Hier beschrijven we een protocol met dual-probe 18F-FDG/11C-FMZ PET/MRI dat de epileptogene focus bij MRI-negatieve refractaire epilepsie nauwkeurig lokaliseert, waardoor diagnose en behandeling worden geoptimaliseerd.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Hier beschrijven we een protocol met dual-probe 18F-FDG/11C-FMZ PET/MRI dat de epileptogene focus bij MRI-negatieve refractaire epilepsie nauwkeurig lokaliseert, waardoor diagnose en behandeling worden geoptimaliseerd.
De lokalisatie van refractaire epilepsie, vooral MRI-negatieve gevallen, is een cruciale uitdaging bij het diagnosticeren en behandelen van neurologische aandoeningen. Om deze uitdaging aan te pakken, stelt deze studie een gestandaardiseerd protocol voor om de epileptogene focus te lokaliseren met behulp van een dual-probe Positron Emission Tomography/Magnetic Resonance Imaging (PET/MR) techniek. Het protocol richt zich op radiotracerselectie, ontwerp van beeldvormingssequenties en strategieën voor beeldinterpretatie. Selectie van radiotracers: Deze beeldvorming combineert ¹⁸F-fluorodeoxyglucose (18F-FDG) metabole beeldvorming en 11C-flumazenil (11C-FMZ) GABA_A receptorbeeldvorming om epileptogene focus bij refractaire epilepsiepatiënten te lokaliseren door glucosemetabolismeafwijkingen en GABA_A veranderingen in receptordichtheid te detecteren; Beeldvormingssequence-ontwerp: FDG PET/MR-scans werden eerst uitgevoerd, gevolgd door FMZ PET/MR-scans 24 uur later, MRI-sequentiebeelden inclusief structurele en functionele beelden; Beeldinterpretatiestrategie: De dual-probe evaluatiestrategie identificeert potentiële epileptogene focus via FDG-hypometabolisme en FMZ-bindingsreductie, met gelijktijdige bevindingen die sterk bewijs leveren; kwantitatieve analyse omvat gestandaardiseerde opnamewaarden (SUV) en asymmetrie-index (AI) van FDG- en FMZ-beelden. Deze studie beschrijft het voorbereidingsproces van radiotracers, scanparameters en beeldfusiemethoden, waarbij de effectiviteit van het protocol wordt gevalideerd aan de hand van representatieve resultaten. De invoering van dual-probe PET/MR-beeldvormingstechnologie kan de nauwkeurigheid van epileptogene focuslokalisatie verbeteren, waardoor nauwkeurigere beoordelingen mogelijk worden en de behandelingsresultaten verbeterd worden. Momenteel heeft dit protocol methodologische validatie afgerond en voorlopige resultaten wijzen erop dat het het potentieel heeft om preoperatieve beoordeling voor klinische epileptogene focusresectie te sturen (succesvolle operatie werd uitgevoerd bij 3 patiënten op basis van lokalisatieresultaten, zonder postoperatieve aanvallen). Om technische beperkingen aan te pakken (bijv. korte 11C-FMZ halfwaardetijd, cyclotronafhankelijkheid), omvatten optimalisatierichtingen het ontwikkelen van lange-halfwaardetijd analogen en het verkennen van multi-tracer combinaties. Toekomstige integratie met AI-ondersteunde beeldanalyse en laesie-identificatie is ook mogelijk. Samenvattend biedt deze studie nieuwe inzichten voor precieze epilepsiediagnose en behandeling, met belangrijke implicaties voor het verbeteren van patiëntuitkomsten.
Refractaire epilepsie, gekenmerkt door weerstand tegen twee of meer correct geselecteerde en gedoseerde anti-epileptica 1,2,3, uit zich vaak als focale epilepsie gepaard met neurocognitieve stoornissen en comorbide psychische stoornissen 4,5,6. Wanneer farmacologische behandelingen falen, wordt chirurgische verwijdering van de epileptogene focus een cruciale interventie, waardoor preoperatieve lokalisatie een belangrijke voorwaarde is voor succesvolle resultaten.
Conventionele magnetische resonantiebeeldvorming (MRI) slaagt er niet in de epileptogene focus te identificeren bij ongeveer 30-40% van de patiënten met refractaire epilepsie7. Standaardprotocollen, vaak met een 1,5 T-scanner en een sneeddikte van 5 mm, kunnen subtiele laesies zoals hippocampale sclerose of focale corticale dysplasie8 missen. Bovendien kan structurele MRI de dynamische metabole veranderingen die plaatsvinden tussen interictale en ictale toestand9 niet vastleggen, wat de beperkte gevoeligheid van conventionele beeldvorming onderstreept. Hoewel elektro-encefalografie (EEG) elektrofysiologische lokalisatie-informatie kan leveren, is de ruimtelijke resolutie beperkt en wordt het gemakkelijk beïnvloed door verzwakkingseffecten van het hoofdhuidweefsel10. Deze beperkingen maken het moeilijk om een nauwkeurige driedimensionale lokalisatie van de epileptogene focus te bereiken. Bovendien zijn invasieve procedures zoals intracraniële EEG-monitoring vaak vereist11,12. Deze factoren leiden samen tot verlengde preoperatieve beoordelingscycli voor MRI-negatieve epilepsiepatiënten, wat de risico's van chirurgische besluitvorming verhoogt en direct de klinische prognose beïnvloedt.
De klinische toepassing van geïntegreerde positronemissietomografie/magnetische resonantiebeeldvorming (PET/MR) technologie biedt een veelbelovende oplossing voor deze uitdaging. Deze technologie kan tegelijkertijd functionele en metabole informatie verkrijgen, evenals hoge resolutie anatomische structuurgegevens, waardoor precieze ruimtelijke en temporele fusie van multimodale beelden mogelijk is. Hoewel PET/MR de workflow-efficiëntie inherent verbetert door meerdere onderzoeken in één scan te integreren, zijn er nog steeds beperkingen in de diagnostische specificiteit van één enkele radiotracer13. 18F-fluorodeoxyglucose (18F-FDG) PET toont vaak uitgebreide hypometabole gebieden, die mogelijk buiten het bereik van de ware epileptogene focus vallen, wat leidt tot vervaging van de chirurgische grens14. Bovendien brengen enkelfunctionele beeldvormingstechnologieën, zoals 18F-FDG PET, nog steeds het risico op vals-negatieveuitslagen met zich mee 15. Deze beperking is voornamelijk te wijten aan hun onvoldoende ruimtelijke resolutie, wat hun vermogen beperkt om subtiele laesies te detecteren, zoals microcorticale dysplasie en focale corticale structurele dysplasie16.
Studies geven aan dat de combinatie van FDG en 11C-flumazenil (11C-FMZ) het vals-positieve percentage bij lokalisatie significant vermindert. FMZ geeft precies de kernregio van receptorafwijkingen af, terwijl FDG mogelijk een breder netwerk van functionele suppressie weerspiegelt 17,18. Deze studie heeft als doel een dual-probe PET/MR beeldvormingsprotocol op te zetten met 18F-FDG en 11C-FMZ. Bij epileptische patiënten tijdens de interictale periode vertonen epileptogene foci een laag metabolisme omdat synaptische activiteit onderdruktis 19. 18F-FDG PET beeldvorming weerspiegelt deze gebieden van abnormale glucosemetabolisme 20,21,22,23. Ondertussen richt 11C-FMZ PET-beeldvorming zich op de distributie van GABA_A receptoren, waardoor specifieke identificatie van de epileptogene focus mogelijk is, die een abnormale receptordichtheid24 heeft. Deze dual-probe PET/MR-techniek verkrijgt tegelijkertijd functionele en anatomische informatie, waardoor ruimtelijke registratiefouten worden verminderd. Het combineren van metabole (FDG) en receptor (FMZ) dual-parameter analyse verbetert de diagnostische specificiteit. Het verbetert niet alleen de nauwkeurigheid van epileptogene focuslokalisatie, maar maakt ook het mogelijk om de functionele connectiviteitskenmerken van het epileptogene netwerk te beoordelen door dynamische metabole parameters te analyseren. Zo'n multidimensionale beoordelingsmethode biedt nieuwe inzichten in de pathofysiologische mechanismen van epilepsie en creëert voorwaarden voor het ontwikkelen van gepersonaliseerde behandelplannen.
Hoewel dual-probe PET/MR zeker toepassingspotentieel heeft, ontbreekt het huidige klinische gebruik van PET/MR voor MRI-negatieve epilepsie aan een werkbaar gestandaardiseerd protocol, en hebben artsen veel moeilijkheden in de praktijk, zoals MR-scanprotocollen, procedures, fusiestrategieën, ondersteuning voor kwantitatieve analyses en beeldinterpretatie. Door een gestandaardiseerd scanprotocol voor te stellen gebaseerd op dual-probe PET/MR, verifieert dit artikel niet alleen de effectiviteit van PET/MR bij het verbeteren van de nauwkeurigheid van epileptogene focuslokalisatie bij patiënten met refractaire epilepsie, maar probeert het ook een set gestandaardiseerde operatieprocedures op te stellen die kunnen worden bevorderd, en bevordert het de overdracht van de technologie naar de kliniek. Dit protocol specificeert belangrijke aspecten zoals de selectie van radiotracers, het ontwerp van beeldvormingssequenties en de strategie van beeldinterpretatie, wat een refereerbare operationele specificatie biedt voor latere klinische toepassing.
Het dual-probe PET/MR-protocol dat in deze studie wordt voorgesteld, is methodologisch haalbaar, maar in de praktijk moeten aan de volgende voorwaarden worden voldaan: Ten eerste, apparatuurvereisten: geïntegreerde PET/MRI-apparatuur is vereist; ten tweede, radiotracer-voorbereiding: 11C-FMZ moeten ter plaatse worden voorbereid met een cyclotron; ten derde, compatibiliteit van scanproces: de scansessies voor 18F-FDG en 11C-FMZ moeten minstens 24 uur uit elkaar worden gepland; Ten vierde, technische eisen voor personeel: Professioneel nucleair geneeskundepersoneel dat zowel metabole analyse met PET als neuroimaging-interpretatie van MRI beheerst, is vereist. Deze praktische uitdagingen kunnen de adoptie van dit protocol in verschillende klinische omgevingen beïnvloeden, en verdere optimalisatie is nodig om de implementatiedrempel in de toekomst te verlagen.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De studie is goedgekeurd door de lokale medische ethische commissie. Deze studie houdt zich aan de principes van de Verklaring van Helsinki. Patiënten of hun wettelijke voogden moeten een schriftelijk formulier voor geïnformeerde toestemming ondertekenen waarin de invasieve procedures, stralingsblootstelling en vervolgvereisten worden beschreven.
1. Voorbereiding en kwaliteitscontrole van radiotracers
OPMERKING: Het is essentieel om de vastgestelde principes van biologische beroepsbescherming en radiologische beroepsbescherming te volgen. Daarnaast is het belangrijk om de richtlijnen te volgen voor de juiste en conforme verwijdering van medisch en radioactief afval tijdens alle operationele procedures, om zo de veiligheid en het welzijn van al het betrokken personeel te waarborgen.
2. Criteria voor opname van patiënten
OPMERKING: Deze studie heeft als doel een gestandaardiseerd dual-probe PET/MR-beeldvormingsprotocol op te stellen. De selectie van steekproefgrootte is gebaseerd op haalbaarheid in plaats van statistische vermogensberekeningen, aangezien het primaire doel is om procedurele reproduceerbaarheid en voorlopige technische haalbaarheid binnen een goed gedefinieerde patiëntenpopulatie vast te stellen.
3. Gestandaardiseerd protocol voor dual-probe PET/MR-beeldvorming

Figuur 1: Inspectieprotocol stroomdiagram. Schematisch diagram van het dual-probe PET/MR (18F-FDG/11C-FMZ) scanprotocol voor de scan van de probe. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
4. Voorbereiding op PET/MR-onderzoek
5. PET/MR-beeldvormingsproces
6. PET/MR-scansequenties en beeldvormingsstrategieën
OPMERKING: Het gebruikte PET/MR-systeem is de GE Healthcare SIGNA PET/MR (3,0 T MR met LBS-SiPM-detector).
Tabel 1: Acquisitiedoelstellingen en parameters voor elke specifieke sequentie. Klik hier om deze tabel te downloaden.
7. Interpretatie van resultaten
8. Probleemoplossing en kwaliteitsborging
OPMERKING: Dit protocol is ontworpen om de hoge kwaliteit van de verzamelde gegevens te waarborgen. Het volgende vat veelvoorkomende problemen, hun mogelijke oorzaken en aanbevolen aanpassingen samen. Voordat er aanpassingen worden doorgevoerd, moet de impact op patiëntveiligheid, stralingsdosis en integriteit van diagnostische informatie worden afgewogen.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Alle casusbeelden in deze studie werden onderworpen aan een strikt kwaliteitscontroleproces zoals gespecificeerd in paragraaf 7.1 en sectie 8 van dit protocol. Ze werden pas in de analyse opgenomen nadat ze hadden verzekerd dat ze aan de volgende criteria voldeden: (1) de MRI-beelden toonden geen duidelijke bewegingsartefacten of geometrische vervorming; (2) de tracerverdeling van PET-beelden uniform was en de signaal-ruisverhouding voldeed aan de eisen voor kwantitatieve analyse; en (3) de geautomatiseerde fusie van de ...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Het primaire doel van deze studie was het opstellen en afbakenen van een gestandaardiseerd operationeel protocol voor dual-probe (18F-FDG/11C-FMZ) PET/MR bij de evaluatie van MRI-negatieve refractaire epilepsie. De dringende klinische behoefte aan zo'n protocol komt voort uit het huidige gebrek aan uniforme specificaties tussen centra, wat leidt tot inconsistenties in beeldvormingsverwerving, analyse en interpretatie, waardoor de vergelijkbaarheid van resultaten en ...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De auteurs hoeven geen belangenconflict aan te geven, en bevestigen hun inzet voor transparantie en integriteit in hun onderzoek, waarbij ze ervoor zorgen dat hun bevindingen en conclusies worden gepresenteerd zonder enige ongepaste invloed of vooringenomenheid die kan voortkomen uit persoonlijke of financiële relaties.
Deze studie werd ondersteund door het onafhankelijke onderzoeksproject van het Northern Theatre General Hospital, 'HGFc-MET Regulation of Metabolic Reprogramming and Remodelling of the Immune Microenvironment in Colorectal Cancer' (ZZKY2024001), het onafhankelijke onderzoeksproject van het Northern Theatre Command General Hospital, 'Study on PET/MR-Combined Lymphoid Imaging-Guided Treatment Modality Selection for AD' (ZZKY2024002), en het onafhankelijke onderzoeksproject van het Northern Theatre Command General Hospital, 'Studie naar een intelligent multimodaal diagnose- en behandelsysteem voor botmetastase van borstkanker' (ZZKY2024003).
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| 18O-rijk water | Taiyo Nippon Sanso, Japan | 24-0091 | |
| Acetonitril | ABX, Duitsland | TF-A1-231207002 | |
| Luchtfiltermembraan (Millex-25) | Merck, Duitsland | SLFGN25VS | |
| Watervrij ethanol | Sinopharm Chemical Reagent, Shanghai, China | 10009293 | |
| C18 Gebonden Silica Chromatografie Kolom | Macherey-Nagel, Duitsland | 715412.100 | |
| Cyclotron | GE, VS | MINITRACE | |
| Desmethylflumazenil | Jiangsu Huayi Technology Co., Ltd., China | DFBE-95-0001A | |
| Dimethylformamide (DMF) | Bailingwei Technology Co., Ltd., China | 983353 | |
| EtOH | ABX, Duitsland | 10009216 | |
| HPLC Semi-Preparatieve Analyse Systeem | SYKNM, Duitsland | S-1122 | |
| K2CO3 Oplossing | ABX, Duitsland | TF-K1-230724001 | |
| Kryptofix[2.2.2](K222) | ABX, Duitsland | 800 | |
| Vloeibare filtermembraan (Millex-GV) | Merck, Duitsland | SLGVR33RB | |
| NaH | Bailingwei Technology Co., Ltd., China | 114895 | |
| PET/MR | GE, VS | Signa | |
| QMA kolom | Waters, VS | 186002350 | |
| Radionuclide activiteit | Capintec, VS | CRC-25R | |
| Referentie Standaard Flumazenil | Jiangsu Huayi Technology Co., Ltd., China | FBE-97-0001A | |
| Sep-Pak C18 chromatografie kolom | Waters, VS | 046933248A | |
| Trifluoromethaansulfonzuur | Sigma-Aldrich, VS | MKBW5282V |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Dit artikel is gepubliceerd
Video binnenkort beschikbaar