Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Medicine
Click here for the English version

Medicine

Aterosklerotik Plak Aktivite ve Damar İltihabı Kantitasyonu kullanarak [18-F] Florodeoksiglukoz Pozitron Emisyon Tomografisi / Bilgisayarlı Tomografi (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

Non-invaziv ateroskleroz tespit ve işte FDG-PET/CT aterosklerotik plak aktivitesi ve vasküler inflamasyon tespit etmek ve ölçmek için nasıl kullanılabileceğini göstermek için büyük ihtiyaç vardır.

Abstract

, Koroner arter kalsiyum (KAK) 1 ve karotis intimal medial kalınlığı (C-IMT) 2 gibi ateroskleroz Konvansiyonel non-invaziv görüntüleme yöntemlerinin hastalık yükü hakkında bilgi verir. Ancak, CAC 3-5, ve C-IMT 2,6 birden fazla validasyon çalışmalarına rağmen, bu nedenle, risk bu yöntemlerin doğru plak özelliklerini 7,8 değerlendirmek değildir ve plak oluşumu ve enflamatuar devletinin istikrarı belirlemek ve klinik olayların 9-13.

[18 F]-2-floro-2-deoksi-D-glukoz pozitron emisyon tomografisi (PET) / bilgisayarlı tomografi (CT) kullanılarak (FDG) görüntüleme yoğun onkolojik metabolizma 14,15 olarak ele alınmıştır. İnsanlarda hayvan modelleri ve immünhistokimya kullanılarak yapılan çalışmalar FDG-PET/CT makrofaj aktivitesi 16, damar duvarları hücresel inflamasyon önemli bir kaynağını tespit etmek için zarif hassas olduğunu göstermektedir. MoSon zamanlarda yeniden, biz 17,18 ve diğerleri FDG-PET/CT büyük ve orta boy arterleri 9,16,19,20 aterosklerotik plakların faaliyet inflamatuar aktivitenin son derece hassas, roman ölçümler sağlar göstermiştir. FDG-PET/CT çalışmalar, diğer görüntüleme yöntemleri üzerinden pek çok avantajı vardır:; multi-modal aterosklerotik plak miktar izin vererek 2) plak hacmi ölçümü ve metabolik aktivite; 3), dinamik, gerçek zamanlı, in vivo görüntüleme 1) kontrast çözünürlüğünün yüksek; 4) en az operatör bağımlılığı. Son olarak, FDG-PET/CT tarafından tespit vasküler inflamasyon geleneksel risk faktörleri 21,22 bağımsız kardiyovasküler (KV) olayları tahmin gösterilmiştir ve aynı zamanda yüksek ateroskleroz 23 toplam yükü ile ilişkilidir. FDG-PET/CT tarafından Plak aktivite gibi kısa dönem (12 hafta) statin tedavisi 24 yanı sıra uzun süreli terapötik yaşam tarzı değişiklikleri (16 ay) 25 olarak bilinen yararlı CV müdahaleler ile düzenlenmektedir. Aterosklerotik plak FDG tutulumu miktarının tayini için mevcut metodoloji bölünmesiyle hesaplanır zemin oranı (KAZ), bir hedef hesaplamak için bir ilgi arterin standart alım değeri (SUV) ve venöz kan havuzu ölçümü içerir venöz kan havuzu SUV tarafından arteriyel SUV. Bu yöntem, zaman içinde kararlı ve tekrarlanabilir fenotipi temsil etmek için gösterilen vasküler inflamasyon tespiti için yüksek bir duyarlılığa sahiptir ve aynı zamanda yüksek inter-ve intra-okuyucu güvenilirlik 26 babasıdır. Burada metabolik hacimsel ürün (MVP) olarak adlandırılan SUV, TBR ve küresel bir parametre kullanılarak aterosklerotik plak aktivitesi ve vasküler inflamasyon hastanın hazırlanması, görüntü toplama ve ölçümü için metodoloji sunuyoruz. Bir çok Yayınlanmış gösterildiği gibi, bu yaklaşım, tutarlı bir şekilde ilgi çeşitli çalışma örneklerinde vasküler enflamasyon değerlendirmek için uygulanabilir. 9,20,27,28 </ Sup>

Protocol

1. Hasta hazırlanması ve alınması Görüntüler

  1. Gelişmiş görüntü kalitesi için zaman-uçuş yetenekleri ile tercihen bir, bir PET / CT tarayıcı en az bir saatlik görüntüleme zamanı yuvası sabitleyin. Bizim kurum olarak, Philips Medikal Sistemler en yeni PET / BT sistemi ve 16 kesitli Brilliance CT sistemi ile LYSO dedektörleri dayalı bir PET tarayıcı birleştiren bir İkizler TF tarayıcı kullanın.
  2. FDG-PET/CT tarama öncesinde 8 saat konularda hızlı var. <200 mg / dL öncesinde FDG uygulamadan serum glikoz sağlamak için bir parmak kullanarak serum glukoz (ASG) düzeyleri açlık kontrol edin. Bu vücut içinde olduğunu glikoz FDG ile rekabet değil sağlar.
  3. Eğer FSG <200 mg / dL, radyotracer (FDG) IV yönetmek için 20-gauge intravenöz (IV) hat daha küçük yerleştirin. FDG yaklaşık 5.2 MBq / kg yönetin.
  4. FDG intravenöz sonra ~ 60 dakika, tüm vücut düşük doz BT gerçekleştirin. Sonra PET emisyon eldeayak parmaklarına kadar köşe kafatası görüntüleri. 1.1 listelenen PET özellikle / BT üzerine), görüntü oluşturma genellikle sistem modeli içeren burada bir liste modunda maksimum olabilirlik beklenti-maksimizasyonu (ML-EM) 33 sipariş alt ve 3 yineleme ile algoritma kullanılarak yapılır time-of- Uçuş yanı sıra normalleştirme, zayıflama, Randoms ve dağılım düzeltmeler. Tahmin etmişlerdir düşük doz BT görüntüleri azaldı inceleme süresi ve PET sadece makinelerde kullanılan dış radyoaktif kaynak atenüasyon düzeltmesi göre geliştirilmiş görüntü kalitesine neden bir moda otomatik PET görüntülerinin atenüasyon düzeltmesi için kullanılır.

2. PET Görüntü Nitel Değerlendirme

  1. Ilgi vasküler yapıların mekansal tarif yanı sıra artan radyotracer alımı se alanlarının kesin anatomik lokalizasyon için düşük doz kontrastsız BT görüntüleri kullanarak ve zayıflama düzeltme olmadan, aksiyel sagital ve koronal PET rekonstrüksiyonlar yorumlayınPET görüntüleri tr.

3. PET Görüntü Kantitatif Değerlendirilmesi

  1. Görüntülerin niteliksel incelendikten sonra, aşağıdaki bölümlere aorta bölmek için sınırları belirlemek: aorta, arkus, inen aorta, böbrek üstü abdominal aorta ve infrarenal abdominal aorta. Kolaylık için, arkus aortada artan ve azalan bölümleri bağlı olması görünmez bir kraniokaudal yönde hareket transvers görüntülerde bitişik bir parçası olarak görünür torasik aorta bu kısımları tarafından tanımlanabilir. Çölyak arter inen torasik aorta ve abdominal aorta ve renal arterlerin abdominal aorta böbreküstü ve infrarenal segmentleri arasındaki anatomik dönüm noktası olarak hizmet arasındaki anatomik dönüm noktası olarak kullanılabilir.
  2. Bacakları ve boyun arteryel FDG alımı (arteryel enflamasyon bir ölçüsü olarak) intere bir bölgeye yerleştirilmesi ile ölçülmüştürarter geçmesine coregistered enine PET / BT görüntülerinin dilim üzerindeki faiz her arter etrafında st (ROI). Aort durumunda, en üstün aort dilim ile başlayan, dikkatle bu dilim FDG tutulumu olan tüm alanı kapsayacak şekilde her ROI çekmek artan radyotracer alımı (Şekil 1) ile diğer çevre dokulara kaçınarak. Bu görüntü bizim yaşlanması ve ateroskleroz çalışmada 20 hasta alınmıştır.
  3. Ardından, dilim başına SUV hesaplamak için adanmış PET / BT görüntü analiz yazılımı kullanılarak maksimum [kurumumuz, biz Genişletilmiş Brilliance İstasyonu, Philips Healthcare, Bothell, WA kullanmak] ve her ROI standart alım değeri (SUV) (ölçülür ortalama Şekil 2). Bu görüntü bizim yaşlanması ve ateroskleroz çalışmada 20 hasta alınmıştır.
  4. (- 20 mm, örneğin her 5) düzenli aralıklarla faiz arterler geçmesine PET dilimleri için bu yordamı yineleyin. Toplamdilim numaraları konusu vücudundan habitus ve anatomik varyasyon bağlı olarak konuya farklı olacaktır.
  5. En az 6-8 bitişik dilim görüntülenebilmekte karın inferior vena kava (IVC) bulun. Daha sonra açıklandığı gibi doku-to-zemin oranı (KAZ) hesaplaması için kullanılacaktır SUV ölçümlerinin ortalaması en az 8 venöz elde etmek için her enine dilim IVC etrafında bir ROI yerleştirin.

4. Görüntüleme Sonuç Hesaplamalar

  1. Bir arter geçen tüm dilimleri içinde ortalama arteriyel dilim SUV'lar (ortalama ve maksimum değerler kullanılarak) (örneğin, karotis arter) veya ilgi arter segmenti (örneğin, aorta, arkus aorta, inen aorta, böbrek üstü abdominal aorta, infrarenal abdominal aorta) Her arter veya ilgi arteriyel segment SUV ve maksimum SUV ölçümleri ifade oluşturmak için. Bu parametreler bir arter veya ilgi arter segmenti içindeki ateroskleroz yükü ortalama bir sonuç ölçütü olarak hizmet. Istatistiksel analizler için dilim ölçümler elde SUVs standart sapma kaydedin.
  2. Sonra, arteriyel veya venöz segment venöz tarafından SUV demek bölmek SUV normalleştirme amaçlı adım 3.4 'de elde edilen ortalama. Sonuç aterosklerotik plak faaliyet için başka bir sonuç olarak gören bir arteriyel veya venöz segmentte TBR önlemdir.
  3. Son olarak, arter veya ilgi arter segmenti içindeki aterosklerotik hastalık yükü global anlamak için bir çaba, SUV dilim ROI hacmi (kesit kalınlığı ile ROI alanı çarpılarak hesaplanır) tarafından dilim YG başına elde edilen her arteriyel ortalama çarpın ve bir arter veya ilgi arteriyel segment üzerinden geçen bütün dilimleri üzerinde toplamı. Arteriyel veya arteriyel segmentinde Bu verimleri plak aktivitesi ve yük ölçümü için üçüncü bir sonucu olarak metabolik-hacimsel ürün (MVP) demek. Not olarak, hiçbir metabolik aktiviteye sahip bir ilgi damar bölgeleri MVP çok az katkıda olacak veBu nedenle, bu parametre hala aktif plak bir ölçüsü olarak geçerlidir.
  4. Bir aort geçen tüm dilimleri üzerinden 4.3 listelenen aort ortalama MVP toplamı gerçekleştirir, sonuç aort içinde aterosklerotik plak aktivitesi ve ateroskleroz ölçümü için dördüncü bir sonucu olarak hizmet verecek, küresel inflamatuvar yükünün (GIB), olacak .

Sedef içinde devam eden bir çalışma 18 bir parçası olarak, tek bir hastaya elde edilmiş, bu dört sonuçlar elde etmek için değerlerin bir örneği, Tablo 1 'de gösterilmiştir.

5.. Temsilcisi Sonuçlar

Aşağıdaki tablo aterosklerotik plak ile psoriasis ile tek bir hastada FDG-PET/CT tarafından tespit vasküler inflamasyon için sonuçların belirlenmesinde çeşitli yöntemler gösterir.

Arteriyel Segment (dilim sayısı) SUVmean (SD) TBR (SD) MVP (SD) GIB (SD)
Artan Aort (n = 8) 1.43 (0.24) 1.31 (0.18) 5.68 (3.08) 53,99 (19,50)
Aort Arch (n = 5) 1.38 (0.25) 1.30 (0.22) 8.88 (4.94) 59,85 (18,66)
Torasik Aort (n = 20) Azalan 1.42 (0.20) 1.29 (0.19) 3.11 (0.98) 125,66 (53,11)
Böbreküstü Abdominal Aort (n = 29) 1.40 (0.19) 1.26 (0.17) 2.37 (0.66) 50,75 (17,64)
İnfrarenal Abdominal Aort (n = 26) 1.38 (0.21) 1.20 (0.16) 1.72 (0.54) 45,80 (10,86)

Şekil 1
Şekil 1. PET görüntüleri. ; B) popliteal arterler; C) abdominal aort; D) aort arkı A) iliak ve femoral arter: FDG tutulumu gösteren yaşlanması ve ateroskleroz 20 çalışmada bir hastanın ilk PET rekonstrüksiyon görüntüleri temsilcisi sonuçları bir dizi.

Şekil 2
Şekil 2. Faiz getirisi (ROI) yerleşim bölgesi. Bir enine erimiş FDG-PET/CT görüntü yaşlanması ve ateroskleroz 20 çalışmada bir hastanın proksimal inen torasik aorta düzeyinde gösterilmiştir. ROI inen torasik aorta etrafında yerleştirilir ve yazılım SUV, maksimum SUV, ve mm 2 ROI alanı anlamına hesaplanır olacaktır. Bu ilgi Bu arteryel segmenti boyunca verilerin bir dilim içindir ve tekniğin daha sonra aortun Her parçanın geçen tüm dilimler için tekrar edilir.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Burada sunulan metodolojisi gerçekleştirmek için basittir, ve klinik olarak anlamlı arteryel yatak aterosklerotik plak aktivitesi ve damar iltihabı ile ilgili faydalı bilgiler verebilir. Vurgu garanti Bu analiz yaklaşımı bazı önemli özellikleri vardır: 1) Biz 16 dedektör satır olan bir yüksek kaliteli PET / BT tarayıcı kullanmak ve uçuş yeteneğinin süresi; 2) Biz klinik bilgi bilmeyen iki deneyimli gözlemci kullanmak Nicel verilerin tutarlılığını sağlamak için ölçümler yapmak, 3) Biz, aynı anda her bilgilendirici miktarının dört sonuçlarını açıklar. Biz en azından ortalama SUV arteriyel ve venöz kan ölçümü tavsiye SUV yüzden TBR tahmin edilebilir anlamına gelir. Bu str birleşmeyle hastalık yükünün küresel ölçümü sağlar Biz, MVP, bir roman nicel parametre, ayrıca aterosklerotik plak aktivitesi ve elde etmek için vasküler inflamasyonun önemli bir belirleyici olacağına inanıyorumuctural ve moleküler ölçümleri. MVP yapmaz SUV ve TBR, aterosklerotik vasküler hastalıklarda görülen yapısal değişiklikler için hesap yoktur. Ayrıca, MVP global değerlendirmesi amacıyla ilgi bir gemi elde birden ölçümlerin toplamı sağlar.

PET / BT ideal, yüksek hassasiyet, yüksek kontrast çözünürlüğü, nicel doğa ve kombine metabolik ve anatomik bilgi vermek yeteneği verilen bu sonuçların terapötik modülasyon kısa ve uzun vadeli etkilerinin değerlendirilmesi için uygundur. Gelecek çalışmalar bu nedenle olarak, metabolik sendromu, romatoid artrit ve diyabet gibi aşırı ateroskleroz ile ilişkili devletlerin diğer hastalık üzerine PET / BT, hem de ölçülen vasküler inflamasyon üzerine statin tedavisi ötesinde standart ve yeni tedavilerin etkilerini incelemek gerekir non-invaziv tespit, karakterizasyonu ve ateroskleroz plak tedavisi öncesinde alanında.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Çıkar çatışması ilan etti.

Acknowledgments

NNM Ulusal Sedef Vakfı, NHLBI 5K23HL97151-3 ve HL111293 bir hibe ile desteklenmektedir. JMG NHLBI HL089744 R01 ve R01 HL111293 tarafından desteklenmektedir.

References

  1. Church, T. S. Coronary artery calcium score, risk factors, and incident coronary heart disease events. Atherosclerosis. 190, 224-231 (2007).
  2. 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).
  3. Detrano, R. Coronary calcium as a predictor of coronary events in four racial or ethnic groups. N. Engl. J. Med. 358, 1336-1345 (2008).
  4. 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).
  5. 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).
  6. 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).
  7. 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).
  8. Detrano, R. C. Coronary calcium does not accurately predict near-term future coronary events in high-risk adults. Circulation. 99, 2633-2638 (1999).
  9. 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).
  10. 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).
  11. Fuster, V. Lewis A. Conner Memorial Lecture. Mechanisms leading to myocardial infarction: insights from studies of vascular biology. Circulation. 90, 2126-2146 (1994).
  12. 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).
  13. 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).
  14. Alavi, A. Positron emission tomography imaging of regional cerebral glucose metabolism. Semin. Nucl. Med. 16, 2-34 (1986).
  15. 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).
  16. Ogawa, M. (18)F-FDG accumulation in atherosclerotic plaques: immunohistochemical and PET imaging study. J. Nucl. Med. 45, 1245-1250 ( ).
  17. Yun, M. F-18 FDG uptake in the large arteries: a new observation. Clin. Nucl. Med. 26, 314-319 (2001).
  18. 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.
  19. 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).
  20. 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).
  21. 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).
  22. 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).
  23. 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).
  24. Tahara, N. Simvastatin attenuates plaque inflammation: evaluation by fluorodeoxyglucose positron emission tomography. J. Am. Coll. Cardiol. 48, 1825-1831 (2006).
  25. 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).
  26. 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 ( ).
  27. 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).
  28. 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).

Tags

Tıp Sayı 63 FDG-PET/CT ateroskleroz damar iltihabı kantitatif radyoloji görüntüleme
Aterosklerotik Plak Aktivite ve Damar İltihabı Kantitasyonu kullanarak [18-F] Florodeoksiglukoz Pozitron Emisyon Tomografisi / Bilgisayarlı Tomografi (FDG-PET/CT)
Play Video
PDF DOI

Cite this Article

Mehta, N. N., Torigian, D. A.,… More

Mehta, N. N., Torigian, D. A., Gelfand, J. M., Saboury, B., Alavi, A. Quantification of Atherosclerotic Plaque Activity and Vascular Inflammation using [18-F] Fluorodeoxyglucose Positron Emission Tomography/Computed Tomography (FDG-PET/CT). J. Vis. Exp. (63), e3777, doi:10.3791/3777 (2012).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter