resolutie = 0,75 mm, door-Plane resolutie = 4mm) axiale T2 snelle ontspanning snelle spin echo (FRFSE) met en zonder vetverzadiging (TR/TE = 750/9.2 MS, in-plane resolutie = 0,7 mm, door-Plane resolutie = 4mm), axiale T1 Fast spin echo (FSE) pre gadolinium (TR/ TE = 575/8.9 MS, in-plane resolutie = 0,65 mm, door-Plane resolutie = 4mm), axiale T1 FSE post gadolinium (TR/TE = 562/8.6 MS, in-plane resolutie = 0,65 mm, door-Plane resolutie = 4mm).
5. Injecteer 0,1 mm/kg gadobutrol (1M Gadavist) contrast in de antecubitale Fossa IV van de patiënt direct voordat de MRI-sequenties worden verworven die dit vereisen.
6. Vóór de dynamische PET-scan injecteert u de radioactieve dosis [¹⁸f]-NAF in de patiënt met een concentratie van 2,96 MBq/kg [¹⁸f]-NAF.
7. Voer een 60 min dynamische PET scan uit met 3 afzonderlijke temporele fases gecentreerd over de onderste wervelkolom, T12 tot S3.
8. Verkrijg de eerste fase van de dynamische scan met elk 12 frames van 10 sec.
9. Verkrijg de tweede fase van 4 frames van elk 30 s.
10. Verwerven van de laatste fase van 14 frames van 4 min elk.
11. Bereken de heer demping correctie (MRAC) voor de lumbale wervelkolom met behulp van de standaard tweepunt Dixon methode. De Dixon methode segmenten van de heer signalen van vet en water in de lucht, zacht weefsel, Long en vet (hoewel niet bot).
12. Zorg ervoor dat PET-gegevens co-geregistreerd zijn voor axiale T2-vetverzadigde FRFSE-afbeeldingen.
13. Reconstrueren van de PET-gegevens op de console met behulp van de volgende parameters: 60 cm gezichtsveld (FOV), 3 mm post-filter, standaard Z-as filter, 256 x 256 matrix, 28 subsets en VPFX (tijd van de Flight-bestelde subsets verwachting maximalisatie, TOF-OSEM) met 4 iteraties .
14. Zorg ervoor dat de wederopbouw post-verwerking om te corrigeren voor verval, demping, verstrooiing en dode tijd omvat.

4. beeldanalyse

1. Hebben geblindeerde radioloog de klinische MRI-sequenties interpreteren.
2. Evalueer vetonderdrukte T2-gewogen en vet onderdrukt T1-gewogen post-contrast sequenties voor het beoordelen van facet inflammatoire zoals eerder beschreven door czervionke en Fenton¹⁰.
   1. Gebruik de volgende facet gradatie is: MRI-graad 0 = geen afwijking van het facet gewricht, 1 = abnormale verhoging of T2-Hyper intensiteit beperkt tot gewrichtscapsule, 2 = abnormale extracapsulaire verbetering of T2-Hyper intensiteit waarbij < 50% van de omtrek van het FJ, 3 = abnormaal extracapsular verbetering of T2 Hyper intensiteit waarbij > 50% van de omtrek van het FJ, en 4 = graad 3 met uitbreiding van oedeem in de neuroforamen, ligementum flavum, pedile, dwars proces, of wervellichaam. Zoals uitgelegd in de Ref: Czervionke LF, Fenton DS. Vet verzadigde MR imaging in de detectie van inflammatoire facet artropathie (facet synovitis) in de lumbale wervelkolom. ¹⁰

5. gegevensanalyse

1. Breng PET-en MRI-beelden over naar een speciaal werkstation dat is uitgerust om dynamische PET-gegevens zoals de software PMOD te analyseren. Analyseer de facetgewrichten van de lumbale wervelkolom van L1-L2 tot L5-S1.
2. Zoek regio's die zullen worden geëvalueerd voor [¹⁸F]-NAF opname metingen: bilaterale facetgewrichten op elk niveau. Selecteer volumes van belang (VOI) met behulp van anatomische T2 MR afbeeldingen en vervolgens overbrengen naar het huisdier beelden.
3. Identificeer het middelpunt van elk lumbale facet gewricht door visueel triangulerend met Sagittaal en axiale vlak T2 MR beelden en het vastleggen van het Segmentnummer van de geschatte centrum.
4. Open de patiëntgegevens in het tabblad Weergave, klik op de knop VOI in de zijbalk en selecteer Sphere (object).
5. In het vooraf gedefinieerde venster dat verschijnt, typt u 7,5 mm als RADIUS en klikt u op nieuwe VOI maken.
6. Plaats een sferische VOI (7,5 mm diameter) in het midden van elk facet gewricht door links te klikken op het facet. Pas de bol aan door links te klikken en te slepen tot visueel gecentreerd op het facet.
7. Herhaal indien nodig voor alle facetten van belang door te klikken op nieuwe VOI maken en stap 5,5 uitvoeren
8. Plaats een sferische VOI (5 mm diameter) in de rechter iliacale kam in de centrale merg Holte (om de betrokkenheid van de cortex uit te sluiten) als een referentiegebied. Klik op nieuwe VOI maken en klik met de linkermuisknop in het merg van de rechter iliac.
9. Positie VOI zodat de randen zich volledig binnen het merg bevinden.
10. Zorg ervoor dat VOI worden geplaatst op dezelfde manier als de afbeelding weergegeven Vertebrale lichaam facet joint (FJ) VOIs in Figuur 2 in dat ze het midden van het facet gewricht inkapen.

6. SUV-berekeningen en kinetische gegevens

1. Voor het berekenen van de arteriële ingangsfunctie plaats een cilindrische VOI die twee axiale sneetjes van de abdominale aorta beslaat. Zorg ervoor dat de diameter gelijk is aan de diameter van de aorta.
2. Klik met de rechtermuisknop op de axiale afbeelding, selecteer gegevens inspectie.
3. Meet de diameter van de buik aorta proximale aan de bifurcatie.
4. Klik links op de rechterkant van de aorta muur en beweeg de cursor naar de linkerzijde van de aorta muur.
5. Noteer de afstand van de aorta wand diameter in het venster gegevenscontrole . Dit wordt gebruikt om de coëfficiënt voor gedeeltelijke volume correctie (PVC) te berekenen.
6. Klik links op de VOI-knop in de zijbalk, selecteer Circle (ROI).
7. Creëer een cirkel-ROI met een gespecificeerde straal van de helft van de eerder gemeten diameter in stap 6,5
8. Klik op nieuwe VOI maken en klik met de linkermuisknop in het midden van de aorta, herpositioneren indien nodig, om ervoor te zorgen cirkel benadert aorta wand positie.
9. Daal een segment af in het axiale vlak en herhaal stappen 6.7-6,9, waardoor een cilinder uit de twee circulaire ROI komt.

7. huisdier gedeeltelijke volume correctie

Opmerking: vanwege PVE wordt de Tracer-activiteit onderschat ten opzichte van de grootte van het doel. Daarom worden stappen ondernomen om te corrigeren voor de PVE.

1. Gebruik de herstel coëfficiënten die eerder zijn afgeleid met de PET/CT Phantom door de grootte van de cilinder diameter te plotten versus de verhouding van de herstelde activiteit tot de ware activiteit.
2. Pas de herstel coëfficiënten toe op de op afbeeldingen gebaseerde meting over de aflopend aorta om een gedeeltelijke volume gecorrigeerde arteriële invoer te maken.
3. Vervang deze gedeeltelijke volume gecorrigeerde arteriële input in PMOD voor gebruik in kinetische modellering en nauwkeurige kwantificering van Tracer kinetiek.

8. SUV-berekeningen en kinetische gegevens

Opmerking: het algoritme dat wordt gebruikt om de standaard opname waarde (SUV), vergelijking 1, te berekenen, maakt de veronderstelling dat de Tracer gelijkmatig verdeeld is over het hele lichaam en dat de vetvrije massa nauwkeurig het hele lichaams volume vertegenwoordigt. Daarom worden Suv's een semi-kwantitatieve meting genoemd.
Vergelijking 1: standaard opname waarde

1. Bereken de SUV_Max, en SUV_gemiddelde waarden voor elke subsite met behulp van de 60-minuut tijdpunt.
   Opmerking: het twee-weefsel compartiment model dat wordt gebruikt voor kinetische modellering wordt weergegeven in Fig. 1. C_p is de concentratie van Tracer in het bloed plasma, terwijl c_e en c_t de concentratie in de ongebonden interstitiële ruimte en de gebonden Tracer in de doelbotmatrix vertegenwoordigen. K_1, k₂, k₃, k₄, zijn 4 parameters die het kinetische model beschrijven voor Tracer Wash in/out en binding.
2. Gebruik het twee-weefsel compartiment onomkeerbaar voor Patlak lineair model en niet-lineaire regressiemodellen tijdens kinetische analyse
   Opmerking: een twee-weefsel onomkeerbaar compartiment model wordt gebruikt voor het berekenen van regiospecifieke toevloed snelheid constanten (in min^-1) voor [¹⁸F]-NAF¹¹.
3. Zorg ervoor dat de tijd tot evenwicht is ingesteld op 24 minuten bij gebruik van het Patlak Kinetic-model
4. Input k₄ = 0 bij het gebruik van het niet-lineaire regressiemodel om k_{i_NonLinear} instroom percentages te produceren.
5. Bereken de indicatorinstroom snelheid van de bloed pool naar de botmatrix met behulp van vergelijking 2 en vergelijking 3 voor respectievelijk k_{i_Patlak} en k_{i_NonLinear} . K_{i_Patlak} en k_{i_NonLinear} zijn de tarieven waartegen [¹⁸F]-NAF verlaat de arteriële bloed pool en onherroepelijk bindt aan een subsite bot matrix, met behulp van de twee modellen respectievelijk.
   1. Vergelijking 2: Patlak grafisch kinetische model
      + Onderscheppen
   2. Vergelijking 3: niet-lineaire regressie kinetische model
      

9. statistische analyse

1. Gebruik een lineaire regressieanalyse om te evalueren of [¹⁸F]-NAF K_{i_Patlak} toestroom percentage is gecorreleerd met: SUV-_gemiddelde, SUV_Max, K_{i_NonLinear}, en alle klinische scoring kwaliteiten die specifiek zijn voor de studie.
2. Gebruik tweezijdige t-toets en Pearson-correlatie om te testen op statistische significantie in eerdere correlaties.

Representative Results

¹⁸ NaF-PET opname waarden worden gemeten in de bilaterale facetgewrichten op de L1-L2 tot en met L5-S1 Vertebrale niveaus voor een totaal van 10 ROIs in een enkele representatieve patiënt met axiale lage rugpijn. Representatief [¹⁸F]-NAF-Pet, axiaal T2-vet onderdrukt, en axiaal T1-post-contrast vet onderdrukt Mr-beelden door het niveau van de L3-L4 facetgewrichten worden weergegeven in Figuur 2.  De K_{i_Patlak}, SUV_mean, SUV_Max, en MRI facet arthropathie grade voor elk van de 10 bemonsterde facetgewrichten in een representatieve patiënt worden samengevat in tabel 1. K_{i_Patlak} toestroom percentages worden opnieuw uitgezet SUV_mean en MRI-gebaseerde facet arthropathie rangen in Figuur 3.  In dit representatieve geval heeft het facet gewricht met de hoogste MRI-graad van degeneratieve facet artropathie (links-zijdige L3-L4) de hoogste_{i_Patlak} -en SUV-_gemiddelde waarden.

Figuur 2 . Vertegenwoordiger [¹⁸F]-NAF-Pet en Mr-beelden van lumbale facetgewrichten. A) axiaal [¹⁸F]-NAF-Pet SUV-beeld door de L3-L4 facetgewrichten die de asymmetrische opname van radio Tracer aan de linkerzijde onthullen.  Rood-onderbroken cirkels schetsen de geschatte ROI voor analyse van elk facet gewricht.  Axiaal T2-vet-onderdrukt (B) en axiaal T1-post-contrast vet onderdrukt (C) beelden via het L3-L4-niveau in dezelfde patiënt met asymmetrische links-facet oedeem en versterking (witte pijlen in B en C respectievelijk). Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Figuur 3 . K_{i_Patlak} percelen: k_{i_Patlak} versus SUV_gemiddelde (A) en k_{I_Patlak} versus een MRI-facet arthropathie grade (B) voor alle 10 lumbale facetgewrichten bij een representatieve patiënt. Het enkele geïsoleerde gegevenspunt met relatief verhoogde K_{i_Patlak}, SUV_meanen MRI facet grade in het bovenste rechter kwadrant van elk perceel komt overeen met de patiënten links L3-L4 facet gewricht. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Facet gewricht	Ki_Patlak ml/CCM/min *	SUVmean	SUVMax	MRI-niveau
Rechts L1-L2	0,015	3,1	5,4	1
Links L1-L2	0,009	2,4	5,4	1
Rechts L2-L3	0,014	2,9	5,9	1
Links L2-L3	0,012	2,8	5,7	1
Rechts L3-L4	0,013	2,7	5,4	1
Links L3-L4	0,028	7	13,6	3
Rechts L4-L5	0,011	2,9	5,5	1
Links L4-L5	0,014	3,3	5,7	1
Rechts L5-S1	0,011	3,3	6,6	1
Links L5-S1	0,013	3,3	5,9	0
* mL/CCM/min = milliliter per kubieke centimeter per minuut

Tabel 1: K_{i_Patlak}, SUV-_gemiddelde, SUV_Maxen arthropathie van het MRI-facet voor elk van de 10 bemonsterde facetgewrichten in een representatieve patiënt.

Discussion

In dit methodologisch manuscript hebben we achtergrond gegeven over het potentiële nut van Dynamic [¹⁸f]-NAF-Pet-MRI voor het evalueren van een breed scala aan botpathologieën en hebben de technieken voor Dynamic [¹⁸f]-NAF-Pet-MRI-beeld geschetst acquisitie en analyse met behulp van de menselijke lumbale facetgewrichten als prototypische gebieden van belang. Dubbele modaliteit PET-MRI maakt het mogelijk om dynamische PET-gegevens te verwerven over een periode die vergelijkbaar is met die van de heer Data Acquisition alleen, waardoor de overlapping van de scantijd wordt gemaximaliseerd. Hoewel MRI hoge-resolutie structurele beeldvorming van de wervelkolom biedt die gemakkelijk een breed scala aan botpathologieën kan identificeren, kan de toevoeging van kwantitatief dynamisch huisdier met hybride PET-MRI voordeel opleveren als een functionele biomarker van actieve botomzet. Hoewel we technieken voor dubbele modaliteit PET-MRI beschrijven, kunnen onze methoden eenvoudig worden aangepast voor huisdieren of gecombineerde PET-CT-gegevenssets.

SUV-waarden maken een veronderstelling dat radio Tracer gelijkmatig over het hele lichaam wordt verdeeld en de meting van een vetvrije massa coëfficiënt baseert. Kinetische indices van radio Tracer opname zoals K_{i_Patlak} aan de andere kant meten specifieke concentraties van radio Tracer het bereiken van het doelwit via het arteriële systeem over de tijdsduur van de scan. Deze toegevoegde informatie kan de subtiele veranderingen in de stroom van de Tracer onthullen naar regio's van belang die anders zouden worden gemist.  Brenner en collega's rapporteerden eerder een lineaire relatie tussen SUV-_gemiddelde, SUV_Max en K_{i_Patlak} in een breed scala aan normale en pathologische botcondities¹². Vorig werk heeft verder aangetoond een sterke positieve lineaire correlatie tussen K_{i_Patlak} van facetgewrichten en klinische maatregelen van facetogenic lage rugpijn¹³.  Lopende prospectieve klinische proeven zijn aan de gang om te evalueren van het potentieel voor [¹⁸F]-NAF-Pet-MRI om te helpen bij de behandeling planning en longitudinale monitoring van degeneratieve lumbale facet ziekte. Hoewel in de vroege stadia van de klinische vertaling, dynamische [¹⁸F]-NAF-Pet-MRI-analyse heeft een groot potentieel voor een verscheidenheid van gemeenschappelijke bot en gewrichtsziekten.

Naast facetogenic lage rugpijn, er zijn veel potentiële toepassingen voor deze technologie.  Bijvoorbeeld, de osteoblastische activiteit die leidt tot hypertrofische osteophyten gevonden in gewrichten met ankylopoetica ankylopoetica wordt gecontroleerd door inflammatoire cytokines, Vleugelloos (WNT) en botmorfogene eiwitten. WNT eiwitten handelen om een anabole skelet reactie te veroorzaken¹⁴. Een regulerend eiwit van WNT bekend als Dickkopf, DKK, concurreert met WNT en reguleert daarmee de osteoblastische activiteit. Lagere concentraties van DKK resulteren in verhoogde osteoblastische activiteit en verhoogde botvorming bij patiënten met ankylopoetica ankylopoetica. Het traject van inflammatoire cytokine naar osteoblastische activiteit is nog niet bekend¹⁵. De verbinding tussen deze trajecten bij ankylopoetica ankylopoetica en pathologische osteoblastische activiteit bij osteoartritis is op dit moment puur speculatief. Maar, het is aangetoond door immunohistochemische analyse van facetgewrichten dat zowel ankylopoetica ankylopoetica en osteoartritis kunnen delen een reparatie mechanisme van nieuwe botvorming via osteoblastische activiteit¹⁵. Deze veranderingen in osteoblastische activiteit kunnen kwantitatief worden waargenomen met behulp van de hierin beschreven [¹⁸F]-NAF-Pet-MRI-huisdier technieken.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Gadolinium Contrast agent (Gadovist)	Bayer	na	1.0mmol/ml solution for IV injection.
[18F]-NaF Radiotracer	na	na	2.96 MBq/kg
GE Signa PET-MRI Scanner	General Electric	na	3.0Tesla 60cm Bore PET-MRI scanner
PMOD Kinetic Modeling Software	PMOD Technologies, LLC	na	Version 3.8