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Atherosclerotic 플라크 현황 및 혈관 염증의 부량 사용하여 [을 18-F] Fluorodeoxyglucose 양전자 방출 Tomography / 계산된 Tomography (FDG-PET/CT)

Published: May 2, 2012 doi: 10.3791/3777
Automatic Translation
1, 2, 3, 2, 2
1Division of Cardiovascular Medicine, University of Pennsylvania, Perelman School of Medicine, 2Department of Radiology, University of Pennsylvania, Perelman School of Medicine, 3Department of Dermatology, University of Pennsylvania, Perelman School of Medicine

Summary

비 invasively 죽상 경화증을 식별하고, 여기서 우리가 FDG-PET/CT가 atherosclerotic 플라크 활동 및 혈관 염증을 감지하고 계량하는 데 사용할 수있는 방법을 설명하는 훌륭한 필요가있다.

Abstract

이러한 관상 동맥 칼슘 (CAC) 1과 경동맥 내막 중간 두께 (C-IMT) 2과 같은 죽상 경화증의 전통적인 비침습 이미징 modalities는 질병의 부담에 대한 정보를 제공합니다. 다만, CAC 3-5 및 C-IMT 2,6 여러 검증 연구에도 불구하고, 따라서 위험을 이러한 modalities가 정확 상패 특성에게 7,8을 평가하지 않으며, 플라크의 조성과 염증 상태의 안정성을 결정하고 임상 이벤트 9-13니다.

[18 F]-2-플루오로 -2 - 데옥시-D-글루코오스 양전자 - 방출 tomography (PET) / 계산된 tomography (중부 표준시)를 사용 (FDG) 이미징은 광범위 oncologic 대사 14,15 공부했습니다. 인간의 동물 모델과 immunohistochemistry를 사용하여 연구 FDG-PET/CT는 대식 세포 활동 16, 혈관 벽의 세포 염증의 중요한 원인을 검출 묘할 정도로 민감는 것을 보여줍니다. 모최근 다시, 우리는 17,18 그리고 다른 FDG-PET/CT 대규모 및 중간 크기의 동맥 9,16,19,20의 atherosclerotic plaques의 활동 염증성 활동을 고도로 정밀하게, 소설 측정을 가능하게하는 것으로 나타났습니다. FDG-PET/CT 연구는 다른 이미징 modalities 이상의 많은 장점이 있습니다, 멀티 모달 atherosclerotic 플라크의 부량 수있게 2) 상패 볼륨의 양을 정함과 신진 대사 활동, 3) 동적, 실시간, 생체내 이미징 1) 높은 콘트라스트 해상도를; 4) 최소한의 운영자 의존성. 마지막으로, FDG-PET/CT 감지 혈관 염증은 전통적인 위험 요인 21,22의 독립적인 심혈관 (CV) 이벤트를 예측을 보여줘왔다 또한 고도의 죽상 경화증 23 전반적인 부담과 연결됩니다. FDG-PET/CT에 의한 플라크의 활동은 단기 (12 주) 스타틴 치료 24뿐만 아니라, 장기 치료 라이프 스타일 변화 (16 개월) 25 알려진 유익 이력서의 개입에 의해 변조된입니다. atherosclerotic 플라크의 FDG의 이해의 부량에 대한 현재 방법론은 나누어 계산 배경 비율 (TBR)에게 대상을 계산하기 위해서는 관심있는 동맥의 표준 이해 값 (SUV)와 정맥 피 웅덩이의 측정을 포함 정맥의 피가 수영장 SUV에 의한 동맥 SUV. 이 방법은 시간이 지남에 따라 안정적이고 재현성 표현형을 나타내기 위해 표시 혈관 염증의 검출을위한 높은 감도를 가지고 있으며, 또한 높은 간 및 내부 리더의 신뢰성 26 가지고있다. 여기 신진 대사 체적 제품 (MVP)로 불리는 SUV, TBR, 그리고 글로벌 매개 변수를 사용 atherosclerotic 플라크 활동 및 혈관 염증의 환자 준비, 이미지 수집 및 부량 위해 우리의 방법론을 제시한다. 우리는 몇 가지 사전 출판물에 나타난 바와 같이 이러한 접근 방식은 일관성있는 패션에 대한 관심의 다양한 연구 샘플에서 혈관 염증을 평가하기 위해 적용될 수 있습니다. 9,20,27,28는 </ 저녁을 먹다>

Protocol

1. 환자 준비 및 취득 이미지

  1. 향상된 이미지 품질을위한 시간의 비행 능력과 선호 하나, PET / 중부 표준시 스캐너에 적어도 한 시간 이미징 타임 슬롯을 고정합니다. 우리 기관에서, 우리는 필립스 의료 시스템에서 최신 PET / 중부 표준시 시스템이며 16 슬라이스 증명 중부 표준시 시스템 리소 탐지기를 기반으로 PET 스캐너를 결합 쌍둥이 자리 TF 스캐너를 사용합니다.
  2. FDG-PET/CT 검사 이전 8 시까지는 과목이 빨리 되세요. <200 MG / DL 사전 FDG 관리에 대한 혈청 포도당을 보장하기 위해 fingerstick를 사용하여 혈청 포도당 (FSG) 수준을 금식 확인합니다. 이것은 신체 내에서 포도당이 FDG와 경쟁하지 않는 보장합니다.
  3. 만약 FSG <200 밀리그램 / DL, radiotracer (FDG) IV를 관리하기 위해 20 게이지 정맥 주사 (IV) 라인보다 더 작은을 삽입 않습니다. FDG의 약 5.2 MBq / kg을 관리할 수 있습니다.
  4. FDG의 정맥 행정 후에 ~ 60 분 거리에 있으며, 전신의 저용량 중부 표준시 이미징을 수행합니다. 그렇다면 PET 방출을 획득발가락으로 버텍스 두개골의 이미지. 1.1에 나열된 PET 특정 / 중부 표준시에서), 이미지 복구는 일반적으로 시스템 모델이 포함된 위치 목록 모드 최대 가능도 기대-극대화 (ML-EM) 33 주문한 하위 집합 및 3 반복과 알고리즘을 사용하여 수행되는 시간의를 항공편뿐만 아니라 정상화, 감쇠, 불규칙적, 그리고 산란 수정. 크기를 조정하고 낮은 선량 중부 표준시 이미지는 감소 시험 시간 및 PET 전용 기계에 사용되는 외부 방사선 소스 감쇄 보정에 상대적으로 향상된 이미지 품질로 이어지는, 자동화된 방식으로 PET 영상의 감쇠 보정을 위해 활용합니다.

2. PET 이미지 질적 평가

  1. 관심있는 혈관 구조의 공간적 묘사를 위해뿐만 아니라 증가 radiotracer 이해 SE 분야의 정확한 해부 학적 지방화를위한 저용량 비 대비 중부 표준시 이미지를 사용하여와 함께 감쇠 보정없이 축 화살, 그리고 코로나 PET reconstructions를 해석PET 영상의 실내.

3. PET 이미지 양적 평가

  1. 이미지의 질적 검토 후, 다음 섹션으로 대동맥을 나눌 경계를 식별할 : 오름차순 대동맥, 대동맥 아치, 하강 흉부 대동맥, 복부 대동맥 suprarenal 및 infrarenal 복부 대동맥합니다. 단순 들어, 대동맥 아치는 흉부 대동맥의 오름차순과 내림차순 부분이 연결되어 있어야 나타나지 않습니다 craniocaudal 방향으로 움직이는 가로 이미지의 연속된 세그먼트로 표시 흉부 대동맥의 그 일부로 정의할 수 있습니다. 복강 동맥의 기원은 내림차순 흉부 대동맥 및 복부 대동맥과 신장 동맥이 복부 대동맥의 suprarenal과 infrarenal 세그먼트 사이의 해부 학적 랜드마크 역할 사이의 해부 학적 상징으로 사용할 수 있습니다.
  2. 다리와 목이 동맥 FDG의 이해은 (동맥 염증의 조치 등) intere의 영역을 배치하여 측정된다동맥을 통과 coregistered 가로 PET / 중부 표준시 이미지의 조각에 대한 관심의 각 동맥 주변의 일 (ROI). 대동맥의 경우, 가장 우수한 대동맥 슬라이스로 시작, 신중 해당 슬라이스에서 FDG의 이해의 전체 영역을 포함하도록 각각의 투자 수익 (ROI)을 그릴 증가 radiotracer의 이해 (그림 1)과 다른 주변 조직을 피하고 잠시. 이 영상은 우리의 노화와 죽상 경화증의 연구 20 환자에서 찍은.
  3. 다음, 슬라이스 당 SUV를 계산하는 전용 PET / 중부 표준시 이미지 분석 소프트웨어를 사용하여 최대 [우리 기관에서, 우리는 확장 증명 워크 스테이션, 필립스 헬스케어, Bothell, WA를 사용]과 각각의 투자 수익 (ROI)의 표준 이해 값 (SUV)이 (측정 의미 그림 2). 이 영상은 우리의 노화와 죽상 경화증의 연구 20 환자에서 찍은.
  4. (- 20mm 예 : 매 5) 정기적인 간격으로 관심이 동맥을 통과 PET 스캔 조각에 대해이 절차를 반복합니다. 총조각의 번호는 제목에서 신체 habitus와 해부 학적 변화에 따라 주제 다를 수 있습니다.
  5. 적어도 6-8 연속적인 조각은 시각이 될 수있는 복부 하부 대정 맥 (IVC)을 찾습니다. 나중에 설명된대로 조직 - 투 - 배경 비율 (TBR) 계산에 사용됩니다 SUV 측정을 의미 최소한 8 정맥을 얻는 각 가로 슬라이스에 IVC 주변의 투자 수익 (ROI)를 놓습니다.

4. 이미징 결과 계산

  1. 동맥 지나가는 모든 조각 이상 평균 동맥 슬라이스 포드 SUV 차량용 (평균 및 최대 값을 사용) (예, 경동맥의 동맥) 또는 관심있는 동맥 세그먼트 (예 : 오름차순 대동맥, 대동맥 아치, 하강 흉부 대동맥, suprarenal 복부 대동맥, infrarenal 복부 대동맥) 각 동맥이나 관심있는 동맥 세그먼트 SUV 및 최대 SUV 측정을 의미 생성합니다. 이러한 매개 변수는 동맥이나 관심있는 동맥 세그먼트 내의 죽상 경화증의 평균 부담 중 하나가 성과 측정의 역할. 통계적 분석을위한 슬라이스 측정에서 얻은 포드 SUV 차량용의 표준 편차를 기록합니다.
  2. 다음으로 동맥이나 동맥 세그먼트는 정맥으로 SUV 의미 나눌 SUV 정상화 목적 3.4 단계에서 얻어진 평균입니다. 결과는 atherosclerotic 상패 활동의 또 다른 결과는 역할을 동맥이나 동맥 세그먼트 TBR 조치입니다.
  3. 마지막으로, 동맥 또는 이익의 동맥 세그먼트 내에서 atherosclerotic 질병의 글로벌 부담을 이해하기위한 노력으로, SUV 슬라이스 투자 수익 (ROI) 볼륨 (슬라이스 두께하여 투자 수익 (ROI)의 영역을 곱하여 계산)에 의해 슬라이스 투자 수익 (ROI)에 따라 얻은 각 간선 평균을 곱하면 그리고 동맥이나 관심있는 간선 구간 통과 모든 조각 이상 형님. 간선 또는 간선 구간이 수율은 플라크의 활동과 부담의 측정을 위해 제 3 결과로 신진 대사-체적 제품 (MVP)를 의미. 참고없고 신진 대사 활동이 없다 관심 그릇에 지역 최우수 선수 (MVP)에 약간 기여할 것이며따라서이 매개 변수는 여전히 적극적인 상패의 척도로서 유효합니다.
  4. 한 대동맥 지나가는 모든 조각을 통해 4.3에 나와 대동맥 평균 MVPs의 변론을 수행하면 결과는 대동맥 내에 atherosclerotic 플라크 활동 및 죽상 경화증의 측정 네번째는 결과가 될 것입니다 글로벌 염증성 부담 (기브) 될 것이다 .

건선의 지속적인 연구를 18 일부로 한 환자에서 파생되어이 네 결과에 대한 값의 예제는 표 1에 표시됩니다.

5. 대표 결과

아래 표는 atherosclerotic 플라크 활동과 건선을 가진 환자에서 단일 FDG-PET/CT 감지 혈관 염증에 대한 결과를 결정하는 다양한 방법을 보여줍니다.

동맥 세그먼트 (조각의 수) SUVmean (SD) TBR (SD) MVP (SD) 기브 (SD)
오름차순 대동맥 (N = 8) 1.43 (0.24) 1.31 (0.18) 5.68 (3.08) 53.99 (19.50)
대동맥 아치 (N = 5) 1.38 (0.25) 1.30 (0.22) 8.88 (4.94) 59.85 (18.66)
흉부 대동맥 (n은 = 20)을 내림차순 1.42 (0.20) 1.29 (0.19) 3.11 (0.98) 125.66 (53.11)
Suprarenal 복부 대동맥 (N = 29) 1.40 (0.19) 1.26 (0.17) 2.37 (0.66) 50.75 (17.64)
Infrarenal 복부 대동맥 (n은 = 26) 1.38 (0.21) 1.20 (0.16) 1.72 (0.54) 45.80 (10.86)

그림 1
그림 1. PET 이미지. ; B) 오금 동맥, C) 복부 대동맥, D) 대동맥 아치) 장골의과 대퇴 동맥 :에서 FDG의 이해를 입증 노화와 죽상 경화증 20 우리의 연구에서 환자의 초기 PET 재건 이미지의 대표적인 결과의 시리즈.

그림 2
그림 2. 관심 (ROI) 배치 지역은. 가로 융합된 FDG-PET/CT 이미지는 노화와 죽상 경화증 20 우리의 연구에서 환자의 근위 내림차순 흉부 대동맥의 수준에서 표시됩니다. 투자 수익 (ROI)는 내림차순 흉부 대동맥 주위에 배치하고 있으며, 소프트웨어는 SUV, 최대 SUV, 그리고 mm 2의 투자 수익 (ROI)의 영역을 의미 계산됩니다. 이것은 관심이 동맥 세그먼트를 통해 데이터의 한 조각을 위해, 그리고 기술은 다음 대동맥의 각 세그먼트를 통과 모든 조각에 대해 반복됩니다.

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Discussion

여기에 제시된 방법론은 수행 간단하고, 임상적으로 크게 동맥 침대에서 atherosclerotic 플라크 활동 및 혈관 염증에 관한 유용한 정보를 얻을 수 있습니다. 중점을 보증 이러한 분석 방법의 몇 가지 중요한 특징이 있습니다 : 1) 우리는 16 검출기 행이있는 고품질의 PET / 중부 표준시 스캐너를 사용하여 비행 능력의 시간과, 2) 우리에게 임상 정보를 멀게이 경험 관측을 활용 양적 데이터의 일관성을 보장하기 위해 측정을 수행, 3) 우리는 동시에 서로 유익한 있습니다 부량 네 가지 결과를 설명합니다. 우리는 적어도 간선 평균 SUV와 정맥 혈액 측정을 권장하는 것은 SUV 때문에 TBR이 예상됩니다 것을 의미합니다. 그것이 하위 버전을 포함하여 질병 부담의 글로벌 부량를 제공으로 우리는 최우수 선수 (MVP), 소설 양적 매개 변수도 atherosclerotic 플라크 활동 및 취득 혈관 염증의 중요한 결정자 될 것이라고 믿고uctural와 분자 측정. MVP가 않는 반면 SUV와 TBR은 atherosclerotic 혈관 질환에서 관찰 구조적인 변화를 차지하지 않습니다. 또한, 최우수 선수 (MVP)는 글로벌 평가의 목적을 위해 관심 혈관에서 얻은 여러 측정의 변론을 허용합니다.

PET / 중부 표준시가 이상적으로 높은 감도, 높은 콘트라스트 해상도, 양적 자연과 결합하여 신진 대사 및 해부 학적 정보를 제공할 수있는 능력이 주어 이러한 성과의 치료 변조의 단기 및 장기 효과의 평가에 가장 적합합니다. 미래 연구는 이와 같은 정보로 같은 신진 대사 증후군, 류마티스 관절염 및 당뇨병 mellitus와 같은 과도한 죽상 경화증과 관련된 미국 기타 질병에 따라 PET / 중부 표준시뿐만 아니라에 의해 측정된대로 혈관 염증시 스타틴 요법 이외의 표준 및 새로운 치료법의 효과를 검토한다 비침습 감지, 특성화, 그리고 죽상 경화증의 플라크의 치료 사전 필드.

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Disclosures

관심의 어떠한 충돌 선언 없습니다.

Acknowledgments

NNM은 국립 건선 재단, NHLBI 5K23HL97151-3와 HL111293에서 교부금에 의해 지원됩니다. JMG는 NHLBI R01과 R01 HL089744 HL111293에 의해 지원됩니다.

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