Ilościowe oznaczanie aktywności blaszki miażdżycowej i stanu zapalnego naczyń krwionośnych za pomocą pozytonowej tomografii emisyjnej z tomografią komputerową z użyciem [18-F] fluorodeoksyglukozy (FDG-PET/CT)

Ogólnym celem niniejszej procedury jest wykrycie i ilościowe określenie aktywności blaszki miażdżycowej oraz stanu zapalnego naczyń w średnich i dużych tętnicach człowieka. Należy rozpocząć od badania PET CT całego ciała z użyciem FDG, obrazując aortę oraz jej główne odgałęzienia od serca aż do stóp. Następnie, przy użyciu zarejestrowanego skanu CT, należy przeprowadzić jakościową analizę obrazów pod kątem występowania zapalenia naczyń.

Ilościowo określ ilość radioznacznika wykrytą w każdym przekroju skanu PET oraz zlokalizuj obszary zainteresowania. Następnie oblicz standardowe i nowe wskaźniki służące do pomiaru stanu zapalnego naczyń krwionośnych. W rezultacie wyniki obrazują i określają ilościowo stopień zaawansowania miażdżycy w dowolnym obszarze tętnic z wykorzystaniem badania FDG PET CT z kwantyfikacją.

FDG PET CT może pomóc w udzieleniu odpowiedzi na kluczowe pytania w dziedzinie obrazowania naczyń, takie jak: w jaki sposób terapia moduluje aktywność blaszki miażdżycowej lub jak zmienia się stan zapalny naczyń in vivo w czasie? Implikacje te obejmują również diagnostykę subklinicznej miażdżycy in vivo, ponieważ obecne techniki nie pozwalają na obrazowanie molekularne całego ciała w czasie rzeczywistym, które mogłoby być wykorzystane do oceny odpowiedzi w krótkim okresie czasu. FDG PET CT może dostarczyć wiedzy na temat naturalnego przebiegu miażdżycy, ponieważ może być również stosowane w procesie diagnostycznym.

Terapia i rokowanie. Metoda FDG PET CT posiada szereg zalet w porównaniu z istniejącymi metodami, takimi jak angiotKTomografia komputerowa czy ocena poziomu zwapnienia tętnic wieńcowych za pomocą TK, wykazując przy tym minimalną zależność od operatora. FDG PET CT zapewnia wysoką rozdzielczość kontrastową w czasie rzeczywistym in vivo.

Ilościowa analiza obrazowania molekularnego całego ciała w celu określenia objętości blaszki miażdżycowej oraz jej aktywności metabolicznej umożliwia multimodalną kwantyfikację blaszki miażdżycowej. Czynniki te wspólnie ułatwiają wykrywanie wczesnych zmian w miażdżycy w odpowiedzi na interwencję terapeutyczną. Aby zapewnić wysoką jakość obrazowania, zespół wykonujący tę pracę powinien posiadać doświadczenie w badaniach PET. Do analizy obrazów istotne jest również doświadczenie w identyfikacji struktur naczyniowych.

Początkowo niektóre osoby mogą mieć trudności, jeśli nie znają anatomii naczyniowej lub nie są zaznajomione z interpretacją obrazowania PET CT. Jednak ogólnie rzecz biorąc, metoda ta jest dość prosta. Wierzymy, że wizualna prezentacja tej metody będzie bardzo przydatna dla osób zainteresowanych zastosowaniem tej techniki.

W celu badania pacjentów z miażdżycą, co pomoże w opracowaniu ustandaryzowanego, a zarazem łatwego w użyciu podejścia do akwizycji i analizy obrazów, należy zarezerwować termin badania na skanerze PET CT w celu uzyskania lepszej jakości obrazu. Należy użyć skanera z funkcją czasu przelotu (time of flight), takiego jak skaner Gemini TF plus CT, aby mieć pewność, że endogenna glukoza nie konkuruje z radiotracerem FDG. Należy potwierdzić, że pacjent pościł przez osiem godzin przed badaniem FDG PET CT.

Następnie należy sprawdzić poziom glukozy w surowicy na czczo za pomocą nakłucia palca. Jeśli poziom FSG jest niższy niż 200 mg/dL, należy wprowadzić linię dożylną o rozmiarze 20 G w celu podania radioznacznika FDG. Po uzyskaniu obrazów CT i PET, zgodnie z opisem w towarzyszącym manuskrypcie, należy jakościowo wyznaczyć wszystkie interesujące struktury naczyniowe, korzystając z obrazów CT niskodawkowych bez kontrastu, a następnie ocenić odpowiadające im obszary anatomiczne pod kątem widocznie zwiększonego wychwytu radioznacznika na obrazach PET.

Należy również przeprowadzić jakościową ocenę obrazów CT pod kątem wyraźnych nieprawidłowości naczyniowych, takich jak zwapnienia w obrębie ściany naczynia lub poszerzenia tętniakowate. W pierwszej kolejności należy wyznaczyć granice w celu podziału aorty na segmenty. Dla ułatwienia należy rozpocząć od aorty wstępującej, identyfikując miejsce jej odejścia z serca i przesuwając się w kierunku górnym.

Zdefiniuj łuk aorty jako tę część aorty piersiowej, która na obrazach poprzecznych jawi się jako ciągły segment łączący wstępującą i zstępującą część aorty piersiowej. Zidentyfikuj również górny koniec zstępującej aorty piersiowej. Następnie wskaż odejście tętnicy trzewnej, aby służyło jako punkt orientacyjny między zstępującą aortą piersiową a aortą brzuszną.

Następnie zidentyfikuj tętnice nerkowe, aby wyznaczyć segmenty nadnerkowe i podnerkowe aorty brzusznej. Zidentyfikuj również rozwidlenie aorty, które będzie służyć jako punkt orientacyjny dla dystalnego końca aorty brzusznej. Teraz zmierz wychwyt FDG w tętnicach na obrazach PET CT w przekroju poprzecznym dla aorty.

Zacznij od najwyższego przekroju aorty. Wyznacz każdy obszar zainteresowania tak, aby objął on całą strefę wychwytu FDG na tym przekroju, unikając jednocześnie innych otaczających tkanek o zwiększonym wychwycie. Następnie, za pomocą oprogramowania do analizy obrazów PET/CT, zarejestruj standaryzowaną wartość wychwytu dla każdego badanego naczynia w każdym przekroju.

Należy zapisać maksymalną i średnią wartość SUV dla każdego ROI, a także pole powierzchni przekroju poprzecznego i grubość warstwy. Powtórz tę procedurę dla warstw skanowania PET przechodzących przez analizowane tętnice z regularną częstotliwością, na przykład co czwartą warstwę. Należy zauważyć, że całkowita liczba warstw będzie różnić się w zależności od badanego osobniku, w zależności od budowy ciała, zmienności anatomicznej i wybranej częstotliwości.

W celu obliczenia stosunku sygnału tkanki do tła, zlokalizuj żyłę główną dolną w jamie brzusznej, w miejscu, gdzie można zwizualizować co najmniej osiem sąsiadujących przekrojów. Na każdym przekroju poprzecznym umieść obszar zainteresowania (ROI) wewnątrz lub wokół żyły głównej dolnej, aby uzyskać co najmniej osiem pomiarów średniego SUV w żyłach. Wygeneruj pomiary średniego SUV oraz maksymalnego SUV dla każdego badanego segmentu tętnicy jako miarę obciążenia średnią miażdżycą w tym regionie.

Następnie, w celu normalizacji, podziel średnią wartość SUV segmentu tętniczego przez średnią wartość SUV w żyły głównej dolnej uzyskaną w poprzednich krokach. Ten stosunek sygnału celu do tła stanowi kolejny wskaźnik aktywności blaszki miażdżycowej. Dla każdego segmentu tętniczego oblicz jego objętość, mnożąc sumę pól przekrojów wszystkich ROI przechodzących przez naczynie przez grubość warstwy oraz częstotliwość pomiaru warstw.

Na koniec pomnóż średnią wartość SUV segmentu tętnicy przez objętość segmentu tętnicy. Wynik, czyli średni wolumetryczny produkt metaboliczny, stanowi trzeci parametr służący do pomiaru aktywności blaszki oraz obciążenia tętnicy lub interesującego segmentu tętnicy. Zsumuj wszystkie średnie wartości MVP dla wszystkich segmentów aorty, aby uzyskać całkowite obciążenie zapalne.

Czwarty punkt końcowy dla pomiaru aktywności blaszki miażdżycowej i miażdżycy w obrębie aorty. Wstępna rekonstrukcja PET. Obrazy pacjenta z naszego badania nad starzeniem się i miażdżycą wykazują wychwyt FDG w tętnicach biodrowych i udowych, tętnicach podkolanowych, aorcie brzusznej oraz łuku aorty.

Ten poprzeczny obraz z fuzji FDG PET CT przedstawia przekrój danych z wyznaczonym obszarem ROI wokół zstępującej aorty piersiowej. Oprogramowanie oblicza średnie SUV, maksymalne SUV oraz powierzchnię ROI. Jest to część prowadzonego badania nad łuszczycą.

Dane pochodzące od jednego pacjenta wskazują na cztery kluczowe wyniki określające aktywność blaszki miażdżycowej i stan zapalny naczyń, co oznacza standaryzowaną wartość poboru w stosunku do tła (SUV TBR), metaboliczny produkt wolumetryczny oraz globalne obciążenie zapalne. Po opanowaniu, technika ta może zostać prawidłowo wykonana w ciągu trzech godzin, od momentu skanowania do analizy obrazu. W przypadku analizy ilościowej istotne jest posiadanie obrazów wysokiej jakości, ponieważ problemy z obrazami na etapie akwizycji ograniczą dokładną kwantyfikację stanu zapalnego naczyń.

W celu odpowiedzi na dodatkowe pytania, np. dotyczące anatomicznego nasilenia zmian zapalnych naczyń po ich wykryciu, można przeprowadzić inne metody, takie jak angio-TK. Po obejrzeniu tego filmu powinni Państwo mieć dobrą wiedzę na temat tego, w jaki sposób PET CT z użyciem FDG może być wykorzystywany do wykrywania i ilościowej oceny aktywności blaszek miażdżycowych oraz zapaleń naczyń w tętnicach człowieka. Należy pamiętać, że praca z FDG może być niebezpieczna i wymaga zachowania środków ostrożności, takich jak standardowa ochrona przed promieniowaniem.

Podczas wykonywania tej procedury należy zawsze przestrzegać zasad bezpieczeństwa. Po jej opracowaniu technika ta utorowała badaczom w dziedzinie miażdżycy drogę do zrozumienia, w jaki sposób blaszka miażdżycowa z silnym stanem zapalnym zmienia się po znanych interwencjach terapeutycznych, takich jak terapia statynami lub modyfikacja stylu życia. Co więcej, technika ta może zostać zastosowana w odniesieniu do nowych grup pacjentów z różnymi schorzeniami, czego przykładem są nasze ostatnie prace nad łuszczycą, w której pacjenci wykazują wysokie ryzyko rozwoju chorób naczyniowych, aby zrozumieć wpływ nowej jednostki chorobowej na miażdżycę.