Name: Novo protocolo de quantificação para progressão da calcificação cardiovascular usando imagens longitudinais de MicroPET/MicroCT (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-11-15T12:40:00.000+00:00
Duration: 8 min 2 s
Description: Aprenda a quantificar a progressão da calcificação cardiovascular usando imagens seriadas de MicroPET/MicroCT em pequenos animais de pesquisa. Este protocolo melhora a precisão em estudos longitudinais de doenças vasculares.

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<meta charset="utf8"></head><body>Quantificação longitudinal da calcificação cardiovascular usando imagens PET/CT

<ol><li>Rennenberg, R. J. M. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vascular+calcifications+as+a+marker+of+increased+cardiovascular+risk%3A+A+meta-analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Vasc+Health+Risk+Man%22%5BJournal%5D)">Vascular calcifications as a marker of increased cardiovascular risk: A meta-analysis.</a> Vasc Health Risk Man. 5, 185-197 (2009).</li>
<li>Budoff, M. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long-term+prognosis+associated+with+coronary+calcification+-+observations+from+a+registry+of+25%2C253+patients%5BTitle%5D)+AND+%22J+Am+Coll+Cardiol%22%5BJournal%5D)">Long-term prognosis associated with coronary calcification - observations from a registry of 25,253 patients.</a> J Am Coll Cardiol. 49 (18), 1860-1870 (2007).</li>
<li>Polonsky, T. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Coronary+artery+calcium+score+and+risk+classification+for+coronary+heart+disease+prediction%5BTitle%5D)+AND+%22JAMA%22%5BJournal%5D)">Coronary artery calcium score and risk classification for coronary heart disease prediction.</a> JAMA. 303 (16), 1610-1616 (2010).</li>
<li>Gepner, A. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+coronary+artery+calcium+presence%2C+carotid+plaque+presence%2C+and+carotid+intima-media+thickness+for+cardiovascular+disease+prediction+in+the+multi-ethnic+study+of+atherosclerosis%5BTitle%5D)+AND+%22Circ+Cardiovasc+Imaging%22%5BJournal%5D)">Comparison of coronary artery calcium presence, carotid plaque presence, and carotid intima-media thickness for cardiovascular disease prediction in the multi-ethnic study of atherosclerosis.</a> Circ Cardiovasc Imaging. 8 (1), e002262(2015).</li>
<li>Pillai, I. C. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiac+fibroblasts+adopt+osteogenic+fates+and+can+be+targeted+to+attenuate+pathological+heart+calcification%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Stem+Cell%22%5BJournal%5D)">Cardiac fibroblasts adopt osteogenic fates and can be targeted to attenuate pathological heart calcification.</a> Cell Stem Cell. 20 (2), 218-232.e5 (2017).</li>
<li>Mori, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Coronary+artery+calcification+and+its+progression%3A+What+does+it+really+mean%5BTitle%5D)+AND+%22JACC+Cardiovasc+Imaging%22%5BJournal%5D)">Coronary artery calcification and its progression: What does it really mean.</a> JACC Cardiovasc Imaging. 11 (1), 127-142 (2018).</li>
<li>Mohan, J., Bhatti, K., Tawney, A., Zeltser, R. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMohan%2C+J+%22StatPearls+%5BInternet%5D%22">StatPearls [Internet]</a>. , Treasure Island (FL). (2023).</li>
<li>Wang, Y., Osborne, M. T., Tung, B., Li, M., Li, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+cardiovascular+calcification%5BTitle%5D)+AND+%22J+Am+Heart+Assoc%22%5BJournal%5D)">Imaging cardiovascular calcification.</a> J Am Heart Assoc. 7 (13), e008564(2018).</li>
<li>Fletcher, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantifying+microcalcification+activity+in+the+thoracic+aorta%5BTitle%5D)+AND+%22J+Nucl+Cardiol%22%5BJournal%5D)">Quantifying microcalcification activity in the thoracic aorta.</a> J Nucl Cardiol. 29 (3), 1372-1385 (2022).</li>
<li>Derlin, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Feasibility+of+18F-sodium+fluoride+PET%2FCT+for+imaging+of+atherosclerotic+plaque%5BTitle%5D)+AND+%22J+Nucl+Med%22%5BJournal%5D)">Feasibility of 18F-sodium fluoride PET/CT for imaging of atherosclerotic plaque.</a> J Nucl Med. 51 (6), 862-865 (2010).</li>
<li>Hsu, J. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Changes+in+microarchitecture+of+atherosclerotic+calcification+assessed+by+18F-NaF+PET+and+CT+after+a+progressive+exercise+regimen+in+hyperlipidemic+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J+Nucl+Cardiol%22%5BJournal%5D)">Changes in microarchitecture of atherosclerotic calcification assessed by 18F-NaF PET and CT after a progressive exercise regimen in hyperlipidemic mice.</a> J Nucl Cardiol. 28 (5), 2207-2214 (2021).</li>
<li>Hsu, J. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+teriparatide+on+morphology+of+aortic+calcification+in+aged+hyperlipidemic+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol+Heart+Circ+Physiol%22%5BJournal%5D)">Effects of teriparatide on morphology of aortic calcification in aged hyperlipidemic mice.</a> Am J Physiol Heart Circ Physiol. 314 (6), H1203-H1213 (2018).</li>
<li>Irkle, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Identifying+active+vascular+microcalcification+by+18F-sodium+fluoride+positron+emission+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Commun%22%5BJournal%5D)">Identifying active vascular microcalcification by 18F-sodium fluoride positron emission tomography.</a> Nat Commun. 6, 7495(2015).</li>
<li>Syed, M. B. J., Doris, M., Dweck, M., Forsythe, R., Newby, D. E. Chapter 9 - Imaging vascular calcification: Where are we headed. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSyed%2C+MBJ+%22Coronary+Calcium%3A+A+Comprehensive+Understanding+of+Its+Biology%2C+Use+in+Screening%2C+and+Interventional+Management%22">Coronary Calcium: A Comprehensive Understanding of Its Biology, Use in Screening, and Interventional Management</a>. , (2019).</li>
<li>Joshi, N. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((18F-fluoride+positron+emission+tomography+for+identification+of+ruptured+and+high-risk+coronary+atherosclerotic+plaques%3A+A+prospective+clinical+trial%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet%22%5BJournal%5D)">18F-fluoride positron emission tomography for identification of ruptured and high-risk coronary atherosclerotic plaques: A prospective clinical trial.</a> Lancet. 383 (9918), 705-713 (2014).</li>
<li>Fiz, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((18F-NaF+uptake+by+atherosclerotic+plaque+on+PET%2FCT+imaging%3A+Inverse+correlation+between+calcification+density+and+mineral+metabolic+activity%5BTitle%5D)+AND+%22J+Nucl+Med%22%5BJournal%5D)">18F-NaF uptake by atherosclerotic plaque on PET/CT imaging: Inverse correlation between calcification density and mineral metabolic activity.</a> J Nucl Med. 56 (7), 1019-1023 (2015).</li>
<li>Kruithof, B. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+in+vivo+map+of+bone+morphogenetic+protein+2+post-transcriptional+repression+in+the+heart%5BTitle%5D)+AND+%22Genesis%22%5BJournal%5D)">An in vivo map of bone morphogenetic protein 2 post-transcriptional repression in the heart.</a> Genesis. 49 (11), 841-850 (2011).</li>
<li>Sheen, C. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pathophysiological+role+of+vascular+smooth+muscle+alkaline+phosphatase+in+medial+artery+calcification%5BTitle%5D)+AND+%22J+Bone+Miner+Res%22%5BJournal%5D)">Pathophysiological role of vascular smooth muscle alkaline phosphatase in medial artery calcification.</a> J Bone Miner Res. 30 (5), 824-836 (2015).</li>
<li>Tsai, M. T., Chen, Y. Y., Chang, W. J., Li, S. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Warfarin+accelerated+vascular+calcification+and+worsened+cardiac+dysfunction+in+remnant+kidney+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J+Chin+Med+Assoc%22%5BJournal%5D)">Warfarin accelerated vascular calcification and worsened cardiac dysfunction in remnant kidney mice.</a> J Chin Med Assoc. 81 (4), 324-330 (2018).</li>
<li>Wait, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Detection+of+aortic+arch+calcification+in+apolipoprotein+e-null+mice+using+carbon+nanotube-based+micro-ct+system%5BTitle%5D)+AND+%22J+Am+Heart+Assoc%22%5BJournal%5D)">Detection of aortic arch calcification in apolipoprotein e-null mice using carbon nanotube-based micro-ct system.</a> J Am Heart Assoc. 2 (1), e003358(2013).</li>
<li>White, D. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((19F+MAS-NMR+and+solution+chemical+characterization+of+the+reactions+of+fluoride+with+hydroxyapatite+and+powdered+enamel%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Odontol+Scand%22%5BJournal%5D)">19F MAS-NMR and solution chemical characterization of the reactions of fluoride with hydroxyapatite and powdered enamel.</a> Acta Odontol Scand. 46 (6), 375-389 (1988).</li>
<li>Czernin, J., Satyamurthy, N., Schiepers, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+mechanisms+of+bone+18F-NaF+deposition%5BTitle%5D)+AND+%22J+Nucl+Med%22%5BJournal%5D)">Molecular mechanisms of bone 18F-NaF deposition.</a> J Nucl Med. 51 (12), 1826-1829 (2010).</li>
<li>Chen, N. X., O'neill, K. D., Dominguez, J. M. 2nd, Moe, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regulation+of+reactive+oxygen+species+in+the+pathogenesis+of+matrix+vesicles+induced+calcification+of+recipient+vascular+smooth+muscle+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Vasc+Med%22%5BJournal%5D)">Regulation of reactive oxygen species in the pathogenesis of matrix vesicles induced calcification of recipient vascular smooth muscle cells.</a> Vasc Med. 26 (6), 585-594 (2021).</li>
<li>Klose, A. D., Paragas, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automated+quantification+of+bioluminescence+images%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Commun%22%5BJournal%5D)">Automated quantification of bioluminescence images.</a> Nat Commun. 9 (1), 4262(2018).</li>
<li>Chen-Mayer, H. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Standardizing+ct+lung+density+measure+across+scanner+manufacturers%5BTitle%5D)+AND+%22Med+Phys%22%5BJournal%5D)">Standardizing ct lung density measure across scanner manufacturers.</a> Med Phys. 44 (3), 974-985 (2017).</li>
<li>Coxson, H. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sources+of+variation+in+quantitative+computed+tomography+of+the+lung%5BTitle%5D)+AND+%22J+Thorac+Imaging%22%5BJournal%5D)">Sources of variation in quantitative computed tomography of the lung.</a> J Thorac Imaging. 28 (5), 272-279 (2013).</li>
<li>Rogasch, J. M. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influences+on+pet+quantification+and+interpretation%5BTitle%5D)+AND+%22Diagnostics+%28Basel%29%22%5BJournal%5D)">Influences on pet quantification and interpretation.</a> Diagnostics (Basel). 12 (2), 451(2022).</li>
<li>Liljequist, D., Elfving, B., Skavberg Roaldsen, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intraclass+correlation+-+a+discussion+and+demonstration+of+basic+features%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Intraclass correlation - a discussion and demonstration of basic features.</a> PLoS One. 14 (7), e0219854(2019).</li>
<li>Koo, T. K., Li, M. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+guideline+of+selecting+and+reporting+intraclass+correlation+coefficients+for+reliability+research%5BTitle%5D)+AND+%22J+Chiropr+Med%22%5BJournal%5D)">A guideline of selecting and reporting intraclass correlation coefficients for reliability research.</a> J Chiropr Med. 15 (2), 155-163 (2016).</li>
<li>Moss, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+coronary+plaque+imaging+using+%2818%29f-fluoride%5BTitle%5D)+AND+%22Circ+Cardiovasc+Imaging%22%5BJournal%5D)">Molecular coronary plaque imaging using (18)f-fluoride.</a> Circ Cardiovasc Imaging. 12 (18), e008574(2019).</li>
<li>Moss, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Coronary+atherosclerotic+plaque+activity+and+future+coronary+events%5BTitle%5D)+AND+%22JAMA+Cardiol%22%5BJournal%5D)">Coronary atherosclerotic plaque activity and future coronary events.</a> JAMA Cardiol. 8 (8), 755-764 (2023).</li>
<li>Badea, C., Hedlund, L. W., Johnson, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Micro-ct+with+respiratory+and+cardiac+gating%5BTitle%5D)+AND+%22Med+Phys%22%5BJournal%5D)">Micro-ct with respiratory and cardiac gating.</a> Med Phys. 31 (12), 3324-3329 (2004).</li>
<li>Yang, Y., Rendig, S., Siegel, S., Newport, D. F., Cherry, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiac+pet+imaging+in+mice+with+simultaneous+cardiac+and+respiratory+gating%5BTitle%5D)+AND+%22Phys+Med+Biol%22%5BJournal%5D)">Cardiac pet imaging in mice with simultaneous cardiac and respiratory gating.</a> Phys Med Biol. 50 (13), 2979-2989 (2005).</li>
<li>Liao, W., Deserno, T. M., Spitzer, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+free+non-diagnostic+dicom+software+tools%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Spie%22%5BJournal%5D)">Evaluation of free non-diagnostic dicom software tools.</a> Proc Spie. 6919, (2008).</li>
<li>Haak, D., Page, C. E., Deserno, T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+survey+of+dicom+viewer+software+to+integrate+clinical+research+and+medical+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22J+Digit+Imaging%22%5BJournal%5D)">A survey of dicom viewer software to integrate clinical research and medical imaging.</a> J Digit Imaging. 29 (2), 206-215 (2016).</li>
<li>Aiello, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((How+does+dicom+support+big+data+management%3F+Investigating+its+use+in+medical+imaging+community%5BTitle%5D)+AND+%22Insights+Imaging%22%5BJournal%5D)">How does dicom support big data management? Investigating its use in medical imaging community.</a> Insights Imaging. 12 (1), 164(2021).</li>
<li>Kristanto, W., Van Ooijen, P. M., Groen, J. M., Vliegenthart, R., Oudkerk, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Small+calcified+coronary+atherosclerotic+plaque+simulation+model%3A+Minimal+size+and+attenuation+detectable+by+64-MDCT+and+microCT%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Cardiovasc+Imaging%22%5BJournal%5D)">Small calcified coronary atherosclerotic plaque simulation model: Minimal size and attenuation detectable by 64-MDCT and microCT.</a> Int J Cardiovasc Imaging. 28 (4), 843-853 (2012).</li>
<li>Dehmeshki, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Volumetric+quantification+of+atherosclerotic+plaque+in+ct+considering+partial+volume+effect%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans+Med+Imaging%22%5BJournal%5D)">Volumetric quantification of atherosclerotic plaque in ct considering partial volume effect.</a> IEEE Trans Med Imaging. 26 (3), 273-282 (2007).</li>
<li>Demer, L. L., Tintut, Y., Nguyen, K. L., Hsiai, T., Lee, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rigor+and+reproducibility+in+analysis+of+vascular+calcification%5BTitle%5D)+AND+%22Circ+Res%22%5BJournal%5D)">Rigor and reproducibility in analysis of vascular calcification.</a> Circ Res. 120 (8), 1240-1242 (2017).</li>
<li>Alluri, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Scoring+of+coronary+artery+calcium+scans%3A+History%2C+assumptions%2C+current+limitations%2C+and+future+directions%5BTitle%5D)+AND+%22Atherosclerosis%22%5BJournal%5D)">Scoring of coronary artery calcium scans: History, assumptions, current limitations, and future directions.</a> Atherosclerosis. 239 (1), 109-117 (2015).</li>
<li>Zhang, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Advances+in+CT+techniques+in+vascular+calcification%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Cardiovasc+Med%22%5BJournal%5D)">Advances in CT techniques in vascular calcification.</a> Front Cardiovasc Med. 8, 716822(2021).</li>
<li>Achenbach, S., Raggi, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+of+coronary+atherosclerosis+by+computed+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+Heart+J%22%5BJournal%5D)">Imaging of coronary atherosclerosis by computed tomography.</a> Eur Heart J. 31 (12), 1442-1448 (2010).</li>
<li>Agatston, A. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantification+of+coronary+artery+calcium+using+ultrafast+computed+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22J+Am+Coll+Cardiol%22%5BJournal%5D)">Quantification of coronary artery calcium using ultrafast computed tomography.</a> J Am Coll Cardiol. 15 (4), 827-832 (1990).</li>
</ol>

A doença cardiovascular é uma das principais causas globais de morbidade e mortalidade, exigindo uma exploração rigorosa para descobrir seus mecanismos e elaborar estratégias preventivas e terapêuticas eficazes. A calcificação da artéria coronária (CAC) é amplamente reconhecida pelos especialistas da área como um fator preditivo para doença cardiovascular, elevando significativamente o risco de mortalidade cardiovascular 1,2,3,4,5. As calcificações microscópicas são consideradas os estágios iniciais da aterosclerose calcificada, e o termo "microcalcificações" tem sido usado para se referir a depósitos de cálcio entre 0,5 a 50 μm 6,7,8,9 de diâmetro. Acredita-se que essas pequenas calcificações coalescem para formar depósitos maiores de cálcio, alimentando a progressão da placa calcificada 6,7.
A tomografia por emissão de pósitrons (PET) e a tomografia computadorizada (TC) são ferramentas valiosas de pesquisa, frequentemente empregadas para a avaliação não invasiva da calcificação cardiovascular in vivo 5,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19 . Essas modalidades de imagem mostram-se particularmente vantajosas para rastrear a progressão da calcificação vascular em estudos longitudinais envolvendo pequenos animais de pesquisa 11,12,13,19. A microTC demonstrou eficácia no fornecimento de imagens anatômicas de depósitos de cálcio relativamente grandes 11,12,13,19,20.No entanto, sua utilidade para imagens de pequenos depósitos de cálcio em animais vivos é limitada por sua resolução espacial de ~ 100 μm 8,14, tornando difícil investigar a calcificação durante suas fases iniciais.
Um avanço notável é a adoção de imagens combinadas de microPET/microCT com o traçador PET, fluoreto de sódio marcado com flúor 18 (18F-NaF), como o método padrão para a detecção de calcificação com base em sua ligação à área de superfície mineral. Essa abordagem usa F-NaF radiomarcado 18, mostrado para identificar a superfície mineral de cálcio10,13 à medida que os íons fluoreto se ligam covalentemente à hidroxiapatita de cálcio, substituindo grupos hidroxila para formar fluoroapatita21. Consistente com a taxa de troca mais lenta em relação ao decaimento radioativo do 18F (meia-vida ~ 110 min) e à depuração do traçador através dos rins22, Irkle e colegas13 descobriram que a ligação de 18F-NaF a amostras de carótidas calcificadas estava limitada à superfície no momento da detecção. Assim, a absorção do traçador deve estar diretamente relacionada com a área de superfície mineral, que é maior quando uma determinada quantidade de mineral ocorre em vários pequenos focos ou na forma porosa do que quando presente em poucos depósitos sólidos grandes. Ao acentuar os estágios iniciais da mineralização com alta sensibilidade, 18a imagem F-NaF PET pode fornecer informações valiosas sobre os estágios iniciais da doença, tornando-a particularmente útil no estudo de estratégias preventivas e terapêuticas 13,14,15.
Mesmo com os avanços recentes na combinação de imagens microPET/microCT de calcificação vascular, há oportunidades para melhorar a precisão da análise de imagens em estudos longitudinais de calcificação cardiovascular. As abordagens convencionais usam delineamento manual e trabalhoso de regiões de interesse (ROI) em torno de cada região calcificada visível em cada camundongo em cada ponto de tempo individual ao longo do estudo longitudinal. Este método reduz a precisão, particularmente nos estágios iniciais da doença, quando os tamanhos dos depósitos de cálcio se aproximam dos limites de detecção dos scanners, potencialmente tornando invisíveis algumas áreas com depósitos minúsculos dispostos em baixa densidade.
No campo da imagem, o alinhamento geralmente se refere ao alinhamento espacial de uma série de imagens. Introduzindo o alinhamento como uma nova solução para os desafios existentes, nosso método proposto permite que os investigadores usem um local consistente para acompanhar a progressão da calcificação em imagens seriadas de indivíduos individuais ao longo de um estudo longitudinal. Dado que a calcificação tecidual é conhecida por surgir de vesículas de matriz nanométricas (50-150 nm), que coalescem para formar o mineral hidroxiapatita microscópico e macroscópico23, pode-se identificar retrospectivamente onde as microcalcificações teriam sido localizadas nas primeiras imagens antes de serem discerníveis.
Seguir esse mesmo local ao longo do tempo, possibilitado pelo alinhamento da imagem, é a base para esse método. Isso evita a necessidade de identificar diretamente os primeiros estágios de calcificação, pois o ROI é atribuído com base nos estágios mais recentes, quando a mineralização é prontamente identificada. Neste protocolo, apresentamos um método de análise de dados aprimorado e simplificado que incorpora o alinhamento de uma série temporal de imagens como uma etapa vital, aprimorando a quantificação precisa da deposição de cálcio em estudos de imagem longitudinal, combinados, microPET/microCT (Figura 1). Embora usemos a análise de dados PET/CT como exemplo, esse método pode ser aplicado às análises de outros dados de imagem longitudinal, incluindo tomografia computadorizada por emissão de fóton único (SPECT), ressonância magnética (MRI) e imagem óptica24.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66805/66805fig01.jpg"> Figura 1: Fluxograma de visão geral do protocolo. Fluxograma resumindo o novo protocolo para quantificar a calcificação cardiovascular. As etapas gerais incluem imagens longitudinais, alinhamento de imagens adquiridas em diferentes momentos e segmentação e quantificação da região calcificada. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66805/66805fig01large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>

<table><tbody><tr><td>Seringas de insulina estéreis de 0,5 cc</td><td>Exel International</td> <td># 26028</td><td>Usado para injeção IV de 18 F-NaF PET Tracer</td></tr><tr><td>18 F-NaF PET Tracer</td><td>CNSI Cyclotron</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Biorender</td><td>Biorender</td><td></td><td>Usado para figura 1</td></tr><tr><td>Fêmea Apoe - / - camundongo</td><td>Jackson Laboratories</td> <td># 002052</td><td>B6.129P2-Apoe tm1Unc/J</td></tr><tr><td>GNEXT PET/CT</td><td>Sofie Biosciences, Dulles, Virginia</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Isoflurano</td><td>Piramal Critical Care</td><td></td><td>Usado como anestesia para imagens de</td></tr><tr><td>camundongos ORS</td><td>Dragonfly Comet Technologies Canada Inc.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Estatísticas SPSS IBM</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dieta ocidental para camundongos</td><td>Envigo</td><td>#TD88139</td><td>21% de gordura, 0,2% de colesterol</td></tr></tbody></table>

novo protocolo de quantificação para progressão da calcificação cardiovascular usando imagens longitudinais de micropet/microct

Novel Quantification Protocol for Cardiovascular Calcification Progression Using Longitudinal MicroPET/MicroCT Images

Métodos de análise Esta seção ilustra a utilização bem-sucedida por meio de resultados representativos. Aqui, mostramos a imagem combinada de microPET / microCT de um único camundongo escaneado aos 15 e 18 meses de idade, após ser submetido a uma dieta ocidental (21% de gordura, 0,2% de colesterol) dos 12 aos 14 meses de idade. Seguindo as seções 2-8 do protocolo para quantificação de calcificação, quatro pesquisadores independentes mediram separadamente o conteúdo volumétrico de cálcio e a atividade de 18F-NaF PET usando as mesmas imagens representativas de microPET/microCT obtidas nos pontos de tempo de 15 e 18 meses. Análises estatísticas, incluindo média, desvio-padrão, coeficiente de correlação intraclasse (CCI)28,29, foram calculadas para determinar a confiabilidade interavaliadores e a reprodutibilidade do protocolo. As estimativas de CCI e seus intervalos de confiança de 95% foram calculados usando o pacote estatístico IBM SPSS com base em um modelo de efeitos aleatórios de 2 vias de classificação média (k = 4), consistência (ICC (C, 1)) (Arquivo Suplementar 1-Tabela Suplementar S1).
Resultados O conteúdo volumétrico de cálcio, que é derivado do volume e densidade da região calcificada, aumentou em um camundongo entre os pontos de tempo de imagem de 15 meses (média = 876,08 vHU, desvio padrão = 27,18 vHU) e 18 meses (média = 1253,13 vHU, desvio padrão = 7,61 vHU) (Figura 8). Em contraste, a atividade de 18F-NaF PET, que mede a área de superfície da região calcificada, diminuiu no mesmo camundongo entre os pontos de tempo da imagem de 15 meses (média = 24173,90 Bq / mm3, desvio padrão = 1426,60 Bq / mm3) e 18 meses (média = 13849,94 Bq / mm3, desvio padrão = 1524,67 Bq / mm3) (Figura 8).
Esses resultados são consistentes com achados anteriores de que 18imagens de PET e TC F-NaF fornecem o que parecem ser informações divergentes sobre placas ateroscleróticas 12,13,14. Um estudo longitudinal sobre calcificação mostrou uma tendência semelhante, sugerindo que a redução no sinal de 18F-NaF pode ser devido à coalescência de pequenos depósitos de cálcio, diminuindo a área de superfície apesar de um aumento no conteúdo12.
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66805/66805fig08.jpg"> Figura 8: Imagens representativas de microPET/CT. Vistas transversal (esquerda), coronal (meio) e sagital (direita) ilustrando a captação de flúor-18 (F-18) em 15 meses versus imagens microPET representativas de 18 meses. As pontas das setas brancas indicam regiões de calcificação. Abreviaturas: TC = tomografia computadorizada; PET = tomografia por emissão de pósitrons. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66805/66805fig08large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
Os pequenos desvios-padrão observados em nossos resultados sugerem um alto grau de concordância e consistência entre as medidas obtidas por diferentes pesquisadores. Além disso, o valor de ICC(C,1) de 0,997 com intervalo de confiança de 95% = 0,983-1,000 obtido em nosso estudo (Arquivo Suplementar 1-Tabela Suplementar S1) indica excelente concordância entre as medidas feitas por diferentes pesquisadores. Esse nível de concordância sugere que as medições são confiáveis e consistentes entre os pesquisadores, indicando a alta reprodutibilidade desse novo protocolo de quantificação.

Novo protocolo de quantificação para progressão da calcificação cardiovascular usando imagens longitudinais de MicroPET/MicroCT

Micro positron emission tomography (PET) and micro computed tomography (CT) imaging are powerful, ideal research tools for following the progression of ...

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Research

JoVE Journal

Medicine

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