Ilościowa analiza [18F]-Naf-PET-MRI do oceny dynamicznego obrotu kostnego u pacjenta z facetogenetycznym bólem krzyża

Podsumowanie

Techniki obrazowania, które odzwierciedlają dynamiczny obrót kostny, mogą pomóc w scharakteryzowaniu szerokiego zakresu patologii kostnych. Przedstawiono szczegółowe metodologie wykonywania i analizy dynamicznych [¹⁸F]-NaF-PET-MRI u pacjenta z facetogenetycznym bólem krzyża z wykorzystaniem stawów międzywyrostkowych lędźwiowych jako prototypowego obszaru zainteresowania.

Streszczenie

Techniki obrazowania, które odzwierciedlają dynamiczny obrót kostny, mogą pomóc w scharakteryzowaniu szerokiego zakresu patologii kostnych. Kość jest dynamiczną tkanką ulegającą ciągłej przebudowie z konkurencyjną aktywnością osteoblastów, które wytwarzają nową macierz kostną, oraz osteoklastów, których funkcją jest eliminacja zmineralizowanej kości. [¹⁸F]-NaF jest radioznacznikiem pozytonowej tomografii emisyjnej (PET), który umożliwia wizualizację metabolizmu kostnego. [¹⁸F]-NaF jest chemicznie wchłaniany do hydroksyapatytu w macierzy kostnej przez osteoblasty i dzięki temu może nieinwazyjnie wykrywać aktywność osteoblastyczną, która jest ukryta w konwencjonalnych technikach obrazowania. Modelowanie kinetyczne danych dynamicznych [¹⁸F]-NaF-PET dostarcza szczegółowych pomiarów ilościowych metabolizmu kości. Konwencjonalne półilościowe dane PET, które wykorzystują znormalizowane wartości wychwytu (SUV) jako miarę aktywności radioznacznika, są określane jako technika statyczna ze względu na migawkę wychwytu znacznika w czasie. Modelowanie kinetyczne wykorzystuje jednak dynamiczne dane obrazowe, w których poziomy znaczników są stale rejestrowane, zapewniając rozdzielczość czasową wychwytu znacznika. Z modelowania kinetycznego danych dynamicznych można wyodrębnić wartości ilościowe, takie jak przepływ krwi i tempo przemiany materii (tj. potencjalnie pouczające wskaźniki dynamiki znacznika), a wszystko to w odniesieniu do zmierzonej aktywności w danych obrazu. W połączeniu z podwójną modalnością PET-MRI, dane kinetyczne specyficzne dla regionu mogą być skorelowane z anatomicznie zarejestrowanymi informacjami strukturalnymi i patologicznymi o wysokiej rozdzielczości dostarczanymi przez MRI. Celem niniejszego manuskryptu metodologicznego jest nakreślenie szczegółowych technik wykonywania i analizy danych dynamicznych [¹⁸F]-NaF-PET-MRI. Staw międzywyrostkowy lędźwiowy jest częstym miejscem choroby zwyrodnieniowej stawów i częstą przyczyną osiowego bólu krzyża. Ostatnie badania sugerują, że [¹⁸F]-NaF-PET może służyć jako użyteczny biomarker bolesnej choroby twarzotwórczej. Ludzki staw międzywyrostkowy lędźwiowy będzie zatem używany jako prototypowy obszar zainteresowania do dynamicznej analizy [¹⁸F]-NaF-PET-MRI w tym manuskrypcie.

Wprowadzenie

Standardowe kliniczne techniki obrazowania patologii kości ograniczają się głównie do charakteryzowania zmian strukturalnych, które mogą być niespecyficzne. Na przykład bezobjawowe nieprawidłowości morfologiczne związane z normalnym starzeniem się organizmu mogą być nieodróżnialne od zmian degeneracyjnych odpowiedzialnych za silny ból i niepełnosprawność¹. Kość jest tkanką dynamiczną podlegającą ciągłej przebudowie, w której ścierają się przeciwstawne działania osteoblastów, wytwarzających nową macierz kostną, oraz osteoklastów, których funkcją jest eliminacja zmineralizowanej tkanki kostnej². [¹⁸F]-NaF jest radioznacznikiem stosowanym w pozytonowej tomografii emisyjnej (PET), który umożliwia wizualizację metabolizmu tkanki kostnej. [¹⁸F]-NaF jest chemicznie wchłaniany przez osteoblasty do hydroksyapatytu w macierzy kostnej, co pozwala na nieinwazyjne wykrywanie aktywności osteoblastycznej, a tym samym identyfikację procesów metabolicznych niewidocznych w konwencjonalnych technikach obrazowania. W związku z tym [¹⁸F]-NaF jest wykorzystywany do charakteryzowania patologii kości w coraz większej liczbie schorzeń kostnych, w tym w przypadku nowotworów oraz chorób zapalnych i degeneracyjnych kości i stawów^3,4,5.

Dane PET najczęściej analizuje się w sposób półilościowy, co w rutynowej praktyce klinicznej można łatwo przeprowadzić za pomocą standaryzowanych wartości wychwytu (SUV). Jako miernik, SUV są użyteczne dla klinicystów, ponieważ reprezentują wychwyt tkankowy w stosunku do reszty organizmu⁶. Wartości z kolejnych skanów mogą być wykorzystane do obserwacji zmian w wychwycie w wyniku leczenia lub progresji choroby. Numeryczny charakter SUV ułatwia również porównywanie pacjentów oraz kolejnych skanów u tego samego pacjenta. Algorytm używany do obliczania SUV, Równanie 1, zakłada, że znacznik jest równomiernie rozłożony w całym organizmie oraz że beztłuszczowa masa ciała dokładnie reprezentuje objętość całego ciała. W związku z tym SUV są pomiarem półilościowym. Dla danego obszaru zainteresowania (ROI), SUV_max (maksymalna wartość SUV w obrębie ROI) oraz SUV_mean (średnia ze wszystkich próbkowanych SUV w obrębie ROI) są powszechnie stosowanymi miernikami SUV w praktyce klinicznej⁶.

W celu bardziej szczegółowej analizy ilościowej można przeprowadzić modelowanie kinetyczne dynamicznych danych PET. Podczas gdy pozyskiwanie danych SUV ma charakter statyczny, modelowanie kinetyczne wykorzystuje dynamiczne dane obrazowe, w których poziomy znacznika są rejestrowane w sposób ciągły, co wprowadza wymiar czasowy.  Z bardziej złożonego modelowania kinetycznego danych dynamicznych można wyodrębnić wartości ilościowe i informacyjne wskaźniki dynamiki znacznika w odniesieniu do aktywności zmierzonej w danych obrazowych. Przykładowy model dwukomorowy (two-tissue compartment model) zastosowany w dynamicznym modelowaniu kinetycznym przedstawiono na Rysunku 1⁷.  C_p oznacza stężenie znacznika w osoczu krwi, natomiast C_e i C_t reprezentują odpowiednio stężenie w niezwiązanym przestrzeni śródmiąższowej oraz stężenie znacznika związanego w docelowej macierzy kostnej. K_1, k₂, k₃, k₄ to 4 parametry szybkości, które opisują model kinetyczny procesu napływu/odpływu oraz wiązania znacznika. K₁ opisuje transport znacznika z osocza tętniczego do przestrzeni śródmiąższowej (C_t), k₂ opisuje frakcję znacznika dyfundującą z powrotem z przestrzeni śródmiąższowej do osocza, k₃ opisuje przemieszczanie się znacznika z przestrzeni śródmiąższowej (C_e) do kości (C_t), a k₄ opisuje przemieszczanie się znacznika z kości (C_t) z powrotem do przestrzeni śródmiąższowej (C_e).

Rysunek 1Przykładowy model dwukomorowy dla dynamicznego modelowania kinetycznego. C_p jest stężeniem znacznika w przedziale osocza krwi, C_e stężenie znacznika wolnego i niespecyficznie związanego w tkance oraz C_t stężenie specyficznie związanego znacznika w tkance. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Kinetyczny model Patlaka wyznacza K_{i_Patlak} jako miarę szybkości napływu radiotraceru (mL/ccm/min, centymetr sześcienny = ccm) z puli krwi do macierzy kostnej. Szybkość napływu znacznika z puli krwi do macierzy kostnej można następnie obliczyć, korzystając odpowiednio z Równania 2 i Równania 3 dla K_{i_Patlak} oraz K_{i_NonLinear} . K_{i_Patlak} i K_{i_NonLinear} to szybkości, z którymi [¹⁸F]-NaF opuszcza tętniczą pulę krwi i nieodwracalnie wiąże się z podregionem macierzy kostnej, przy zastosowaniu odpowiednio obu modeli. Różnica między modelem kinetycznym Patlaka a modelem nieliniowym polega na sposobie wykorzystania danych dynamicznych. Model Patlaka wymaga osiągnięcia stanu równowagi, a następnie oblicza szybkość napływu na podstawie ustalonego nachylenia liniowego. Kinetyczny model Patlaka wyznacza szybkości napływu K_{i_Patlak}, przyjmując 24-minutowy czas wyrównywania puli osocza, C_p, z pulą niezwiązaną, C_u.  Czas 24 minut może ulegać zmianie w zależności od czasu potrzebnego wszystkim podregionom na osiągnięcie stanu równowagi z pulą osocza w badanej próbce. Bardziej rygorystyczny obliczeniowo model nieliniowy wykorzystuje całość danych czasowych do dopasowania krzywej.

Celem niniejszego opracowania metodologicznego jest przedstawienie szczegółowych technik przeprowadzania dynamicznego badania [¹⁸F]-NaF-PET-MRI.  Stawy międzywyrostkowe odcinka lędźwiowego kręgosłupa są częstym miejscem występowania zmian zwyrodnieniowych i powszechną przyczyną osiowego bólu dolnego odcinka pleców⁸.  Niedawne badania sugerują, że [¹⁸F]-NaF-PET-MRI może służyć jako użyteczny biomarker bolesnych schorzeń fasetogennych⁹.  W związku z tym stawy międzywyrostkowe odcinka lędźwiowego u jednego pacjenta z fasetogenicznym bólem dolnego odcinka pleców zostaną przeanalizowane jako prototypowy ROI (region zainteresowania) dla dynamicznej analizy [¹⁸F]-NaF-PET-MRI.

Protokół

Niniejsze prospektywne badanie wykonalności rekrutowało pacjentów po uzyskaniu zgody IRB dla badań z udziałem ludzi oraz zgodnie z przepisami HIPAA.

1. Fantom

1. Wypełnić pusty cylindryczny fantom z wkładką zawierającą cylindry o różnych średnicach (5 - 38 mm) 185 MBq [¹⁸F]-NaF.
2. Wygenerować mapę atenuacji fantomu za pomocą CT lub szablonu wygenerowanego wcześniej dla tego fantomu.
3. Umieścić fantom w centrum PET/MR i pozyskiwać dane PET przez 5-10 min, rejestrując uzyskany obraz za pomocą konsoli obrazowania.
4. Zrekonstruować obraz za pomocą konsoli obrazowania, wykorzystując mapę atenuacji opartą na CT oraz algorytm zgodny z tym, który zostanie zastosowany podczas obrazowania pacjentów.
5. Obliczyć średnią aktywność w każdym cylindrze (lewym i prawym) o tej samej wielkości dla wszystkich rozmiarów, korzystając z darmowego oprogramowania AMIDE.
6. Zestawić w tabeli średnią aktywność w zależności od rozmiaru cylindra.
7. Obliczyć błędy objętości cząstkowej (PVE), dzieląc średnią aktywność każdego cylindra przez średnią aktywność cylindra referencyjnego.
8. Wykreślić PVE w zależności od rozmiaru cylindra.
9. Wykorzystać równanie liniowe między rozmiarami dwóch cylindrów podczas korekcji PVE w danych pacjenta.

2. Przygotowanie pacjenta

1. Przed rekrutacją pacjentów należy uzyskać niezbędną zgodę IRB dla badań z udziałem ludzi oraz przestrzegać przepisów HIPPA.
2. Ustal odpowiednie kryteria włączenia i wyłączenia dla analizowanego badania.
   1. Kryteria włączenia były następujące: osoby dorosłe w wieku co najmniej 18 lat, zdolne do wyrażenia świadomej zgody; zgłoszony w wywiadzie osiowy, nieradykularny ból w odcinku lędźwiowym kręgosłupa; rekomendacja radiologów zabiegowych kręgosłupa.
   2. Kryteria wyłączenia były następujące: historia złamań lub guzów kręgosłupa; kobiety w ciąży lub karmiące piersią; przeciwwskazania do badania MRI lub podania znacznika bądź kontrastu; przebyte operacje kręgosłupa lędźwiowego lub obecność implantów stabilizujących.
3. Zbierz pisemną świadomą zgodę pacjenta, zatwierdzoną przez Komisję ds. Badań nad Ludźmi.
4. Uzyskaj wszelkie istotne dane z badania klinicznego i/lub ankiety pacjenta dotyczące analizowanego badania.
5. Poproś badanego o przebranie się w fartuch, załóż dostęp dożylny, wykonaj test ciążowy, jeśli pacjentka jest w wieku rozrodczym, sprawdź poziom kreatyniny/GFR w celu zapewnienia bezpiecznego stosowania kontrastu oraz odbierz dawkę [¹⁸F]-NaF. Poinformuj pacjenta o konieczności pozostania w bezruchu przez cały czas trwania badania.
6. Ułóż pacjenta w pozycji leżącej na plecach, stopami w stronę urządzenia PET/MRI.

3. Protokół obrazowania

1. Do nabywania jednoczesnych obrazów PET i MR należy wykorzystać skaner PET/MRI 3.0 T.
2. Do obrazowania MR należy zastosować tylną cewkę matrycową do obrazowania molekularnego (posterior array central molecular imaging array coil).
3. Należy upewnić się, że pole widzenia (FOV) obu modalności obrazowania, MR i PET, jest wycentrowane tak, aby obejmować dolny odcinek kręgosłupa od T12 do S3.
4. Kliniczne sekwencje MRI dla protokołu lędźwiowego odcinka kręgosłupa obejmują: Sagittal T1 (czas repetycji/czas echa (TR/TE) = 510/8.6 ms, rozdzielczość w płaszczyźnie = 0.75mm, rozdzielczość między płaszczyznami = 4mm), Sagittal T2 z nasyceniem tłuszczu (FS) (TR/TE = 4208/86.2 ms, rozdzielczość w płaszczyźnie = 0.75mm, rozdzielczość między płaszczyznami = 4mm), Axial T2 fast relaxation fast spin echo (FRFSE) z nasyceniem tłuszczu i bez nasycenia tłuszczu (TR/TE  = 750/9.2 ms, rozdzielczość w płaszczyźnie = 0.7mm, rozdzielczość między płaszczyznami = 4mm), Axial T1 fast spin echo (FSE) przed podaniem gadolinu (TR/TE = 575/8.9 ms, rozdzielczość w płaszczyźnie = 0.65mm, rozdzielczość między płaszczyznami = 4mm), Axial T1 FSE po podaniu gadolinu (TR/TE = 562/8.6 ms, rozdzielczość w płaszczyźnie = 0.65mm, rozdzielczość między płaszczyznami = 4mm).
5. Bezpośrednio przed nabywaniem sekwencji MRI wymagających kontrastu, należy wstrzyknąć do dołu łokciowego pacjenta dożylnie 0.1 mm/kg gadobutrolu (1M Gadavist).
6. Przed dynamicznym skanowaniem PET należy wstrzyknąć pacjentowi dawkę radioaktywną [¹⁸F]-NaF w stężeniu 2.96 MBq/kg [¹⁸F]-NaF.
7. Przeprowadzić 60-minutowy dynamiczny skan PET, wykorzystując 3 oddzielne fazy czasowe wycentrowane na dolnym odcinku kręgosłupa, od T12 do S3.
8. Nabyć pierwszą fazę skanu dynamicznego, składającą się z 12 klatek po 10 s każda.
9. Nabyć drugą fazę, składającą się z 4 klatek po 30 s każda.
10. Nabyć ostatnią fazę, składającą się z 14 klatek po 4 min każda.
11. Obliczyć korekcję tłumienia MR (MRAC) dla lędźwiowego odcinka kręgosłupa, stosując standardową dwupunktową metodę Dixona. Metoda Dixona segmentuje sygnały MR tłuszczu i wody na powietrze, tkankę miękką, płuca i tłuszcz (z pominięciem kości).
12. Upewnić się, że dane PET są zarejestrowane wspólnie (co-registered) z osiowymi obrazami T2 FRFSE z nasyceniem tłuszczu.
13. Zrekonstruować dane PET na konsoli, stosując następujące parametry: pole widzenia (FOV) 60 cm, post-filtr 3 mm, standardowy filtr osi Z, macierz 256 x 256, 28 podzbiorów oraz VPFX (Time of Flight - Ordered Subsets Expectation Maximization, TOF-OSEM) z 4 iteracjami.
14. Upewnić się, że rekonstrukcja obejmuje postprocessing w celu korekcji rozpadu, tłumienia, rozproszenia i czasu martwego.

4. Analiza obrazu

1. Poproś oślepionego radiologa o interpretację klinicznych sekwencji MRI.
2. Oceń sekwencje T2-zależne z tłumieniem sygnału z tkanki tłuszczowej oraz T1-zależne po podaniu kontrastu z tłumieniem sygnału z tkanki tłuszczowej w celu oceny stopnia zapalenia błony maziowej stawów międzywyrostkowych zgodnie z wcześniejszym opisem Czervionke i Fenton¹⁰.
   1. Zastosuj następującą skalę oceny stawów międzywyrostkowych: stopień MRI 0 = brak nieprawidłowości w stawie międzywyrostkowym, 1 = nieprawidłowe wzmocnienie lub hiperintensywność w T2 ograniczona do torebki stawowej, 2 = nieprawidłowe wzmocnienie pozatorebkowe lub hiperintensywność w T2 obejmująca < 50% obwodu stawu międzywyrostkowego, 3 = nieprawidłowe wzmocnienie pozatorebkowe lub hiperintensywność w T2 obejmująca > 50% obwodu stawu międzywyrostkowego oraz 4 = stopień 3 z rozszerzeniem obrzęku do otworu międzykręgowego, więzadła żółtego, korzenia łuku, wyrostka poprzecznego lub trzonu kręgu. Zgodnie z wyjaśnieniem w źródle: Czervionke LF, Fenton DS. Fat-saturated MR imaging in the detection of inflammatory facet arthropathy (facet synovitis) in the lumbar spine.¹⁰

5. Analiza danych

1. Przenieś obrazy PET i MRI na dedykowaną stację roboczą przystosowaną do analizy dynamicznych danych PET, taką jak oprogramowanie PMOD. Przeanalizuj stawy międzywyrostkowe kręgosłupa lędźwiowego od poziomu L1-L2 do L5-S1.
2. Zlokalizuj obszary, które zostaną poddane ocenie pod kątem [¹⁸Pomiary wychwytu [F]-NaF: obustronne stawy międzywyrostkowe na każdym poziomie. Wyznaczyć objętości zainteresowania (VOI) na podstawie anatomicznych obrazów MR T2, a następnie przenieść je na obrazy PET.
3. Należy wyznaczyć punkt centralny każdego stawu międzywyrostkowego odcinka lędźwiowego kręgosłupa poprzez wizualną triangulację z wykorzystaniem obrazów MR w sekwencji T2 w płaszczyźnie strzałkowej i osiowej, a następnie zapisać numer przekroju odpowiadającego przybliżonemu centrum.
4. Po otwarciu danych pacjenta w Karta Widokkliknij przycisk VOI na pasku bocznym i wybierz SFERA (obiekt).
5. W wyskakującym oknie Predefined wpisz 7,5 mm jako promień i kliknij Utwórz nową VOI.
6. Umieść sferyczny obszar zainteresowania (VOI) o średnicy 7,5 mm w centrum każdego stawu międzywyrostkowego, klikając lewym przyciskiem myszy na staw. Dostosuj położenie sfery, klikając lewym przyciskiem myszy i przeciągając ją, aż zostanie ona wizualnie wycentrowana na stawie.
7. Powtórz w razie potrzeby dla wszystkich interesujących aspektów, klikając Utwórz nowy VOI oraz wykonanie kroku 5.5
8. Umieść sferyczny VOI (o średnicy 5 mm) w prawym grzebieniu biodrowym w centralnej jamie szpiku (aby wykluczyć objęcie kory) jako obszar referencyjny. Kliknij Utwórz nowy obszar zainteresowania (VOI) a następnie kliknij lewym przyciskiem myszy w szpiku prawej kości biodrowej.
9. Ustawić VOI tak, aby krawędzie znajdowały się w całości w obrębie szpiku.
10. Należy upewnić się, że obszary zainteresowania (VOI) są rozmieszczone analogicznie do obrazu przedstawiającego VOI stawów międzywyrostkowych (FJ) trzonów kręgów w Rycina 2 ponieważ otaczają one środek stawu międzywyrostkowego.

6. Obliczenia SUV i dane kinetyczne

1. Aby obliczyć funkcję wejściową tętniczą, umieść cylindryczny VOI obejmujący dwa przekroje osiowe aorty brzusznej. Upewnij się, że średnica jest równa średnicy aorty.
2. Kliknij prawym przyciskiem myszy na obrazie osiowym (Axial image) i wybierz inspekcję danych (data inspection).
3. Zmierz średnicę aorty brzusznej proksymalnie względem jej rozwidlenia.
4. Kliknij lewym przyciskiem myszy po prawej stronie ściany aorty i przesuń kursor na lewą stronę ściany aorty.
5. Zapisz wartość średnicy ściany aorty w oknie Inspektora Danych (Data Inspector). Zostanie ona wykorzystana do obliczenia współczynnika korekcji efektu częściowej objętości (PVC).
6. Kliknij lewym przyciskiem myszy przycisk VOI na pasku bocznym, wybierz KOŁO (ROI (CIRCLE (ROI)).
7. Utwórz kołowy ROI o promieniu wynoszącym połowę średnicy zmierzonej wcześniej w kroku 6.5
8. Kliknij Utwórz nowy VOI (Create New VOI) i kliknij lewym przyciskiem myszy w centrum aorty; w razie potrzeby zmień położenie, aby upewnić się, że koło odpowiada pozycji ściany aorty.
9. Przejdź o jeden przekrój niżej w płaszczyźnie osiowej i powtórz kroki 6.7-6.9, tworząc w ten sposób cylinder z dwóch kołowych ROI.

7. Korekcja efektu częściowej objętości w PET

UWAGA: Ze względu na efekt częściowego uśredniania (PVE) aktywność znacznika jest niedoszacowana w stosunku do rozmiaru celu. W związku z tym podejmuje się kroki w celu korekty PVE.

1. Należy zastosować współczynniki odzyskiwania, które zostały wcześniej wyznaczone przy użyciu fantomu PET/CT poprzez wykreślenie zależności średnicy cylindra od stosunku aktywności odzyskanej do aktywności rzeczywistej.
2. Należy zastosować współczynniki odzyskiwania do pomiaru opartego na obrazie w obszarze aorty zstępującej, aby uzyskać skorygowaną o efekt częściowej objętości funkcję wejściową tętniczą.
3. Tę skorygowaną o efekt częściowej objętości funkcję wejściową tętniczą należy wprowadzić do oprogramowania PMOD w celu wykorzystania w modelowaniu kinetycznym i dokładnej kwantyfikacji kinetyki znacznika.

8. Obliczenia SUV i dane kinetyczne

Uwaga: Algorytm używany do obliczania standaryzowanej wartości wychwytu (SUV), Równanie 1, zakłada, że znacznik jest równomiernie rozłożony w całym organizmie i że beztłuszczowa masa ciała dokładnie reprezentuje objętość całego ciała. Dlatego SUV są określane jako pomiar półilościowy.
Równanie 1: Standaryzowana wartość wychwytu

1. Oblicz SUV_maksymalny, oraz SUV_średnia wartości dla każdego podpunktu dla punktu czasowego 60 minut.
   Uwaga: Model dwukomorowy tkanek wykorzystany do modelowania kinetycznego przedstawiono na Ryc. 1. C_p jest stężeniem znacznika w osoczu krwi podczas C_e oraz C_t reprezentują odpowiednio stężenie w niezwiązanej przestrzeni śródmiąższowej oraz stężenie znacznika związanego z docelową macierzą kostną. K_1, k₂, k₃, k₄to 4 parametry opisujące model kinetyczny wypłukiwania/przepływu i wiązania znacznika.
2. W analizie kinetycznej należy zastosować dwukompartmentowy nieodwracalny model liniowy Patlaka oraz nieliniowe modele regresji
   Uwaga: Do obliczenia stałych szybkości napływu dla poszczególnych obszarów (w min⁻¹) zastosowano nieodwracalny model dwuprzedziałowy.^-1) dla [¹⁸[F]-NaF¹¹.
3. W przypadku stosowania kinetycznego modelu Patlaka należy ustawić czas osiągnięcia stanu równowagi na 24 minuty.
4. Wejście k₄ = 0 podczas stosowania modelu regresji nieliniowej w celu wyznaczenia K_nieliniowy szybkości napływu.
5. Oblicz tempo napływu znacznika z puli krwi do macierzy kostnej, stosując Równanie 2 i Równanie 3 dla K_{i_Patlak} oraz K_nieliniowy odpowiednio. K_{i_Patlak} oraz K_nieliniowy czy szybkości, z którymi [¹⁸[F]-NaF opuszcza krwiobieg tętniczy i nieodwracalnie wiąże się z macierzą kostną w obrębie podłoża, wykorzystując odpowiednio oba modele.
   1. Równanie 2Graficzny model kinetyczny Patlaka
      + Przecięcie
   2. Równanie 3Nieliniowy model kinetyczny regresji
      

9. Analiza statystyczna

1. Wykorzystaj analizę regresji liniowej, aby ocenić, czy szybkość napływu [¹⁸F]-NaF K_{i_Patlak} była skorelowana z: SUV_mean, SUV_max, K_{i_NonLinear} oraz jakimikolwiek stopniami ocen klinicznych specyficznymi dla badania.
2. Zastosuj dwustronny test t oraz korelację Pearsona, aby sprawdzić istotność statystyczną w powyższych korelacjach.

Wyniki

Wartości wychwytu ¹⁸NaF-PET są mierzone w obustronnych stawach międzywyrostkowych na poziomach kręgów od L1-L2 do L5-S1, co daje łącznie 10 obszarów zainteresowania (ROI) u jednego reprezentatywnego pacjenta z osiowym bólem dolnego odcinka pleców. Reprezentatywne obrazy [¹⁸F]-NaF-PET, MR w płaszczyźnie osiowej w sekwencji T2 z tłumieniem sygnału z tkanki tłuszczowej oraz MR w płaszczyźnie osiowej w sekwencji T1 po kontrastach z tłumieniem sygnału z tkanki tłuszczowej na poziomie stawów międzywyrostk...

Dyskusja

W tym manuskrypcie metodologicznym przedstawiliśmy tło potencjalnej użyteczności dynamicznego [¹⁸F]-NaF-PET-MRI do oceny szerokiego zakresu patologii kości i przedstawiliśmy techniki dynamicznego [¹⁸F]-NaF-PET-MRI pozyskiwania i analizy obrazów przy użyciu ludzkich stawów międzywyrostkowych lędźwiowych jako prototypowych regionów zainteresowania. Dwumodalność PET-MRI pozwala na pozyskiwanie dynamicznych danych PET w czasie podobnym do tego, który jest wymagany do samego pozyskiwania danych MR, maksy...

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule

Nazwa	Firma	Numer katalogowy	Komentarze
Gadolin Środek kontrastowy (Gadovist)	Bayer	na	1,0 mmol/ml roztwór do wstrzykiwań dożylnych.
[18F]-NaF Radiotracer	na		2,96 MBq/kg
GE Signa PET-MRI Scanner	General Electric	na	3.0Tesla 60cm Bore PET-MRI
Oprogramowanie do modelowania kinetycznego PMOD	Technologies, LLC	na	wersję 3.8