8 augustus 2019
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.
Met deze techniek gebruiken we PET-MRI om fysiologische biomarkers van botomzet te identificeren. Wij geloven dat deze fysiologische biomarkers de pathologie van facetgewrichts nauwkeuriger kunnen weergeven dan CT- en MRI-statische beelden. Wij geloven dat deze techniek ons kan helpen pijnlijke en symptomatische gewrichten in de lumbale wervelkolom te identificeren.
We hopen ook dat deze techniek kan worden toegepast op andere gebieden van de wervelkolom, zoals de cervicale en thoracale wervelkolom voor de identificatie van symptomatische facetgewrichten, en zelfs degeneratieve schijfziekte. Voor gelijktijdige PET en magnetische resonantie beeld of MRI-acquisitie, met behulp van een achterste array centrale moleculaire imaging array spoel en een 3.0 PET en MR imager, het centrum van het gezichtsveld in beide beeldvorming modaliteiten om de onderste wervelkolom regio van T-12 tot S-3 te dekken. Stel de juiste parameters in voor een PET-acquisitie en voor een klinische MRI-sequentie voor een lumbale wervelkolomprotocol.
Onmiddellijk voor het verwerven van de MRI-sequenties, intraveneus injecteren een 0,1 millimeter per kilogram gadobutrol contrast in de patiënt antecubital fossa en een 2,96 megabecquerel per kilogram radioactieve dosis natriumfluoride F-18. Vervolgens, met behulp van drie afzonderlijke temporele fasen gecentreerd over de onderste wervelkolom, het uitvoeren van een 60-minuten dynamische PET-scan het verwerven van de eerste fase van de scan met 12 frames van 10 seconden per stuk, de tweede fase van vier frames van elk 30 seconden, en de laatste fase van 14 frames van elk vier minuten. Stel vervolgens een gezichtsveld van 60 centimeter in met een drie millimeter filter cutoff, een standaard Z-asfilter, geen cardiale 3D-filter, 28 subsets en een Time-of-Flight bestelde subsets verwachtingsmaximalisatie met vier iteraties om de PET-gegevens op de console te reconstrueren.
Voor analyse van de verkregen PET- en MR-afbeeldingen, breng de beelden over naar een speciaal werkstation dat is uitgerust om dynamische PET-gegevens te analyseren. Zoek de bilaterale facetgewrichten van de lendenwervel van L-1 tot L-2 en L-5 naar S-1. Visueel trianguleren met het sagittale en axiale vlak T-2 MR-afbeeldingen en het segmentnummer van het geschatte midden opnemen om het middelpunt van elk gefacetlysaat te identificeren.
Als de patiëntgegevens op het tabblad weergave worden geopend, klikt u op de knop Interessevolume en selecteert u bolobject. Voer in het vooraf gedefinieerde pop-upvenster 7,5 millimeter in als straal en klik op het maken van nieuw interessevolume. Klik links om een 7,5 millimeter bolvormig volume van de belangstelling in het midden van elk facet gewricht te plaatsen, het aanpassen van de bol door links te klikken en te slepen totdat het volume visueel is gecentreerd op het facet.
Wanneer een volume van belang is geplaatst op elk facet, plaats een vijf millimeter bolvormige volume van belang in de juiste iliacale kam in de centrale mergholte om de cortex betrokkenheid als referentiegebied uit te sluiten. Plaats vervolgens het volume van de rente, zodat de randen zijn binnen het merg volledig. Klik met de rechtermuisknop op de axiale afbeelding en selecteer gegevensinspectie om de diameter van de abdominale aorta proximale te meten tot de splitsing.
Als u de gedeeltelijke volumecorrectiecoëfficiënt wilt berekenen, klikt u links op de rechterkant van de aortawand en verplaatst u de cursor naar de linkerkant van de aortawand om de afstand van de diameter van de aortawand in het venster voor gegevenscontrole vast te leggen. Klik vervolgens links op de knop Interessevolume en selecteer cirkelgebied van belang om een cirkelvormig interessegebied te maken met een straal van de helft van de aortadiameter. Klik op het maken van nieuw volume van de rente en links klik in het midden van de aorta, herpositionering van het volume als nodig is om ervoor te zorgen de cirkel benadert de aorta wand positie.
Vervolgens daal je een segment af in het axiale vlak en maak je een tweede cirkelgebied van belang om een cilinddrisch gebied van belang te maken van de twee overlappende cirkelvormige regio's van belang. Als u een gedeeltelijk volume gecorrigeerde arteriële input wilt maken, gebruikt u de herstelcoëfficiënten die zijn afgeleid van het PET-computertomtoom om de herstelcoëfficiënten toe te passen op de op afbeeldingen gebaseerde meting over de dalende aorta. Vervang vervolgens deze gedeeltelijke volumegecorrigeerde arteriële input in de beeldanalysesoftware voor gebruik in kinetische modellering en de nauwkeurige kwantificering van tracerkinetiek.
Hier, vertegenwoordigd van natriumfluoride F-18 PET, axiale T-2 vet onderdrukt, en axiale T-1 post-contrast vet onderdrukt MR beelden door het niveau van de L-3 tot L-4 facet gewrichten kan worden gezien. In deze tabel, de Patlak kinetische model, gestandaardiseerde opname waarde gemiddelde en maximum, en MRI facet artropathie rang voor elk van de 10 bemonsterde facet gewrichten in een representatieve patiënt zijn samengevat. Wanneer de patiënt Patlak kinetische model toestroom tarieven werden uitgezet tegen de gestandaardiseerde opname waarde gemiddelde en de MRI-gebaseerde facet artropathie kwaliteiten, het facet gewricht met de hoogste MRI-graad van degeneratieve facet artropathie had de hoogste Patlak kinetische model en gestandaardiseerde opname waarde gemiddelde waarden.
We zijn in het midden van een klinische studie om onze techniek te valideren bij patiënten met lumbale facet gewrichtspijn. We kijken ernaar uit om deze gegevens binnenkort te publiceren. Er is een steile leercurve om te begrijpen hoe de analyse te doen met de PET MR-software.
Bovendien kan het moeilijk zijn om de facet gewrichten te vinden voor mensen die niet vertrouwd zijn met spinale anatomie. Als gevolg daarvan geloven we dat een visuele weergave van de beeldverwerkingsstappen het begrip van ons proces sterk zal verbeteren.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Dit artikel bespreekt het gebruik van PET-MRI-beeldvormingstechnieken om fysiologische biomarkers van botomzet te identificeren, met name in de context van facetogene lage rugpijn. De gepresenteerde methodologieën zijn bedoeld om de karakterisering van botpathologieën te verbeteren door dynamische beeldgegevens te leveren.
Dynamic [18F]-NaF-PET-MRI enables quantitative assessment of bone turnover, offering a mechanistic biomarker for degenerative joint pathology. This approach supports target validation in musculoskeletal drug discovery by providing objective, physiologic readouts of osteoblastic activity. Integration with MRI facilitates anatomic correlation, enhancing predictive confidence in preclinical and early clinical evaluation of facet joint interventions.
The method fits within the discovery-to-preclinical continuum by providing quantitative bone turnover data that informs target engagement and pathway modulation in musculoskeletal disease models.