Hier beschreiben wir ein Protokoll mit Dual-Probe 18F-FDG/11C-FMZ PET/MRI, das den epileptogenen Fokus bei MRT-negativer refraktärer Epilepsie präzise lokalisiert und so Diagnose und Behandlung optimiert.
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Methodenartikel
Hier beschreiben wir ein Protokoll mit Dual-Probe 18F-FDG/11C-FMZ PET/MRI, das den epileptogenen Fokus bei MRT-negativer refraktärer Epilepsie präzise lokalisiert und so Diagnose und Behandlung optimiert.
Die Lokalisierung refraktärer Epilepsie, insbesondere MRT-negativer Fälle, ist eine entscheidende Herausforderung bei der Diagnose und Behandlung neurologischer Erkrankungen. Um diese Herausforderung zu bewältigen, schlägt diese Studie ein standardisiertes Protokoll zur Lokalisierung des epileptogenen Fokus mittels einer Dual-Probe-Positronen-Emissionstomographie/Magnetresonanztomographie (PET/MR)-Technik vor. Das Protokoll konzentriert sich auf die Auswahl von Radiotracern, das Design von Bildsequenzen und Strategien zur Bildinterpretation. Auswahl von Radiotracern: Diese Bildgebung kombiniert ¹⁸F-Fluorodeoxyglucose (18F-FDG) Stoffwechselbildgebung und 11C-Flumazenil (11C-FMZ) GABA_A Rezeptorbildgebung, um den epileptogenen Fokus bei refraktären Epilepsiepatienten zu lokalisieren, indem Glukosestoffwechselabweichungen und GABA_A Veränderungen der Rezeptordichte festgestellt werden; Bildbild-Sequenzdesign: Zuerst wurden FDG PET/MR-Scans durchgeführt, gefolgt von FMZ PET/MR-Scans 24 Stunden später, MRI-Sequenzaufnahmen einschließlich struktureller und funktioneller Aufnahmen; Bildinterpretationsstrategie: Die Dual-Probe-Evaluationsstrategie identifiziert potenziellen epileptogenen Fokus durch FDG-Hypometabolismus und FMZ-Bindungsreduktion, wobei gleichzeitige Ergebnisse starke Belege liefern; quantitative Analyse beinhaltet standardisierte Aufnahmewerte (SUV) und Asymmetrieindex (AI) von FDG- und FMZ-Bildern. Diese Studie beschreibt den Vorbereitungsprozess von Radiotracern, Scanningsparametern und Bildfusionsmethoden und validiert die Wirksamkeit des Protokolls anhand repräsentativer Ergebnisse. Die Einführung der PET/MR-Bildgebungstechnologie mit Doppelprobe kann die Genauigkeit der epileptogenen Fokuslokalisierung verbessern und so präzisere Bewertungen ermöglichen und die Behandlungsergebnisse verbessern. Derzeit hat dieses Protokoll die methodologische Validierung abgeschlossen, und vorläufige Ergebnisse deuten auf sein Potenzial hin, die präoperative Bewertung für die klinische epileptogene Fokusresektion zu leiten (eine erfolgreiche Operation wurde bei 3 Patienten basierend auf Lokalisationsergebnissen durchgeführt, ohne postoperative Anfälle). Um technische Einschränkungen zu beheben (z. B. kurze 11C-FMZ-Halbwertszeit, Zyklotronabhängigkeit), umfassen die Optimierungsrichtungen die Entwicklung von Analoga mit langer Halbwertszeit und die Erforschung von Multi-Tracer-Kombinationen. Eine zukünftige Integration mit KI-unterstützter Bildanalyse und Läsionenerkennung ist ebenfalls möglich. Zusammenfassend bietet diese Studie neuartige Erkenntnisse für die präzise Diagnose und Behandlung von Epilepsie und hat erhebliche Auswirkungen auf die Verbesserung der Patientenergebnisse.
Refraktäre Epilepsie, gekennzeichnet durch Resistenz gegen zwei oder mehr gezielt ausgewählte und dosierte Antiepileptika 1,2,3, äußert sich häufig als fokale Epilepsie, begleitet von neurokognitiven Beeinträchtigungen und komorbiden psychischen Störungen 4,5,6. Wenn pharmakologische Behandlungen scheitern, wird die chirurgische Resektion des epileptogenen Fokus zu einer entscheidenden Intervention, wodurch eine präzise präoperative Lokalisierung eine entscheidende Voraussetzung für erfolgreiche Ergebnisse wird.
Die konventionelle Magnetresonanztomographie (MRT) kann bei etwa 30–40 % der Patienten mit refraktärer Epilepsie7 den epileptogenen Fokus nicht identifizieren. Standardprotokolle, die oft einen 1,5-T-Scanner und eine 5-mm-Schnittdicke verwenden, können subtile Läsionen wie Hippocampus-Sklerose oder fokale kortikale Dysplasie8 übersehen. Darüber hinaus kann das strukturelle MRT die dynamischen metabolischen Veränderungen zwischen interiktalen und iktalen Zuständen9 nicht erfassen, was die begrenzte Sensitivität konventioneller Bildgebung unterstreicht. Obwohl die Elektroenzephalographie (EEG) elektrophysiologische Lokalisierungsinformationen liefern kann, ist ihre räumliche Auflösung begrenzt und sie wird leicht durch Gewebeabschwächungseffekte auf der Kopfhaut beeinflusst10. Diese Einschränkungen erschweren eine genaue dreidimensionale Lokalisierung des epileptogenen Fokuss. Darüber hinaus sind invasive Verfahren wie die intrakranielle EEG-Überwachung häufigerforderlich. Diese Faktoren führen zusammen zu verlängerten präoperativen Beurteilungszyklen bei MRT-negativen Epilepsiepatienten, was die Risiken im Zusammenhang mit chirurgischer Entscheidungsfindung erhöht und direkt die klinische Prognose beeinflusst.
Die klinische Anwendung der integrierten Positronenemissionstomographie/Magnetresonanztomographie (PET/MR)-Technologie bietet eine vielversprechende Lösung für diese Herausforderung. Diese Technologie kann gleichzeitig funktionelle und metabolische Informationen sowie hochauflösende anatomische Strukturdaten erfassen und so eine präzise räumliche und zeitliche Verschmelzung multimodaler Bilder ermöglichen. Obwohl PET/MR die Arbeitsflusseffizienz von Natur aus verbessert, indem mehrere Untersuchungen in einem einzigen Scan integriert werden, gibt es dennoch Einschränkungen in der diagnostischen Spezifität eines einzelnen Radiotracer13. 18F-Fluorodeoxyglucose (18F-FDG) PET zeigt oft ausgedehnte hypometabolische Regionen, die möglicherweise außerhalb des tatsächlichen epileptogenen Fokus liegen, was zu einer Unschärfe der chirurgischen Grenze14 führt. Darüber hinaus bergen einzelfunktionale Bildgebungstechnologien wie 18F-FDG PET weiterhin das Risiko von falsch-negativen15. Diese Einschränkung liegt hauptsächlich an ihrer unzureichenden räumlichen Auflösung, die ihre Fähigkeit einschränkt, subtile Läsionen wie mikrokortikale Dysplasie und fokale kortikale strukturelle Dysplasie16 zu erkennen.
Studien zeigen, dass die Kombination von FDG und 11C-Flumazenil (11C-FMZ) die False-Positiv-Rate bei der Lokalisierung signifikant reduziert. FMZ beschreibt genau die Kernregion der Rezeptorabomalien, während FDG möglicherweise ein breiteres Netzwerk funktioneller Suppressionwiderspiegelt 17,18. Diese Studie zielt darauf ab, ein duales PET/MR-Bildgebungsprotokoll mit 18F-FDG und 11C-FMZ zu etablieren. Bei epileptischen Patienten während der interiktalen Periode zeigen epileptogene Foci einen niedrigen Stoffwechsel, da die synaptische Aktivität19 unterdrückt ist. 18F-FDG PET-bildgebung spiegelt diese Bereiche des abnormalen Glukosestoffwechselswider 20,21,22,23. Unterdessen zielt die 11C-FMZ PET-Bildgebung auf die Verteilung GABA_A Rezeptoren ab, was eine spezifische Identifikation des epileptogenen Fokus ermöglicht, der eine abnormale Rezeptordichte24 aufweist. Diese Doppelprobe PET/MR-Technik ermittelt gleichzeitig funktionale und anatomische Informationen und reduziert so Fehlern bei der räumlichen Zeiterfassung. Die Kombination von metabolischer (FDG) und Rezeptor-(FMZ) Dual-Parameter-Analyse verbessert die diagnostische Spezifität. Sie verbessert nicht nur die Genauigkeit der epileptogenen Fokuslokalisierung, sondern ermöglicht auch die Bewertung der funktionellen Konnektivitätsmerkmale des epileptogenen Netzwerks durch die Analyse dynamischer metabolischer Parameter. Eine solche multidimensionale Bewertungsmethode liefert neue Einblicke in die pathophysiologischen Mechanismen der Epilepsie und schafft Bedingungen für die Entwicklung personalisierter Behandlungspläne.
Obwohl Doppelprobe PET/MR ein gewisses Anwendungspotenzial hat, fehlt der derzeitige klinische Einsatz von PET/MR bei MRT-negativer Epilepsie ein operierbares, standardisiertes Protokoll, und Ärzte stehen in der tatsächlichen Praxis vor vielen Schwierigkeiten, wie MR-Scan-Protokollen, Verfahren, Fusionsstrategien, quantitative Analyseunterstützung und Bildinterpretation. Durch die Vorschläge eines standardisierten Scanningsprotokolls auf Basis von Dual-Probe PET/MR überprüft dieses Papier nicht nur die Wirksamkeit von PET/MR bei der Verbesserung der Genauigkeit der epileptogenen Fokuslokalisierung bei Patienten mit refraktärer Epilepsie, sondern versucht auch, eine Reihe standardisierter Operationsverfahren zu etablieren, die gefördert werden können, und fördert die Übertragung der Technologie in die Klinik. Dieses Protokoll legt Schlüsselaspekte fest wie die Auswahl von Radiotracern, die Gestaltung der Bildabfolge und die Strategie der Bildinterpretation, die eine referenzbare Betriebsspezifikation für die spätere klinische Anwendung bietet.
Das in dieser Studie vorgeschlagene Dual-Probe-PET/MR-Protokoll ist methodisch machbar, aber in der Praxis müssen folgende Bedingungen erfüllt sein: Erstens: Integrierte PET/MRT-Geräte sind erforderlich; zweitens, Radiotracer-Präparation: 11C-FMZ müssen vor Ort mit einem Zyklotron vorbereitet werden; drittens, Kompatibilität des Scanningsprozesses: Die Scan-Sitzungen für 18F-FDG und 11C-FMZ müssen mindestens 24 Stunden auseinander angesetzt werden; Viertens: Personaltechnische Anforderungen: Fachkräfte der Nuklearmedizin, die sowohl die metabolische Analyse mittels PET als auch die neuroimaginge Interpretation des MRTs beherrscht haben, sind erforderlich. Diese praktischen Herausforderungen können die Einführung dieses Protokolls in verschiedenen klinischen Umgebungen beeinflussen, und weitere Optimierungen sind erforderlich, um die Implementierungsgrenze in Zukunft zu senken.
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Die Studie wurde vom örtlichen medizinischen Ethikkomitee genehmigt. Diese Studie hält sich an die Grundsätze der Helsinkier Erklärung. Patienten oder ihre gesetzlichen Erziehungsberechtigten müssen ein schriftliches Formular zur informierten Einwilligung unterschreiben, das die invasiven Eingriffe, die Strahlenbelastung und die Nachsorgeanforderungen detailliert beschreibt.
1. Vorbereitung und Qualitätskontrolle von Radiotracer
HINWEIS: Es ist unerlässlich, die etablierten Prinzipien des biologischen Arbeitsschutzes und des radiologischen Berufsschutzes einzuhalten. Darüber hinaus ist es wichtig, die Richtlinien für die ordnungsgemäße und konforme Entsorgung von medizinischem und radioaktivem Abfall während aller Betriebsabläufe einzuhalten, um die Sicherheit und das Wohlbefinden aller beteiligten Personen zu gewährleisten.
2. Patienteninklusionskriterien
HINWEIS: Diese Studie zielt darauf ab, ein standardisiertes PET/MR-Bildgebungsprotokoll mit Doppelsonde zu etablieren. Die Auswahl der Stichprobengröße basiert auf Machbarkeit und nicht auf statistischen Leistungsberechnungen, da das Hauptziel darin besteht, die prozedurale Reproduzierbarkeit und vorläufige technische Machbarkeit innerhalb einer klar definierten Patientenpopulation zu etablieren.
3. Standardisiertes Protokoll für doppelte PET/MR-Bildgebung

Abbildung 1: Flussdiagramm des Inspektionsprotokolls. Schaltplan des Dual-Probe PET/MR (18F-FDG/11C-FMZ) Scanprotokolls. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzusehen.
4. Vorbereitung auf die PET/MR-Untersuchung
5. PET/MR-Bildgebungsverfahren
6. PET/MR-Scan-Sequenzen und Bildgebungsstrategien
HINWEIS: Das verwendete PET/MR-System ist das GE Healthcare SIGNA PET/MR (3,0 T MR mit LBS-SiPM-Detektor).
Tabelle 1: Erfassungsziele und Parameter für jede spezifische Sequenz. Bitte klicken Sie hier, um diese Tabelle herunterzuladen.
7. Interpretation der Ergebnisse
8. Fehlerbehebung und Qualitätssicherung
HINWEIS: Dieses Protokoll ist darauf ausgelegt, die hohe Qualität der gesammelten Daten sicherzustellen. Im Folgenden werden häufige Probleme, deren mögliche Ursachen und empfohlene Anpassungen zusammengefasst. Bevor irgendwelche Anpassungen durchgeführt werden, sollten die Auswirkungen auf die Patientensicherheit, die Strahlendosis und die Integrität der diagnostischen Informationen abgewogen werden.
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Alle Fallbilder in dieser Studie wurden einem strengen Qualitätskontrollverfahren unterzogen, wie in Absatz 7.1 und Abschnitt 8 dieses Protokolls festgelegt. Sie wurden erst in die Analyse aufgenommen, nachdem sichergestellt wurde, dass sie die folgenden Kriterien erfüllten: (1) die MRT-Bilder wiesen keine offensichtlichen Bewegungsartefakte oder geometrische Verzerrungen auf; (2) die Tracer-Verteilung der PET-Bilder war gleichmäßig und das Signal-Rausch-Verhältnis erfüllte die Anforderungen für die quantitative Analyse;...
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Das Hauptziel dieser Studie war es, ein standardisiertes Betriebsprotokoll für Dual-Probe (18F-FDG/11C-FMZ) PET/MR bei der Bewertung der MRI-negativen refraktären Epilepsie zu etablieren und zu definieren. Der dringende klinische Bedarf an einem solchen Protokoll resultiert aus dem derzeitigen Mangel an einheitlichen Spezifikationen zwischen den Zentren, was zu Inkonsistenzen bei der Bildaufnahme, -analyse und -interpretation führt und so die Vergleichbarkeit der Er...
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Die Autoren müssen keinen Interessenkonflikt angeben, bekräftigen ihr Bekenntnis zu Transparenz und Integrität in ihrer Forschung und stellen sicher, dass ihre Ergebnisse und Schlussfolgerungen ohne unzulässigen Einfluss oder Vorurteile präsentiert werden, die aus persönlichen oder finanziellen Beziehungen entstehen könnten.
Diese Studie wurde unterstützt durch das unabhängige Forschungsprojekt des Northern Theatre General Hospital, 'HGFc-MET Regulation of Metabolic Reprogramming and Remodelling of the Immune Microenvironment in Colorectal Cancer' (ZZKY2024001), das unabhängige Forschungsprojekt des Northern Theatre Command General Hospital, 'Study on PET/MR-Combined Lymphoid Imaging-Guided Treatment Modality Selection for AD' (ZZKY2024002), sowie das unabhängige Forschungsprojekt des Northern Theatre Command General Hospital, 'Studie zu einem intelligenten multimodalen Diagnose- und Behandlungssystem für Brustkrebs-Knochenmetastasen' (ZZKY2024003).
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| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| 18°-reiches Wasser | Taiyo Nippon Sanso, Japan | 24-0091 | |
| Acetonitril | ABX, Deutschland | TF-A1-231207002 | |
| Luftfiltermembran (Millex-25) | Merck, Deutschland | SLFGN25VS | |
| Wasserfreies Ethanol | Sinopharm Chemical Reagent, Shanghai, China | 10009293 | |
| C18 Gebundene Siliziumchromatographiesäule | Macherey-Nagel, Deutschland | 715412.100 | |
| Zyklotron | GE, USA | MINITRACE | |
| Desmethylflumazenil | Jiangsu Huayi Technology Co., Ltd., China | DFBE-95-0001A | |
| Dimethylformamid (DMF) | Bailingwei Technology Co., Ltd., China | 983353 | |
| EtOH | ABX, Deutschland | 10009216 | |
| HPLC Halbpräparatives Analysesystem | SYKNM, Deutschland | S-1122 | |
| K2CO3-Lösung | ABX, Deutschland | TF-K1-230724001 | |
| Kryptofix[2.2.2](K222) | ABX, Deutschland | 800 | |
| Flüssigkeitsfiltermembran (Millex-GV) | Merck, Deutschland | SLGVR33RB | |
| Nee. | Bailingwei Technology Co., Ltd., China | 114895 | |
| PET/MR | GE, USA | Signa | |
| QMA-Spalte | Waters, USA | 186002350 | |
| Radionuklidaktivität | Capintec, USA | CRC-25R | |
| Referenzstandard Flumazenil | Jiangsu Huayi Technology Co., Ltd., China | FBE-97-0001A | |
| Sep-Pak C18-Chromatographiesäule | Waters, USA | 046933248A | |
| Trifluoromethanesulfonsäure | Sigma-Aldrich, USA | MKBW5282V |
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