Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Методическая статья

Улучшение локализации МРТ-отрицательной эпилепсии: синергия двойного зондирования ПЭТ/МР (18F-FDG/11C-FMZ)

589 просмотров

⸱

DOI:

10.3791/69386

⸱

5 декабря 2025 г.

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Nuclear Medicine, General Hospital of Northern Theater Command, 2Department of Haematology, General Hospital of Northern Theater Command

В этой статье

Краткое содержание

Здесь мы описываем протокол с использованием двойного зонда 18F-FDG/11C-FMZ PET/MRI, который точно локализирует эпилептогенный фокус при МРТ-отрицательной рефрактерной эпилепсии, тем самым оптимизируя диагностику и лечение.

Аннотация

Локализация рефрактерной эпилепсии, особенно при МРТ-отрицательных случаях, является критичной задачей при диагностике и лечении неврологических заболеваний. Для решения этой задачи в исследовании предлагается стандартизированный протокол локализации эпилептогенного фокуса с использованием метода двойной зондовой позитронно-эмиссионной томографии/магнитно-резонансной томографии (ПЭТ/МРТ). Протокол сосредоточен на выборе радиотрассеров, проектировании последовательностей визуализации и стратегиях интерпретации изображений. Выбор радиотрассеров: Эта визуализация сочетает метаболическую визуализацию ¹⁸F-фтордезоксиглюкозы (18F-FDG) и 11C-флумазенила (11C-FMZ) GABA_A рецепторов для обнаружения эпилептогенного центра у пациентов с рефрактерной эпилепсией путём выявления нарушений метаболизма глюкозы и изменений плотности GABA_A рецепторов; Проектирование последовательностей визуализации: сначала проводились ПЭТ/МР-сканы FDG, затем ПЭТ/МР FMZ через 24 часа, МРТ-изображения последовательностей с структурными и функциональными изображениями; Стратегия интерпретации изображений: стратегия двойной зондовой оценки выявляет потенциальный эпилептогенный фокус с помощью гипометаболизма FDG и снижения связывания FMZ, при этом параллельные результаты дают убедительные доказательства, количественный анализ включает стандартизированные значения поглощения (SUV) и индекс асимметрии (AI) изображений FDG и FMZ. В этом исследовании подробно описывается процесс подготовки радиотрассеров, параметры сканирования и методы слияния изображений, подтверждая эффективность протокола с помощью репрезентативных результатов. Внедрение технологии двойного зонда ПЭТ/МР может повысить точность локализации эпилептогенного фокуса, тем самым способствуя более точным оценкам и улучшая результаты лечения. В настоящее время этот протокол прошёл методологическую валидацию, и предварительные результаты указывают на его потенциал помочь в предоперационной оценке клинической эпилептогенной резекции фокуса (успешная операция была проведена у 3 пациентов на основе результатов локализации, без послеоперационных приступов). Для устранения технических ограничений (например, короткий период полураспада 11C-FMZ, зависимость от циклотронов) направления оптимизации включают разработку аналогов с длительным периодом полураспада и изучение комбинаций мультитрассеров. В будущем также возможна интеграция с анализом изображений с помощью искусственного интеллекта и идентификацией поражений. В итоге это исследование предлагает новые идеи для точной диагностики и лечения эпилепсии, имея значительные последствия для улучшения исходов лечения пациентов.

Введение

Рефрактерная эпилепсия, характеризующаяся устойчивостью к двум или более правильно подобранным и дозированным противоэпилептическим препаратам 1,2,3, часто проявляется как фокальная эпилепсия, сопровождаемая нейрокогнитивными нарушениями и сопутствующими психическимирасстройствами 4,5,6. Когда фармакологическое лечение не даёт результатов, хирургическая резекция эпилептогенного очага становится решающим вмешательством, что делает точную предоперационную локализацию ключевым условием для успешных результатов.

Традиционная магнитно-резонансная томография (МРТ) не выявляет эпилептогенный фокус примерно у 30–40% пациентов с рефрактернойэпилепсией 7. Стандартные протоколы, часто использующие сканер диаметром 1,5 Т и толщиной среза 5 мм, могут пропустить тонкие поражения, такие как склероз гиппокампа или фокальная кортикальнаядисплазия 8. Кроме того, структурное МРТ не может отразить динамические метаболические изменения, происходящие между интериктальными и иктальнымисостояниями 9, что подчёркивает ограниченную чувствительность традиционной визуализации. Хотя электроэнцефалография (ЭЭГ) может предоставлять информацию о электрофизиологической локализации, её пространственное разрешение ограничено, и она легко подвергается влиянию эффектов ослабления тканей кожиголовы 10. Эти ограничения затрудняют точную трёхмерную локализацию эпилептогенного фокуса. Кроме того, часто требуются инвазивные процедуры, такие как внутричерепный мониторингЭЭГ (11,12). Эти факторы в совокупности приводят к длительным циклам предоперационной оценки у пациентов с эпилепсией с МРТ-отрицательной эпилепсией, увеличивая риски, связанные с принятием хирургических решений, и напрямую влияя на клинический прогноз.

Клиническое применение интегрированной позитронно-эмиссионной томографии/магнитно-резонансной томографии (ПЭТ/МРТ) предлагает перспективное решение этой задачи. Эта технология может одновременно получать функциональную и метаболическую информацию, а также данные о анатомической структуре высокого разрешения, что позволяет точно пространственное и временное слияние мультимодальных изображений. Хотя ПЭТ/МР по своей природе повышает эффективность рабочих процессов за счёт интеграции нескольких исследований в одно сканирование, диагностическая специфичность одногорадиотрассера 13 всё ещё существуют. 18F-фтордезоксиглюкоза (18F-FDG) ПЭТ часто выявляет обширные гипометаболические области, которые могут находиться вне истинного эпилептогенного фокуса, что приводит к размытию хирургическойграницы 14. Кроме того, одиночные функциональные технологии визуализации, такие как 18F-FDG PET, всё ещё несут рискложноотрицательных результатов 15. Это ограничение в основном связано с недостаточным пространственным разрешением, что ограничивает их способность обнаруживать тонкие поражения, такие как микрокортикальная дисплазия и фокальная структурная дисплазиякоры 16.

Исследования показывают, что сочетание FDG и 11C-флумазенила (11C-FMZ) значительно снижает уровень ложноположительных результатов при локализации. FMZ точно определяет основную область аномалий рецепторов, тогда как FDG может отражать более широкую сеть функциональногоподавления 17,18. Цель данного исследования — создать двойной зондный протокол ПЭТ/МР с использованием 18F-FDG и 11C-FMZ. У пациентов с эпилептией в интериктальный период эпилептогенные очаги характеризуются низким метаболизмом из-за подавления синаптическойактивности 19. 18F-FDG ПЭТ-визуализация отражает эти области аномального метаболизмаглюкозы 20,21,22,23. В то же время 11C-FMZ ПЭТ-визуализация нацелена на распределение GABA_A рецепторов, что позволяет точно определить эпилептогенный фокус, имеющий аномальную плотностьрецепторов 24. Эта двухзондная техника ПЭТ/МР одновременно получает функциональную и анатомическую информацию, тем самым снижая ошибки пространственно-временной регистрации. Комбинирование метаболического (FDG) и анализа рецепторов (FMZ) с двумя параметрами повышает диагностическую специфичность. Он не только повышает точность локализации эпилептогенного фокуса, но и позволяет оценить функциональные особенности связности эпилептогенной сети путём анализа динамических метаболических параметров. Такой многомерный метод оценки даёт новые знания о патофизиологических механизмах эпилепсии и создаёт условия для разработки персонализированных планов лечения.

Хотя двойное зондирование ПЭТ/МР имеет определённый потенциал применения, современное клиническое применение ПЭТ/МРТ при МРТ-отрицательной эпилепсии не имеет оперативного стандартизированного протокола, и врачи сталкиваются с множеством трудностей на практике, таких как протоколы МР-сканирования, процедуры, стратегии сращения, количественный анализ и интерпретация изображений. Предлагая стандартизированный протокол сканирования на основе двойного зонда ПЭТ/МРТ, данная статья не только проверяет эффективность ПЭТ/МР в повышении точности локализации эпилептогенного фокуса у пациентов с рефрактерной эпилепсией, но и пытается создать набор стандартизированных процедур операции, которые можно продвигать, а также способствует переносу технологии в клинику. Этот протокол определяет ключевые аспекты, такие как выбор радиотрассеров, проектирование последовательностей визуализации и стратегия интерпретации изображений, что обеспечивает рекомендационную спецификацию операции для последующего клинического применения.

Двухзондный протокол ПЭТ/МР, предложенный в этом исследовании, методологически осуществим, но на практике необходимо выполнить следующие условия: во-первых, требования к оборудованию: требуется интегрированное оборудование для ПЭТ/МРТ; во-вторых, подготовка радиотрассеров: 11C-FMZ необходимо подготовить на месте с использованием циклотрона; в-третьих, совместимость процессов сканирования: сессии сканирования для 18F-FDG и 11C-FMZ должны планироваться с интервалом не менее 24 часов; В-четвёртых, технические требования к персоналу: необходимы профессиональные специалисты по ядерной медицине, овладевшие как метаболическим анализом с использованием ПЭТ, так и нейровизуализационной интерпретацией МРТ. Эти практические сложности могут повлиять на внедрение этого протокола в различных клинических условиях, и необходима дальнейшая оптимизация для снижения порога внедрения в будущем.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

Исследование получило одобрение местного комитета по медицинской этике. Это исследование придерживается принципов Хельсинкской декларации. Пациенты или их законные опекуны должны подписать письменную форму информированного согласия, в которой подробно описаны инвазивные процедуры, радиационное воздействие и требования к последующим наблюдениям.

1. Подготовка и контроль качества радиотрассеров

ПРИМЕЧАНИЕ: Необходимо соблюдать установленные принципы биологической и радиологической защиты профессии. Кроме того, важно соблюдать рекомендации по правильной и соответствующей утилизации медицинских и радиоактивных отходов во время всех эксплуатационных процедур, чтобы обеспечить безопасность и благополучие всех вовлечённых сотрудников.

  1. Основной процесс подготовки 18F-FDG
    ПРИМЕЧАНИЕ: Синтез полностью автоматизирован. Выполните следующие шаги менее чем за 60 минут, чтобы обеспечить высокую радиохимическую чистоту и стерильность в асептических условиях для клинической диагностики ПЭТ.
    1. Производство фтор-18 ионов ([18F]F⁻): бомбардируйте воду, обогащённую кислородом 18 (H₂¹⁸O), протонами в циклотроне.
    2. Захват и активация: Пропустите решение [18F]F⁻ через столбец анионного обмена (например, QMA). Затем элюируйте и активируйте колонку с помощью раствора ацетонитрила, содержащего карбонат калия (K 2CO3) и фазопереносного катализатора (например, Kryptofix 2.2.2, K222).
    3. Азеотропное обезвоживание: Добавьте ацетонитрил к остаткам. Затем нагревайте смесь и многократно испаряйте её под струей инертного газа до получения сухого остатка, обеспечивая полное удаление влаги и получение высокореактивного безводного источника фтора.
    4. Маркировка нуклеофильного фторирования: смешайте сухой источник фтора с прекурсором (Man(OTf)2-Ac) в безводном ацетонитриле, нагрейте реакционную смесь и получите промежуточный продукт с маркировкой [18F], ([18F]FDM).
    5. Дезащита от гидролиза щелочи: Добавьте гидроксид натрия и нагрейте смесь для гидролиза и удаления защитной группы ацетила, в результате чего получается сырой кислота 18F-FDG.
    6. Нейтрализация и очистка: нейтрализуйте гидролизный раствор, затем очищайте его с помощью твердофазной экстракции с использованием глинозёмного столба (для удаления свободных ионов фтора и катализаторов), затем колонки C18 с обратной фазой (для удаления гидрофобных примесей).
    7. Стерильная фильтрация и алицитирование: собирайте очищенный раствор фильтром через стерильный фильтр диаметром 0,22 мкм и по мере необходимости аквотируете.
    8. Быстрый контроль качества и выпуск: проведение критически важных тестов качества, включая активность, радиохимическую чистоту, pH, и завершение тестирования в очень короткие сроки (обычно <30 минут). Если продукт соответствует всем спецификациям, выпустите его для ПЭТ-визуализации.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Радиохимическая чистота (RCP) оценивается с помощью аналитической тонкослойной хроматографии (TLC) согласно фармакопейским стандартам, которые определяют минимальную RCP в 90%, при типичных значениях свыше 97%.
  2. Основной процесс подготовки 11C-FMZ
    ПРИМЕЧАНИЕ: Из-за короткого периода полураспада 11°C (20 мин) весь процесс от производства радионуклидов до конечного стерильного продукта должен быть завершен в течение 30 минут для обеспечения достаточной активности для визуализации.
    1. Производство и преобразование 11C-CO 2: Используйте циклотрон для получения 11C-CO2 посредством ядерной реакции 14N(p,α)11C, используя смесь 1%O2/N2 в качестве сырья.
    2. Генерировать 11C-трифторметансульфонилметилового эфира (11C-Triflate-CH3): перенести 11C-CO2 в систему синтеза препарата и далее преобразовать в 11C-Triflate-CH3.
    3. Нейтрализация с помощью HCl: растворить 0,5 мг деметилфлумазенила и 1 мг в 0,4 мл диметилформамида (DMF) внутри реакционной клетки. Среагировать эту смесь с 11C-triflate-CH3 при 0 °C в течение 5 минут, затем доведите до комнатной температуры (RT) и нейтрализуйте с помощью 0,5 моль/л HCl.
    4. Высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ) отделяет и очищает смесь с помощью ВЭЖХ. Колонна разделения: Нуклеозил 100-5 C18, 250 мм × 10 мм. Подвижная фаза: 22% раствор ацетонитрила, содержащий 0,01 моль/л фосфорной кислоты. Длина волны обнаружения: 254 нм. Расход: 4 мл/мин.
    5. Сбор радиоактивной пиковой фракции: Проведите дополнительную очистку с помощью колонкиC 18 , затем окончательную фильтрацию через стерильную фильтрационную мембрану 0,22 мкм для получения конечного продукта — 11C-FMZ.
    6. Проверка качества синтеза 11C-FMZ: Проверка радиохимической чистоты (RCP) путём проведения радиохимического анализа чистоты синтетического продукта с помощью HPLC. Хроматографические условия следующие: столбец: обратная фаза C18 столбца; Подвижная фаза: метанол/вода = 65/35 (v/v); Расход: 1,0 мл/мин; Детектор: детектор радиоактивности для онлайн-мониторинга радиоактивных сигналов. Убедитесь, что время удержания радиоактивного пика, соответствующего целевому соединению (11C-FMZ), соответствует времени известного стандарта (обычно 6,7 мин).
      ПРИМЕЧАНИЕ: Радиохимическая чистота определяется как процент радиоактивной целевой площади целевого пика относительно общей площади радиоактивного пика. Для признания партии квалифицированной и выпуска требуется значение ≥98 %. Успешная очистка ВЭЖХ характеризуется резким, симметричным радиоактивным пиком на хроматограмме в ожидаемом времени удержания для 11C-FMZ, с хорошим отделением от предыдущих или более поздних пиков. Собранная фракция должна выглядеть как прозрачный, бесцветный раствор. Однако его суть заключается в проверке результатов подготовки, подпадающих под контроль внутрипроцессного контроля (IPC), а не в комплексном тестировании качества для выпуска конечного продукта (например, стерильность и тестирование на эндотоксины).

2. Критерии включения пациентов

ПРИМЕЧАНИЕ: Данное исследование направлено на создание стандартизированного протокола ПЭТ/МР с двумя зондами. Выборка размера выборки основана на осуществимости, а не на статистических расчётах мощности, поскольку основная цель — установить процедурную воспроизводимость и предварительная техническая осуществимость в рамках хорошо определённой популяции пациентов.

  1. Примените следующие критерии, основанные на определенииконсенсуса 25 Международной лиги против эпилепсии (ILAE):
    1. Документируйте неудачу двух предыдущих схем противоэпилептических препаратов (AED).
    2. Подтвердить, что каждое исследование AED было адекватным с точки зрения выбора препарата (подходящего для типа приступа или синдрома эпилепсии), дозировки (титрированной до терпимой, клинически эффективной дозы) и продолжительности (достаточной для оценки эффективности, обычно не менее трёх месяцев).
    3. Определите неудачу лечения как рецидив любого типа приступа (включая ауры) после адекватного испытания, при этом неспособность обеспечить устойчивую свободу от приступов минимум в 12 месяцев.
  2. Вспомогательный диагноз для пациентов с рефрактерной эпилепсией.
    Синтезируйте следующие данные: эпилептиформные разряды на электроэнцефалограмме (ЭЭГ) (всплески, спайк-медленные волновые комплексы), структурные поражения на МРТ (например, склероз гиппокампа) и прогрессирующие когнитивные или поведенческие нарушения, выявленные нейропсихологическими оценками, чтобы поддержать диагноз рефрактерной эпилепсии и предположить её функциональные последствия.
  3. Исключить недопустимых участников на основании следующих критериев:
    1. Исключать, если абсолютные противопоказания включают недавнюю (в течение 3 месяцев) серьёзную операцию, травму или инфекцию.
    2. Исключить других участников клинических испытаний, которые не прошли период отмены.
    3. Исключайте женщин, которые находятся в состоянии беременности или кормят грудью.
    4. Исключайте тех, кто страдает клаустрофобией или не может поддерживать длительное сканирование.
    5. Исключать пациентов с наличием противопоказаний к ПЭТ/МР-устройствам (например, металлические импланты, кардиостимуляторы). Относительные противопоказания включают плохой гликемический контроль (глюкоза натощак >11,1 ммоль/л), тяжёлую печёночную или почечную недостаточность, которая может влиять на метаболизм препарата, а также тяжёлые сердечно-легочные или метаболические заболевания (например, диабет). Кроме того, исследователь должен будет исключить пациентов с тяжелой депрессией, тревожностью или психотическими симптомами, чтобы обеспечить их сотрудничество с исследованием.

3. Стандартизированный протокол для двойной зондовой ПЭТ/МР визуализации

  1. Проводите сканирование по следующей процедуре:
  2. Проведите ПЭТ/МРТ-скан FDG, чтобы получить метаболический профиль всего мозга. Впоследствии провести сканирование ПЭТ/МРТ ФМЗ не менее чем через 24 часа, чтобы избежать вмешательства остаточного ФДГ в количественный анализ ФМЗ.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Обширные гипометаболические области, выявленные FDG, могут служить ключевым ориентиром для последующего точного определения границ и локализации поражения FMZ. См. рисунок 1.

Рисунок 1
Рисунок 1: Блок-схема протокола инспекции. Схематическая схема протокола сканирования PET/MR с двойным зондом (18F-FDG/11C-FMZ). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этой фигуры.

4. Подготовка к экзамену ПЭТ/МРТ

  1. В течение 24 часов до начала исследования предупредите участников избегать алкоголя, кофеина, несущественных лекарств и интенсивных физических нагрузок. Подтвердите соответствие перед сканированием для поддержания стабильных физиологических состояний (например, биологических ритмов и когнитивных функций) и обеспечения точности данных.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Пациенты должны находиться в межприступном периоде. Пациенты должны оставаться без судорог до 24 часов до получения 18F-FDG и 11C-FMZ ПЭТ/МРТ 26. Этот временной промежуток помогает гарантировать, что наблюдаемое метаболическое снижение отражает интериктальное состояние, а не временные постиктальные изменения, тем самым повышая специфичность локализации эпилептогенного фокуса. Тот же принцип применяется к 11C-FMZ визуализации, чтобы избежать изменений в доступности GABA_A рецепторов вокруг иктального периода.
  2. Управление AED
    1. Перед ПЭТ-сканированием 11C-FMZ задержите AED, которые потенциально могут нарушать связывание GABA_A рецепторами (например, бензодиазепины, барбитураты), на время, достаточное для устранения их фармакологических эффектов, обычно не менее 5 периодов полураспада. Однако у пациентов с значительно повышенным риском судорог после прекращения приёма проводят корректировку AED под внимательным наблюдением и наблюдением лечащего специалиста по эпилепсии. Основной принцип — уделять приоритетное внимание безопасности пациентов.
    2. Оценка риска и принятие решений: определить, можно ли и как корректировать AED (например, снижение дозы вместо полного прекращения приема) на основе комплексной оценки пациента, включая его ежедневную частоту, тяжесть и медицинскую историю, а также подписать письменный протокол врачом.
    3. Альтернативные протоколы: если риск прекращения приёма соответствующих AED признаёт врачом слишком высоким, проводите сканирование без корректировки режима препарата. Однако в отчёте с изображением чётко задокументировать название принимаемого препарата, дозировку и время последней дозы, чтобы при интерпретации 11C-FMZ-изображений можно было учитывать возможный конкурентный ингибиторный эффект GABA_A соответствующего препарата на связывание рецепторов.
    4. Лечение отклонений от протокола: Любое отклонение от идеального протокола введения лекарств считается ошибкой сканирования, а скорее отражением реального клинического сценария. Анализируйте и документируйте интерпретацию изображений в контексте конкретной ситуации с медикаментозным лечением.
  3. Перед сканированием FDG ПЭТ/МРТ инструктуйте участников голодать 8 часов, избегая пищи, сладких напитков и внутривенного глюкозы. Убедитесь, что уровень глюкозы в крови остаётся ниже 11,1 ммоль/л перед проведением визуализации.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Перед осмотром FMZ PET/MR можно выпить обычную несладостную чистую воду. Если пациенту нужно есть, это следует делать не менее чем за 2 часа до обследования и ограничиваться легкими продуктами (например, белой кашей, белым хлебом), не содержащим кофеина или алкоголя.
  4. Проверьте форму заявки для подтверждения базовой информации по предмету, цели экзамена и программы; убедиться, что все подготовительные работы завершены; и зафиксировать данные субъекта в деле.
  5. Получить информированное согласие на проведение ПЭТ/МР от испытуемых и их семей, подробно описывая цель осмотра, процедуру, потенциальные риски и ожидаемые преимущества; а также подробное изучение медицинской истории, запись роста и веса, а также подтверждение отсутствия противопоказаний к МРТ.
  6. Установите периферический поверхностный венозный доступ и перепроверьте информацию о испытуемом, тип изображенного агента и дозу перед введением. Вводите контрастное вещество медленно внутривенно, затем промывайте трубки соответствующим количеством физиологического раствора для минимизации остаточных веществ. После инъекции используйте марлю, чтобы прижать точку прокола, чтобы предотвратить протечение, и точно фиксируйте время, место и активность инъекции.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Конкретная активность для каждого пациента стандартизирована с учетом массы тела. Доза рассчитывается по формуле: Введённая активность (MBq) = масса тела пациента (кг) × стандартная доза на килограмм (MBq/kg). Для обеспечения согласованности для всех пациентов нашего протокола выбирается фиксированное значение в указанном диапазоне (FDG: 5 MBq/kg, FMZ: 4,5 MBq/kg). Рассчитанная доза точно вводится в шприц и проверяется вторым технологом перед введением.
  7. Инъекции и время их поглощения
    1. Инъекция и время ввода для 11C-FMZ.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Из-за чрезвычайно короткого физического периода полураспада (20 минут) весь процесс от инъекции до начала сканирования должен быть эффективным и точным.
      1. Полный внутривенный (IV) укол в специальной подготовительной комнате. Сразу после инъекции сопроводите пациента в комнату ПЭТ/МР и подготовьте его к позиционированию, позированию и установке катушки.
      2. Контроль времени: Ограничьте этот процесс подготовки после инъекции менее чем 20 минутами, с целью как можно скорее начать сбор ПЭТ-данных. Любая ненужная задержка приведёт к значительному снижению активности трассера, что серьёзно повлияет на соотношение сигнал/шум и диагностическое значение изображений.
      3. Инициация сканирования: Проведите получение ПЭТ в течение 20 минут после инъекции. Это временное окно соответствует квазиравновесному состоянию связывания FMZ с рецептором с наилучшим соотношением сигнал/шум.
    2. Инъекция и время поглощения для 18F-FDG
      ПРИМЕЧАНИЕ: Сроки введения относительно гибкие, но необходимо обеспечить достаточное время обработки.
      1. Проведите внутривенную инъекцию в тихой, свето-непроницаемой комнате для подготовки. После инъекции держать пациента в состоянии покоя 30 минут, чтобы убедиться, что мозг достиг гомеостаза ФДГ, после чего следует поездка в комнату ПЭТ/МР и подготовка, такая как позиционирование, позирование и установка спирали.
      2. Инициация сканирования: Инициировать получение ПЭТ примерно через 40 минут после инъекции — временное окно, соответствующее квазиравновесному состоянию связывания FDG с рецептором и оптимальному соотношению сигнал/шум.
  8. После завершения инъекции немедленно начните процедуру аудиовизуальной изоляции. Приглушите свет в зале ожидания и установите температуру примерно на 22 °C. Попросите субъекта закрыть глаза, тихо отдохнуть в постели и избегать разговоров и еды в этот период.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Это стандартизированное состояние покоя критически важно для обеспечения стабильного поглощения и распределения радиотрассеров в мозге, особенно для 18F-FDG, который очень чувствителен к нейронной активности и воздействию окружающей среды.

5. Процесс ПЭТ/МР визуализации

  1. Перед осмотром инструктировать испытуемого и сопровождающих лиц убрать все металлические предметы, включая мобильные телефоны, головные уборы, протезы, очки, часы, кошельки и монеты. Кроме того, запретить ввод инвалидных колясок, носилок, смотровых кроваток, кислородных баллонов или оборудования для мониторинга в комнату сканирования.
  2. Дайте берушам и расположите их на спине на столе для осмотра ПЭТ/МР, затем используйте катушку голова-шея (8-канальный комбинированный катушь голова-шея), чтобы окружить область шеи и закрепить голову с помощью обездвижительного устройства (например, специализированного подголовника или пенопластовой подушечки), чтобы минимизировать движение и обеспечить комфорт.
  3. Инструктировать субъекта держать руки расслабленными по бокам и предупредить активировать сигнализацию, если он чувствует себя некомфортно.
  4. Просмотрите полученные изображения, чтобы убедиться, что голова объекта правильно центрирована внутри сканера и выровнена с центром катушки.
  5. Получайте данные PET с помощью алгоритма Order Subsets Expectation Maximization (OSEM) для реконструкции изображений. Проведите МР-визуализацию с использованием импульсной последовательности Zero Echo Time (ZTE) для коррекции затухания, что позволяет сегментировать кости, воздух и мягкие ткани.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Согласно результатам оценки неврологической функции, при необходимости пациенту следует вводить соответствующие дозы седативных препаратов, чтобы поддерживать его комфорт и стабильность во время ПЭТ/МР-осмотра. Это помогает обеспечить качество изображений и предотвращает размытие движения, вызванное дискомфортом или тревогой пациента. Такое размытие движения может повлиять на чёткость и точность финальных изображений.

6. Последовательности сканирования ПЭТ/МР и стратегии визуализации

ПРИМЕЧАНИЕ: Используемая система PET/MR — GE Healthcare SIGNA PET/MR (3,0 T MR с детектором LBS-SiPM).

  1. Проводите МР и ПЭТ-сканирование синхронно, с временем ПЭТ-сканирования 40 минут. МР-последовательности делятся на структурные и функциональные последовательности. В обычных условиях за две сессии получения получается только одно функциональное изображение. Решение зависит от состояния пациента во время этих сеансов; если состояние лучше, можно увеличить количество последовательностей МР-сканирования. Для сравнения эпизодов судорог и интериктальных периодов избирательно получайте дважды функциональные изображения. См. таблицу 1.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Роль MR-функциональных последовательностей является вспомогательной и дополнительной. Локализация эпилептогенного фокуса по-прежнему зависит от анализа слияния двойного зондового ПЭТ и высокоразрешающей структурной МРТ. Исследователи могут выбирать подход в зависимости от конкретных обстоятельств.

Таблица 1: Цели и параметры приобретения для каждой конкретной последовательности. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать эту таблицу.

7. Интерпретация результатов

  1. Контроль качества изображения и предварительная обработка
    1. Провести оценку оригинального качества изображения, включая предварительный контроль качества структурной МРТ, функциональной визуализации, 18F-FDG PET метаболической визуализации и 11C-FMZ PT-рецепторной связывающей визуализации. Продолжайте использовать только изображения, проходящие вышеуказанные проверки качества в последующие визуальные и количественные рабочие процессы. Обработка или удаление изображений, не проходящих контроль качества, согласно протоколу, изложенному в разделе 8.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Этот этап был реализован с помощью программного обеспечения для анализа изображений на рабочей станции GE Advantage Workstation 4.7, а именно Volume Viewer 7 для автоматизированного слияния. Ошибка точности измерения составляет минимум 0,1 мм и 0,1 градуса, а ошибка термоядерного синтеза — воксель.
    2. Fuse 18метаболических карт F-FDG PET и 11карт связывания рецепторов C-FMZ PET с высококачественными 3D-взвешенными анатомическими изображениями T1, при этом изображения последовательностей T2-FLAIR отображаются бок о бок в качестве ключевых ориентиров, что позволяет предварительно визуально оценить степень поражения.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Слияние считается успешным, когда изображения связывания метаболических/рецепторных ПЭТ и анатомические изображения МРТ с взвешенным Т1 обеспечивают точную регистрацию ключевых структур — включая кортикальные анатомические контуры, границы желудочков и гиппокамп — без призрака или смещения краёв.
  2. Количественный анализ
    1. Измерьте стандартизированные значения поглощения (SUV) поражений. Поражения, связанные с эпилепсией, часто имеют SUV-значения ниже, чем противоположная сторона или здоровая контрольная группа. Эта интерпретация требует сравнения с противоположной нормальной областью мозга или здоровой контрольной базой данных, вместо использования абсолютных порогов.
    2. Вычислите значение индекса асимметрии (AI). В клинической практике значение ИИ >10-15% обычно используется как порог для выявления метаболических нарушений поражений. Формула: AI(%) = |(Значение противоположного SUV - Поражение SUV)| / Противоположные внедорожники имеют значение × 100%.
    3. Оценить пространственную связь между аномальными регионами FDG и аномальными областями FMZ на основе интересующего региона (ROI), классифицируя перекрытие на три типа: полное перекрытие (аномальные области обладают высокой пространственной согласованностью), частичное перекрытие (зона аномалий FMZ полностью содержится в зоне аномалий FDG, но она меньше и более локализована) или полное разделение (аномальные области пространственно независимы друг от друга).
      ПРИМЕЧАНИЕ: Учреждениям настоятельно рекомендуется устанавливать внутренние лабораторные стандарты на основе своего специализированного оборудования, алгоритмов реконструкции и методов сегментации при применении этого протокола для достижения максимально точных результатов. Все количественные анализы должны поддерживать визуальную интерпретацию, в первую очередь служа для объективной количественной оценки визуально выявленных подозрительных аномалий и предоставлению дополнительных доказательств для принятия решений, когда визуальная оценка не является окончательной.
  3. Систематический анализ изображений с двойным зондом
    1. Проведите независимый анализ ПЭТ-изображений FDG.
      1. Определить области аномального метаболизма глюкозы, сосредотачиваясь на анатомическом расположении, пространственном пространстве, интенсивности (количественно измеряемой SUV) и морфологических характеристиках (например, чёткости границы) гипометаболических областей.
      2. Сочетайте визуальный анализ с количественными метриками, уделяя особое внимание фокальной гипометаболической зоне коры головного мозга и глубоким структурам.
    2. Проведите независимый анализ ПЭТ-изображений FMZ.
      1. Оцените GABA_A распределение рецепторов. Определить области с аномальным связыванием радиотрассеров (обычно проявляющейся как снижение локальной плотности связывания).
      2. Сосредоточьтесь на их анатомическом расположении, пространственном пространстве и на том, имеют ли они более чёткие границы по сравнению с гипометаболическими зонами FDG.
    3. Интегрируйте результаты двойных трассеров:
      1. Приоритизируйте области, демонстрирующие одновременное снижение метаболизма на 18F-FDG и 11снижения связывания C-FMZ как эпилептогенный фокус с высокой вероятностью. Этот процесс основан на ROI и количественных метриках, отображая изображения FDG и FMZ рядом для всесторонней оценки результатов.
    4. Интегрировать результаты мультимодальной визуализации с помощью следующих подходов:
      1. Сопоставьте анатомически идентифицированные области с ПЭТ-сканирований FDG и FMZ.
      2. Оценивайте пространственную согласованность.
      3. Количественный анализ различий параметров изображения.
      4. Принимайте всесторонние решения, учитывая клинические и электрофизиологические данные. Локализуйте эпилептические очаги на определённые доли, извилины или подкорковые структуры.

8. Устранение неполадок и контроль качества

ПРИМЕЧАНИЕ: Этот протокол разработан для обеспечения высокого качества собранных данных. Ниже приведены общие проблемы, их возможные причины и рекомендуемые корректировки. Перед введением любых корректировок следует взвесить влияние на безопасность пациентов, дозу радиации и целостность диагностической информации.

  1. Плохое слияние изображений
    1. Профилактика: используйте повторяемое устройство для обездвиживания головы для каждого сканирования, чтобы обеспечить равномерное положение тела.
    2. Лечение: выполните ручное или полуавтоматическое тонкое сплавление с помощью программного обеспечения для рабочих станций. Если есть ошибки слияния, фиксируйте их и учитывайте их влияние при интерпретации результатов. Если их нельзя удовлетворительно исправить, считайте исследование недействительным.
    3. Обзор: Всегда визуально проверяйте точность слияния, накладывая на дисплей и проверяя слияние ключевых анатомических структур (например, гиппокамп, края желудочков).
  2. Артефакты движения
    1. Профилактика: Правильно общайтесь перед сканированием, чтобы обеспечить сотрудничество пациентов. Для тревожных или неохотных пациентов используйте седативные средства по мере необходимости согласно заранее установленным критериям.
    2. Распознавание: Отслеживайте процесс восстановления изображения в реальном времени и немедленно приостанавливайте сканирование при обнаружении артефактов.
    3. Обращение с артефактами.
      1. Для слабых артефактов попробуйте восстановить изображение с помощью алгоритмов коррекции движения.
      2. Для тяжелых артефактов рассмотрите возможность повторного обнаружения поражённой части последовательности (особенно для последовательностей МР), если состояние пациента позволяет и активность трассера достаточна.
      3. Для FMZ-сканирования быстро оцените, поддерживает ли оставшаяся активность повторное получение.
  3. 11Задержка сканирования C-FMZ
    1. Профилактика: оптимизировать процессы синтеза и контроля качества для обеспечения плавного перехода. Завершите все неинвазивные препараты перед введением инъекций.
    2. Случайность:
      1. На короткую задержку (<10 мин) проведите немедленный сбор, как было запланировано. Понимайте, что снижение активности может привести к снижению отношения сигнал/шум изображения, и это необходимо отметить в отчёте.
      2. Для более длительных задержек (>10 минут) скорректируйте время сбора данных. Следуйте шагу 8.2.3.2-8.3.2.5.
      3. Отложите начальную точку приобретения, но убедитесь, что длительность набора достаточна (например, 30-50 минут после инъекции). Это может снизить количественную точность, но спасти качественный диагноз.
      4. Корректируйте параметры реконструкции, используйте алгоритмы или параметры, направленные на низкие показатели при реконструкции изображения, чтобы оптимизировать качество изображения.
      5. Повторное сканирование: если задержка слишком длительная, что приводит к значительному отсутствию активности и условий, позволяющих (например, политика больницы, этическое одобрение, согласие пациента), рассмотрите возможность повторного сканирования с помощью свежеподготовленного трассера на следующий день или в другой день.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

Все изображения кейсов в этом исследовании подвергались строгому процессу контроля качества, указанному в пунктах 7.1 и разделе 8 данного протокола. Их включали в анализ только после того, как убедились в соответствии следующим критериям: (1) на МРТ-снимках не было явных артефактов движения или геометрических искажений; (2) распределение трассеров ПЭТ-изображений было однородным, а отношение сигнал/шум соответствовало требованиям количественного анализа; и (3) автоматическое слияние ПЭТ и МРТ-изображений прошло успешно, ...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

Основной целью этого исследования было установление и определение стандартизированного оперативного протокола для двойного зондирования (18F-FDG/11C-FMZ) ПЭТ/МРТ при оценке рефрактерной эпилепсии с МРТ-отрицательной реакцией. Острая клиническая потребность в таком протоколе связана с отсутствием единых спецификаций между центрами, что приводит к несогласованности в получении, анализе и интерпретации визуализации, что затрудняет сопоставимость результатов и более шир...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

Авторы не имеют конфликта интересов, подтверждая свою приверженность прозрачности и честности в своих исследованиях, гарантируя, что их выводы и выводы представлены без какого-либо чрезмерного влияния или предвзятости, которые могут возникнуть из-за личных или финансовых отношений.

Благодарности

Это исследование было поддержано независимым исследовательским проектом Northern Theatre General Hospital «HGFc-MET Regulation of Metabolic Reprogramming and Remodelling of the Immune Microenvironment при колоректальном раке» (ZZKY2024001), независимым исследовательским проектом Northern Theatre Command General Hospital «Study on PET/MR-Combined Limmphoid Imaging-guided Method Treatment Methodality Treatment for AD» (ZZKY2024002) и независимым исследовательским проектом Northern Theatre Command General Hospital. «Исследование интеллектуальной мультимодальной системы диагностики и лечения метастазирования костей при раке молочной железы» (ZZKY2024003).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
Вода, богатая 18O,Тайё Ниппон Сансо, Япония24-0091
АцетонитрилABX, ГерманияTF-A1-231207002
Мембрана фильтра воздуха (Millex-25)Merck, ГерманияSLFGN25VS
Безводный этанолХимический реагент Sinopharm, Шанхай, Китай10009293
Колонка хроматографии C18 с связанным кремнеземомМачерей-Нагель, Германия715412.100
ЦиклотронGE, СШАMINITRACE
ДесметилфлумазенилJiangsu Huayi Technology Co., Ltd., КитайDFBE-95-0001A
Диметилформамид (ДМФ)Bailingwei Technology Co., Ltd., Китай983353
EtOHABX, Германия10009216
Система полупрепаративного анализа ВЭЖХSYKNM, ГерманияS-1122
Раствор K2CO3ABX, ГерманияTF-K1-230724001
Kryptofix[2.2.2](K222)ABX, Германия800
жидкостная фильтрующая мембрана (Millex-GV)Merck, ГерманияSLGVR33RB
Bailingwei Technology Co., Ltd., Китай114895
PET/MRGE, СШАСигна
Колонка QMAУотерс, США186002350
Активность радионуклидовКапинтек, СШАCRC-25R
Эталонный стандарт ФлумазенилJiangsu Huayi Technology Co., Ltd., КитайFBE-97-0001A
Колонка хроматографии Sep-Pak C18Уотерс, США046933248A
Трифторметансульфоновая кислотаСигма-Олдрич, СШАMKBW5282V

Ссылки

  1. Janson, M. T., Bainbridge, J. L. Continuing burden of refractory epilepsy. Ann Pharmacother. 55 (3), 406-408 (2021).
  2. Regesta, G., Tanganelli, P. Clinical aspects and biological bases of drug-resistant epilepsies. Epilepsy Res. 34 (2-3), 109-122 (1999).
  3. Chen, S., et al. Drug-resistant epilepsy and gut-brain axis: an overview of a new strategy for treatment. Mol Neurobiol. 61 (12), 10023-10040 (2024).
  4. Chipaux, M., et al. Epilepsy diagnostic and treatment needs identified with a collaborative database involving tertiary centers in France. Epilepsia. 57 (5), 757-769 (2016).
  5. Kwan, P., Brodie, M. J. Drug treatment of epilepsy: when does it fail and how to optimize its use. CNS Spectr. 9 (2), 110-119 (2004).
  6. Au Yong, H. M., et al. Ocular motility as a measure of cerebral dysfunction in adults with focal epilepsy. Epilepsy Behav. 141, 109140(2023).
  7. Pittau, F., et al. MP2RAGE and susceptibility-weighted imaging in lesional epilepsy at 7T. J Neuroimaging. 28 (4), 365-369 (2018).
  8. Rusbridge, C., et al. International Veterinary Epilepsy Task Force recommendations for a veterinary epilepsy-specific MRI protocol. BMC Vet Res. 11, 194(2015).
  9. Ende, G. R., Laxer, K. D., Knowlton, R. C., et al. Temporal lobe epilepsy: bilateral hippocampal metabolite changes revealed at proton MR spectroscopic imaging. Radiology. 202 (3), 809-817 (1997).
  10. Marino, M., Mantini, D. Human brain imaging with high-density electroencephalography: techniques and applications. J Physiol. , (2024).
  11. Zhang, N., et al. The application of magnetoencephalography versus scalp electroencephalography in intractable temporal lobe epilepsy. Chin J Intern Med. 46 (5), 370-372 (2007).
  12. Gavaret, M., Maillard, L., Jung, J. High-resolution EEG (HR-EEG) and magnetoencephalography (MEG). Clin Neurophysiol. 45 (1), 105-111 (2015).
  13. Niu, N., et al. Performance of PET imaging for the localization of epileptogenic zone in patients with epilepsy: a meta-analysis. Eur Radiol. 31 (8), 6353-6366 (2021).
  14. Vivash, L., et al. 18F-flumazenil: a γ-aminobutyric acid A-specific PET radiotracer for the localization of drug-resistant temporal lobe epilepsy. J Nucl Med. 54 (8), 1270-1277 (2013).
  15. Dong, M. J., et al. Malignant tumor with false negative 18F-FDG PET image. Chin J Oncol. 28 (9), 713-717 (2006).
  16. John, S., Duncan, J. Imaging in the surgical treatment of epilepsy. Nat Rev Neurol. 6, 537-550 (2010).
  17. Avendaño-Estrada, A., et al. Quantitative analysis of [18F]FFMZ and [18F]FDG PET studies in the localization of seizure onset zone in drug-resistant temporal lobe epilepsy. Stereotact Funct Neurosurg. 97 (4), 232-240 (2019).
  18. Cai, B., Jiang, S., Huang, H., et al. Fusion of FDG and FMZ PET reduces false-positives in predicting epileptogenic zone. AJNR Am J Neuroradiol. 46 (7), 1493-1500 (2025).
  19. Fessel, J. Does synaptic hypometabolism or synaptic dysfunction originate cognitive loss? Analysis of the evidence. Alzheimers Dement (N Y). 7 (1), e12177(2021).
  20. O'Donoghue, M. F., Duncan, J. S., Sander, J. W. The National Hospital Seizure Severity Scale: a further development of the Chalfont Seizure Severity Scale. Epilepsia. 37 (6), 563-571 (1996).
  21. Witte, O. W., et al. Dynamic changes of focal hypometabolism in relation to epileptic activity. J Neurol Sci. 124 (2), 188-197 (1994).
  22. Semah, F. Temporoporal metabolic abnormalities in temporal lobe epilepsies. Epileptic Disord. 4 (Suppl 1), S41-S49 (2002).
  23. Mazziotta, J. C., Engel, J. The use and impact of positron computed tomography scanning in epilepsy. Epilepsia. 25 (Suppl 2), S86-S104 (1984).
  24. Juhász, C., et al. Glucose and [11C]flumazenil positron emission tomography abnormalities of thalamic nuclei in temporal lobe epilepsy. Neurology. 53 (9), 2037-2045 (1999).
  25. Kwan, P., Arzimanoglou, A., Berg, A. T., et al. Definition of drug resistant epilepsy: consensus proposal by the ad hoc Task Force of the ILAE Commission on Therapeutic Strategies. Epilepsia. 51 (6), 1069-1077 (2010).
  26. Nienke, N., de Laat, N., Tolboom, F. S. S., Leijten, F. S. Optimal timing of interictal FDG-PET for epilepsy surgery: a systematic review on time since last seizure. Epilepsia Open. 7 (4), 512-517 (2022).
  27. Kato, T., Inui, Y., Nakamura, A., Ito, K. Brain fluorodeoxyglucose (FDG) PET in dementia. Ageing Res Rev. 30, 73-84 (2016).
  28. Giffard, C., et al. Decreased chronic-stage cortical 11C-flumazenil binding after focal ischemia-reperfusion in baboons: a marker of selective neuronal loss. Stroke. 39 (3), 991-999 (2008).
  29. Hammers, A., et al. Grey and white matter flumazenil binding in neocortical epilepsy with normal MRI. A [11C]flumazenil PET study. Brain. 131 (Pt 10), 2766-2779 (2008).
  30. Muzik, O., et al. Intracranial EEG versus flumazenil and glucose PET in children with extratemporal lobe epilepsy. Neurology. 54 (1), 171-179 (2000).
  31. Radder, N., Sonar, S., Nanivadekar, A., Radder, S. Synergy in neuroimaging: PET-CT and MRI fusion for enhanced characterization of brain pathology. Cureus. 16 (11), e74353(2024).
  32. Witkowska-Wrobel, A., Aristovich, K., Crawford, A., Perkins, J. D., Holder, D. S. Imaging of focal seizures with electrical impedance tomography and depth electrodes in real time. Neuroimage. 234, 117972(2021).
  33. Jaber, K., et al. A spatial perturbation framework to validate implantation of the epileptogenic zone. Nat Commun. 15 (1), 5253(2024).
  34. Taussig, D., Montavont, A., Isnard, J. Invasive EEG explorations. Neurophysiol Clin. 45 (1), 113-119 (2015).
  35. Phelps, M. E. Positron emission tomography provides molecular imaging of biological processes. Proc Natl Acad Sci U S A. 97 (16), 9226-9233 (2000).
  36. Mohan, A. M., Beindorff, N., Brenner, W. Nuclear medicine imaging procedures in oncology. Methods Mol Biol. 2294, 297-323 (2021).
  37. Catana, C., et al. PET/MRI for neurologic applications. J Nucl Med. 53 (12), 1916-1925 (2012).
  38. Garcia-Pallero, M. A., Torres, C. V., Manzanares-Soler, R., Camara, E., Sola, R. G. The role of diffusion tensor imaging in the pre-surgical study of temporal lobe epilepsy. Rev Neurol. 63 (12), 537-542 (2016).
  39. Braakman, H. M., et al. Microstructural and functional MRI studies of cognitive impairment in epilepsy. Epilepsia. 53 (10), 1690-1699 (2012).
  40. Poirier, S. E., et al. 18F-FDG PET-guided diffusion tractography reveals white matter abnormalities around the epileptic focus in medically refractory epilepsy: implications for epilepsy surgical evaluation. Eur J Hybrid Imaging. 4 (1), 10(2020).
  41. Proisy, M., et al. Arterial spin labeling in clinical pediatric imaging. Diagn Interv Imaging. 97 (2), 151-158 (2016).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Теги

Эта статья была опубликована

Видео скоро будет доступно

Связаться с нами
Порекомендовать библиотеке

Конфиденциальность

Условия использования

Политики

© 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.