Summary
יש צורך גדול כדי לזהות טרשת עורקים הלא פולשני, וכאן אנו מדגימים כיצד FDG-PET/CT יכול לשמש כדי לזהות ולכמת פעילות פלאק טרשת עורקים ודלקות כלי דם.
Abstract
קונבנציונאלי לא פולשנית שיטות הדמיה של טרשת עורקים כגון סידן לב כלילית (CAC) 1 ו עובי הראש המדיאלי intimal (C-IMT) 2 לספק מידע על הנטל של המחלה. עם זאת, למרות מחקרים אימות מרובות של 3-5 CAC, ו-C-IMT 2,6, שיטות אלו לא להעריך נכונה מאפיינים פלאק 7,8, ו ההרכב המדינה דלקתית של פלאק לקבוע את יציבותו, ולכן את הסיכון אירועים קליניים 9-13.
[18 F]-2-Fluoro-2-deoxy-D-גלוקוז (FDG) הדמיה באמצעות טומוגרפיה של פליטת פוזיטרונים (PET) / טומוגרפיה ממוחשבת (CT), נחקרה בהרחבה במטבוליזם האונקולוגיים 14,15. מחקרים באמצעות מודלים של בעלי חיים ו אימונוהיסטוכימיה בבני אדם הראו כי FDG-PET/CT רגיש להפליא לאיתור פעילות מקרופאג 16, מקור חשוב של דלקת הסלולר דפנות כלי. מומחדש לאחרונה, אנו 17,18 ואחרים הראו כי FDG-PET/CT מאפשרת מדידות מדויקות מאוד, הרומן של פעילות דלקתית של פעילות של משקעים של טרשת עורקים גדולים ובינוניים 9,16,19,20. מחקרים FDG-PET/CT יש יתרונות רבים על פני שיטות הדמיה אחרות: 1) רזולוציה ניגודיות גבוהה, 2) כימות היקף רובד פעילות מטבולית המאפשר כימות רב מודאלית פלאק טרשת עורקים, 3) דינמית, בזמן אמת, in vivo הדמיה; 4) מפעיל תלות מינימלית. לבסוף, דלקת כלי דם זוהה על ידי FDG-PET/CT הוכח לחזות לב וכלי דם (CV) אירועים עצמאיים של גורמי הסיכון המסורתיים 21,22, והוא גם קשור מאוד עם הנטל הכולל של טרשת עורקים 23. פעילות פלאק ידי FDG-PET/CT היא מווסתת על ידי המוכרים התערבויות קורות חיים מועילים כגון לטווח קצר (12 שבועות) טיפול בסטטינים 24 כמו גם לטווח ארוך יותר שינויים בסגנון החיים טיפולית (16 חודשים) 25. המתודולוגיה הנוכחית של כימות של קליטת FDG ב פלאק טרשת עורקים כולל מדידת ערך ספיגת סטנדרטית (SUV) של העורק עניין של בריכת דם ורידי כדי לחשב את יעד יחס ברקע (TBR), אשר מחושב על ידי חלוקת SUV עורקים על ידי דם ורידי בריכה SUV. שיטה זו הוכיחה לייצג פנוטיפ יציבה, לשחזור לאורך זמן, יש רגישות גבוהה לגילוי של דלקת בכלי הדם, יש גם גבוהה בין לבין התוך קורא אמינות 26. כאן אנו מציגים את המתודולוגיה שלנו להכנת החולה, רכישת התמונה, כימות של הפעילות פלאק טרשת עורקים ודלקות כלי דם באמצעות רכב שטח, TBR, ואת פרמטר גלובלי שנקרא המוצר נפח מטבולית (MVP). גישות אלה ניתן ליישם על מנת להעריך דלקת כלי דם בדגימות לימוד שונים של עניין באופן עקבי כפי שעולה בפרסומים קודמים מספר. 9,20,27,28 </ Sup>
Protocol
1. החולה הכנה קבלת תמונות
- להבטיח לפחות 1 שעה הדמיה חריץ זמן על סורק PET / CT, רצוי אחד עם זמן של הטיסה יכולות איכות תמונה משופרת. במוסד שלנו, אנו משתמשים TF תאומים סורק, שהוא הכי PET / CT של מערכת מערכות פיליפס מדיקל, והוא משלב סורק PET מבוסס על גלאי LYSO עם מערכת 16-Slice CT זוהר.
- יש נושאים מהיר במשך 8 שעות לפני הסריקה FDG-PET/CT. בדוק בצום בדם (FSG) רמות הגלוקוז באמצעות fingerstick להבטיח גלוקוז בדם <200 מ"ג / ד"ל לפני FDG הממשל. הדבר מבטיח כי רמת הסוכר בגוף אינו מתחרה עם FDG.
- אם FSG <200 מ"ג / ד"ל, הכנס לא יהיה קטן מ קו 20-מד (IV) תוך ורידי לניהול (FDG) radiotracer IV. ניהול כ 5.2 MBq / ק"ג של FDG.
- ~~~HEAD=NNS 60 דקות לאחר מתן תוך ורידי של FDG, לבצע CT במינון נמוך הדמיה של הגוף כולו. לאחר מכן לרכוש את פליטת PETתמונות הגולגולת קודקוד על בהונות. ביום מסוים PET / CT מופיע 1.1), שחזור התמונה מתבצע בדרך כלל באמצעות רשימה במצב המקסימלי, הסבירות ציפייה, מקסום (ML-EM) אלגוריתם עם 33 תת הורה ו 3 חזרות, שם הדגם כולל מערכת בזמן של הטיסה, כמו גם תיקונים, נורמליזציה הנחתה, הרנדומים, ולפזר. מוגדלת במינון נמוך תמונות ה-CT מנוצלים לתיקון הנחתה של תמונות חיות מחמד באופן אוטומטי, מה שמוביל זמן הבדיקה ירד ואיכות תמונה משופרת ביחס חיצוני תיקון הנחתה רדיואקטיבי המשמש מקור במחשבים רק PET.
2. תמונה PET איכותי הערכה
- לפרש שחזורים חיות מחמד צירית, sagittal, ואת העטרה עם ובלי תיקון הנחתה באמצעות נמוכים שאינם בניגוד במינון תמונות ה-CT של התיחום המרחבי של מבנים כלי הדם של עניין, כמו גם עבור לוקליזציה אנטומי מדויק של תחומי עלייה במיפוי radiotracer SEen על תמונות PET.
3. PET הערכה כמותית תמונה
- לאחר בדיקה איכותית של התמונות, לזהות גבולות לחלק את אבי העורקים אל בסעיפים הבאים: האאורטה העולה, קשת אבי העורקים, אבי העורקים החזי יורד, אבי העורקים בבטן suprarenal, ואת אבי העורקים בבטן infrarenal. לשם הפשטות, קשת אבי העורקים יכולה להיות מוגדרת על ידי אותם חלקים של אב העורקים החזי המופיעים כמגזר רציף על תמונות רוחביים, כאשר נעים לכיוון craniocaudal, שבו עולים ויורדים חלקים של אב העורקים החזי לא יופיע להיות מחובר. מקורו של העורק צליאק יכול לשמש ציון דרך אנטומי בין אבי העורקים החזי יורד ואבי העורקים בטן עורקי הכליה לשמש ציון דרך האנטומי בין המגזרים suprarenal ו infrarenal של אבי העורקים בבטן.
- עורקי ספיגת FDG (כמדד של דלקת עורקים) ברגליים ובצוואר נמדדת על ידי הנחת אזור של intereרחוב (ROI) סביב עורק אחד הריבית על פרוסות של coregistered PET / CT תמונות רוחביים שעוברים דרך העורק. במקרה של אבי העורקים, החל פרוסת אבי העורקים מעולה ביותר, בזהירות לצייר כל ההחזר על ההשקעה לכלול את כל האזור של קליטת FDG על פרוסת כי תוך הימנעות הרקמות הסובבות אחרים עם ספיגת radiotracer מוגבר (איור 1). תמונה זו צולמה מחולה בהזדקנות שלנו במחקר טרשת עורקים 20.
- לאחר מכן, באמצעות המוקדש PET / CT תוכנת ניתוח תמונת לחשב SUV לכל פרוסה [במוסד שלנו, אנו משתמשים Workstation זוהר מורחבת, Philips Healthcare, Bothell, וושינגטון] מקסימלית כלומר ערך ספיגת סטנדרטית (SUV) ההחזר על ההשקעה של כל אחד נמדד ( איור 2). תמונה זו צולמה מחולה בהזדקנות שלנו במחקר טרשת עורקים 20.
- חזור על הליך זה עבור פרוסות סריקת PET שעוברים דרך העורקים של עניין במרווחי זמן קבועים (למשל כל 5-20 מ"מ). סךמספר פרוסות יהיה שונה מנושא לנושא בהתאם ה"הביטוס הגוף וריאציה אנטומית.
- אתר הנחות הווריד הנבוב (IVC) באזור הבטן, שם לפחות 6-8 פרוסות רציפים ניתן דמיינו. מניחים את ההחזר על ההשקעה סביב IVC על כל פרוסה רוחבי להשיג לפחות 8 ורידית אומר מדידות SUV אשר ישמשו לחישוב רקמת אל הרקע תפעוליות (TBR) כמתואר בהמשך.
4. התוצאה הדמיה חישובים
- ממוצע פרוסה רכבי השטח העורקים (באמצעות ערכים ממוצעים ומקסימום) על כל פרוסות העוברים דרך העורק (למשל, העורק הראשי) או קטע עורקים עניין (למשל אבי העורקים עולה, קשת אבי העורקים, אבי העורקים החזי יורד, אבי העורקים בבטן suprarenal, אבי העורקים בבטן infrarenal) כדי ליצור משמעות SUV ומקסימום מדידות SUV עבור כל עורק או בעורקים קטע של עניין. פרמטרים אלו משמשים כאמצעי 1 תוצאות הנטל הממוצע של טרשת עורקים בתוך עורק או בעורקים קטע מעניין. רשום את סטיית התקן של רכבי השטח המתקבלים מדידות פרוסה עבור ניתוחים סטטיסטיים.
- לאחר מכן, לחלק את קטע העורק או העורקים אומר SUV ידי ורידי מתכוון להשיג SUV בשלב 3.4 למטרות נורמליזציה. התוצאה היא TBR העורקים או עורקים קטע מדד המהווה תוצאה נוספת לפעילות פלאק טרשת עורקים.
- לבסוף, בניסיון להבין את הנטל העולמי של טרשת עורקים בתוך עורק או בעורקים קטע של עניין, כל אחד אומר להכפיל עורקים לקבל רכב שטח על פי היקף פרוסת ההחזר על ההשקעה (מחושב על ידי הכפלת שטח של ההחזר על ההשקעה על ידי עובי פרוסת) לפי ההחזר על ההשקעה פרוסה ואת הסכום על כל פרוסות העוברים דרך עורק או בעורקים קטע של עניין. זה יוצר העורקים או קטע עורקים כלומר חילוף החומרים, נפח המוצר (MVP) כתוצאה שלישי מדידה של פעילות רובד הנטל. ראוי לציין, אזורים כלי עניין שאין להם פעילות מטבולית יתרום מעט MVP ולכן, הפרמטר הזה עדיין בתוקף כמדד של פלאק פעיל.
- אם אחד מבצע את סיכום ממוצעים MVPs אבי העורקים הרשומות 4.3 על כל פרוסות העוברים דרך אבי העורקים, התוצאה תהיה נטל דלקתית העולמי (גיב), אשר תשמש את התוצאה 1/4 למדידת הפעילות פלאק טרשת עורקים טרשת עורקים בתוך אבי העורקים .
דוגמה של ערכי ארבעת התוצאות כי כבר שמקורם בחולה בודד כחלק ממחקר מתמשך של 18 פסוריאזיס מוצג בטבלה 1.
5. נציג תוצאות
הטבלה שלהלן מציגה שיטות שונות של קביעת תוצאות לפעילות פלאק טרשת עורקים ודלקות כלי דם זוהה על ידי FDG-PET/CT בחולה אחד עם פסוריאזיס.
| קטע עורקים (מספר פרוסות) | SUVmean (SD) | TBR (SD) | MVP (SD) | גיב (SD) |
| אבי העורקים עולה (n = 8) | 1.43 (0.24) | 1.31 (0.18) | 5,68 (3,08) | 53,99 (19,50) |
| קשת אבי העורקים (n = 5) | 1.38 (0.25) | 1.30 (0.22) | 8,88 (4,94) | 59,85 (18,66) |
| אבי העורקים היורד בית החזה (n = 20) | 1.42 (0.20) | 1.29 (0.19) | 3.11 (0.98) | 125,66 (53,11) |
| אבי העורקים בטן Suprarenal (n = 29) | 1.40 (0.19) | 1.26 (0.17) | 2,37 (0,66) | 50,75 (17,64) |
| אבי העורקים בטן Infrarenal (n = 26) | 1.38 (0.21) | 1.20 (0.16) | 1.72 (0.54) | 45,80 (10,86) |
באיור 1. תמונות חיות מחמד. סדרה של תוצאות ראשוניות של נציג תמונות שחזור חיות מחמד של החולה במחקר שלנו של הזדקנות טרשת עורקים 20 שמדגימות קליטת FDG: ב) ו העורקים הכסל הירך, ב ') העורקים popliteal: C) אבי העורקים בבטן, ד) קשת אבי העורקים.
איור 2. באזור של המיקום עניין (ROI). התמונה רוחבי FDG-PET/CT התמזגו מוצג ברמה של אב העורקים החזי הפרוקסימלי יורד מן המטופל במחקר שלנו של הזדקנות טרשת עורקים 20. ההחזר על ההשקעה ממוקם סביב אבי העורקים החזי בסדר יורד, ואת התוכנה מחושב אומר רכב שטח, רכב שטח מרבי, ועל שטח של ההחזר על ההשקעה ב 2 מ"מ. זה בשביל פרוסה 1 של נתונים דרך עורקי במגזר זה של עניין, ואת הטכניקה חוזר על עצמו אז על כל פרוסות העוברים דרך כל מקטע של אבי העורקים.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
המתודולוגיה המוצגת כאן היא פשוטה לביצוע, והוא יכול להניב מידע שימושי לגבי פעילות פלאק טרשת עורקים ודלקות כלי דם עורקיים במיטות קליני משמעותי. יש כמה תכונות חשובות של גישה זו לניתוח אשר להצדיק דגש: 1) אנו משתמשים באיכות גבוהה PET / CT סורק שיש לו 16 שורות גלאי ועם הזמן יכולת הטיסה; 2) אנו משתמשים שני משקיפים מנוסים עיוור על מידע קליני לבצע מדידות על מנת להבטיח עקביות של נתונים כמותיים, 3) אנו מתארים במקביל ארבע התוצאות של כימות, שכל אחת מהן אינפורמטיבי. אנו ממליצים על מדידת לפחות ממוצע SUV עורקי ודם ורידי אומר SUV כך TBR ניתן להעריך. אנו מאמינים כי MVP, הפרמטר הכמותי רומן, יהיה גם מכריע של פעילות פלאק טרשת עורקים ודלקות כלי דם כדי להשיג, כפי שהיא מספקת כימות העולמי נטל המחלה על ידי שילוב של structural מולקולרית מדידות. SUV ו TBR לא להסביר את השינויים המבניים שנצפו במחלות טרשת עורקים, בעוד MVP עושה. יתר על כן, MVP מאפשר סיכום של מספר רב של מדידות המתקבלים כלי הריבית לצורך הערכה גלובלית.
PET / CT היא אידיאלית עבור הערכה של ההשפעות לטווח הקצר והארוך של אפנון הטיפולי של אלו התוצאות הניתנות הרגישות הגבוהה שלו, לעומת זאת ברזולוציה גבוהה, טבע כמותי, והיכולת לספק המטבולי בשילוב מידע אנטומי. מחקרים עתידיים צריכים לבחון את ההשפעות של טיפולים סטנדרטיים הרומן מעבר טיפול בסטטינים על דלקת בכלי הדם, כפי שהיא נמדדת על ידי PET / CT, כמו גם על מצבי מחלה אחרת קשורה לטרשת עורקים יתר כגון תסמונת מטבולית, דלקת פרקים שגרונית, סוכרת, על מנת מראש בתחום של זיהוי לא פולשנית, אפיון, וטיפול פלאק טרשת עורקים.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
אין ניגוד עניינים הצהיר.
Acknowledgments
NNM נתמך על ידי מענק מטעם הקרן הלאומית פסוריאזיס, NHLBI 5K23HL97151-3 ו HL111293. JMG נתמך על ידי NHLBI R01 ו R01 HL089744 HL111293.
References
- Church, T. S. Coronary artery calcium score, risk factors, and incident coronary heart disease events. Atherosclerosis. 190, 224-231 (2007).
- Kathiresan, S. Assessment by cardiovascular magnetic resonance, electron beam computed tomography, and carotid ultrasonography of the distribution of subclinical atherosclerosis across Framingham risk strata. Am. J. Cardiol. 99, 310-314 (2007).
- Detrano, R. Coronary calcium as a predictor of coronary events in four racial or ethnic groups. N. Engl. J. Med. 358, 1336-1345 (2008).
- Raggi, P., Cooil, B., Ratti, C., Callister, T. Q., Budoff, M. Progression of Coronary Artery Calcium and Occurrence of Myocardial Infarction in Patients With and Without Diabetes Mellitus. Hypertension. , (2005).
- Arad, Y., Goodman, K. J., Roth, M., Newstein, D., Guerci, A. D. Coronary calcification, coronary disease risk factors, C-reactive protein, and atherosclerotic cardiovascular disease events: the St. Francis Heart Study. J. Am. Coll. Cardiol. 46, 158-165 (2005).
- Lorenz, M. W., Markus, H. S., Bots, M. L., Rosvall, M., Sitzer, M. Prediction of clinical cardiovascular events with carotid intima-media thickness: a systematic review and meta-analysis. Circulation. 115, 459-467 (2007).
- Doherty, T. M., Detrano, R. C., Mautner, S. L., Mautner, G. C., Shavelle, R. M. Coronary calcium: the good, the bad, and the uncertain. Am. Heart. J. 137, 806-814 (1999).
- Detrano, R. C. Coronary calcium does not accurately predict near-term future coronary events in high-risk adults. Circulation. 99, 2633-2638 (1999).
- Chen, W., Bural, G. G., Torigian, D. A., Rader, D. J., Alavi, A. Emerging role of FDG-PET/CT in assessing atherosclerosis in large arteries. Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. 36, 144-151 (2009).
- Doherty, T. M. Calcification in atherosclerosis: bone biology and chronic inflammation at the arterial crossroads. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 100, 11201-11206 (2003).
- Fuster, V. Lewis A. Conner Memorial Lecture. Mechanisms leading to myocardial infarction: insights from studies of vascular biology. Circulation. 90, 2126-2146 (1994).
- van der Wal, A. C., Becker, A. E., van der Loos, C. M., Das, P. K. Site of intimal rupture or erosion of thrombosed coronary atherosclerotic plaques is characterized by an inflammatory process irrespective of the dominant plaque morphology. Circulation. 89, 36-44 (1994).
- van der Wal, A. C., Becker, A. E., van der Loos, C. M., Tigges, A. J., Das, P. K. Fibrous and lipid-rich atherosclerotic plaques are part of interchangeable morphologies related to inflammation: a concept. Coron. Artery Dis. 5, 463-469 (1994).
- Alavi, A. Positron emission tomography imaging of regional cerebral glucose metabolism. Semin. Nucl. Med. 16, 2-34 (1986).
- Hustinx, R. Dual time point fluorine-18 fluorodeoxyglucose positron emission tomography: a potential method to differentiate malignancy from inflammation and normal tissue in the head and neck. Eur. J. Nucl. Med. 26, 1345-1348 (1999).
- Ogawa, M. (18)F-FDG accumulation in atherosclerotic plaques: immunohistochemical and PET imaging study. J. Nucl. Med. 45, 1245-1250 ( ).
- Yun, M. F-18 FDG uptake in the large arteries: a new observation. Clin. Nucl. Med. 26, 314-319 (2001).
- Mehta, N. N. Systemic and Vascular Inflammation in Patients With Moderate to Severe Psoriasis as Measured by [18F]-Fluorodeoxyglucose Positron Emission Tomography-Computed Tomography (FDG-PET/CT): A Pilot Study. Arch. Dermatol. , Forthcoming.
- Davies, J. R. FDG-PET can distinguish inflamed from non-inflamed plaque in an animal model of atherosclerosis. Int. J. Cardiovasc. Imaging. 26, 41-48 (2011).
- Bural, G. G. FDG-PET is an effective imaging modality to detect and quantify age-related atherosclerosis in large arteries. Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. 35, 562-569 (2008).
- Arauz, A., Hoyos, L., Zenteno, M., Mendoza, R., Alexanderson, E. Carotid plaque inflammation detected by 18F-fluorodeoxyglucose-positron emission tomography. Pilot study. Clin. Neurol. Neurosurg. 109, 409-412 (2007).
- Rominger, A. 18F-FDG PET/CT identifies patients at risk for future vascular events in an otherwise asymptomatic cohort with neoplastic disease. J. Nucl. Med. 50, 1611-1620 (2009).
- Wasselius, J. A., Larsson, S. A., Jacobsson, H. FDG-accumulating atherosclerotic plaques identified with 18F-FDG-PET/CT in 141 patients. Mol. Imaging Biol. 11, 455-459 (2009).
- Tahara, N. Simvastatin attenuates plaque inflammation: evaluation by fluorodeoxyglucose positron emission tomography. J. Am. Coll. Cardiol. 48, 1825-1831 (2006).
- Lee, S. J. Reversal of vascular 18F-FDG uptake with plasma high-density lipoprotein elevation by atherogenic risk reduction. J. Nucl. Med. 49, 1277-1282 (2008).
- Rudd, J. H. (18)Fluorodeoxyglucose positron emission tomography imaging of atherosclerotic plaque inflammation is highly reproducible: implications for atherosclerosis therapy trials. J. Am. Coll. Cardiol. 50, 892-896 ( ).
- Bural, G. G. A pilot study of changes in (18)F-FDG uptake, calcification and global metabolic activity of the aorta with aging. Hell. J. Nucl. Med. 12, 123-128 (2009).
- Bural, G. G. Quantitative assessment of the atherosclerotic burden of the aorta by combined FDG-PET and CT image analysis: a new concept. Nucl. Med. Biol. 33, 1037-1043 (2006).
![כימות של פעילות פלאק טרשת עורקים ודלקות כלי דם באמצעות [18-F] פליטת פוזיטרונים fluorodeoxyglucose טומוגרפיה / טומוגרפיה ממוחשבת (FDG-PET/CT)](https://cloudfront.jove.com/CDNSource/teasers/3777.jpg)
