Summary
동적 뼈 회전율을 반영하는 화상 진찰 기술은 뼈 병리의 넓은 범위를 특성화하는 것을 도울 수 있습니다. 우리는 관심의 프로토 타입 영역으로 요추 면 관절을 사용하여 안면 성 요통 환자에서 동적[18F]-NaF-PET-MRI 데이터를 수행하고 분석하기위한 상세한 방법론을 제시한다.
Abstract
동적 뼈 회전율을 반영하는 화상 진찰 기술은 뼈 병리의 넓은 범위를 특성화하는 것을 도울 수 있습니다. 뼈는 새로운 뼈 매트릭스를 생산하는 골아골세포와 광물화된 뼈를 제거하는 기능을 하는 파골세포의 경쟁적인 활동으로 지속적인 리모델링을 받는 역동적인 조직입니다. [18F]-NaF는 양전자 방출 단층 촬영 (PET) 방사선 추적기는 뼈 대사의 시각화를 가능하게합니다. [18F]-NaF는 골아세포에 의해 골 매트릭스에서 수산화안석으로 화학적으로 흡수되어 기존의 이미징 기술과 신비로운 골아세포 활성을 비침습적으로 검출할 수 있다. 동적[18F]-NaF-PET 데이터의 역학 모델링은 뼈 대사의 상세한 정량적 측정을 제공한다. 방사성 추적기 활동의 척도로 표준화된 흡기 값(SUV)을 활용하는 기존의 반정량적 PET 데이터는 추적자 섭취량의 스냅샷으로 인해 정적 기술이라고 합니다. 그러나 운동 모델링은 트레이서 레벨이 지속적으로 획득되어 트레이서 가위를 시간적 해상도로 조정하는 동적 이미지 데이터를 활용합니다. 동적 데이터의 역학 모델링에서, 혈액 흐름 및 신진 대사 속도와 같은 정량적 값 (즉, 트레이서 역학의 잠재적으로 유익한 메트릭)을 추출 할 수 있습니다, 모두 이미지 데이터의 측정 된 활동에 대하여. 이중 양식 PET-MRI와 결합될 때, 지역별 운동 데이터는 MRI가 제공하는 해부학적으로 등록된 고해상도 구조 및 병리학 정보와 상관될 수 있습니다. 이 방법론 원고의 목표는 동적[18F]-NaF-PET-MRI 데이터를 수행하고 분석하기 위한 상세한 기술을 설명하는 것입니다. 요추 면 관절은 퇴행성 관절염 질환의 일반적인 사이트이며 축 요통의 일반적인 원인입니다. 최근 연구에따르면 [18F]-NaF-PET는 고통스러운 얼굴 내성 질환의 유용한 바이오마커역할을 할 수 있다. 인간 요추 패싯 조인트는, 따라서, 이 원고에서 동적[18F]-NaF-PET-MRI 분석을 위한 관심의 프로토타입 영역으로서 사용될 것이다.
Introduction
뼈 병리학의 표준 임상 화상 진찰 기술은 비특이적일 수 있는 구조변경을 특성화하기 위하여 1 차적으로 제한됩니다. 예를 들어, 정상적인 노화와 관련된 무증상 형태학적 이상은 심한 통증과 장애에 대한 책임이있는 퇴행성변경과 구별 할 수 없습니다 1. 뼈는 새로운 뼈 매트릭스를 생성하는 골아골세포와 타골세포의 경쟁 활성을 통해 지속적인 리모델링을 거치는 역동적인 조직으로, 그 기능은 미네랄화된 뼈2를제거하는 것입니다. [18F]-NaF는 양전자 방출 단층 촬영 (PET) 방사선 추적기는 뼈 조직 대사의 시각화를 가능하게합니다. [18F]-NaF는 골세포에 의해 골매트릭스내의 수산화파석내로 화학적으로 흡수되어 비침습적으로 골아세포 활성을 검출할 수 있으며, 따라서 기존의 이미징 기술에 신비한 대사 과정을 검출할 수 있다. 그 결과, [18F]-NaF는 뼈와 관절의 신생물, 염증성 및 퇴행성 질환을 포함하는 골 질환의 증가에 있는 뼈 병리를 특성화하는 데 사용되어 왔다3,4,5 .
PET 데이터는 가장 일반적으로 반정량적 방식으로 분석되며, 표준화된 흡기 값(SUV)으로 일상적인 임상 실습에서 쉽게 수행할 수 있습니다. 통계로, SUV는 신체의 나머지 부분에 비해 조직 섭취량을 나타내기 때문에임상의에게 유용합니다 6. 후속 검사에서 값 치료 또는 질병 진행의 결과로 섭취 에 변화를 관찰 하는 데 사용할 수 있습니다. SUV의 수치적 특성은 또한 동일한 환자에서 환자와 연속적인 스캔 을 비교하는 데 도움이됩니다. SUV를 계산하는 데 사용되는 알고리즘인 수학식1은 트레이서가 몸 전체에 균등하게 분포되어 있고 마른 체질량이 몸 전체의 볼륨을 정확하게 나타낸다고 가정합니다. 따라서 SUV는 반정량 측정입니다. 특정 관심 지역(ROI), SUV 최대(ROI 내 최대 SUV 값), SUV 평균(ROI 내의 모든 샘플링 SUV평균)은 임상 실습에서 일반적으로 사용되는 SUV 메트릭6입니다.
동적 PET 데이터의 역학 모델링도 보다 상세한 정량 분석을 위해 수행될 수 있습니다. SUV 데이터 수집은 정적이지만, 키네틱 모델링은 트레이서 레벨이 지속적으로 획득되어 시간적 차원을 제공하는 동적 이미지 데이터를 활용합니다. 동적 데이터의 보다 복잡한 운동 모델링에서 이미지 데이터의 측정된 활동과 관련하여 트레이서 역학의 정량적 값과 유익한 메트릭을 추출할 수 있습니다. 동적 운동 모델링에 사용되는 샘플 2조직 구획 모델은 도 17에나타내고 있습니다. C p는 혈장 내의 트레이서의 농도인 반면 Ce 및 Ct는 각각 표적 뼈 매트릭스에서 언바운드 간질 공간 및 바운드 트레이서의 농도를 나타낸다. K1, k2, k3, k4는 트레이서 세척 및 결합에 대한 운동 모델을 설명하는 4개의 속도 파라미터입니다. K1은 동맥 플라즈마에서 간질 공간(Ct)으로채택된 트레이서를 설명하고, k2는 간질 공간에서 플라즈마로 다시 확산되는 트레이서의 분율을 설명하고, k3는 에서 이동하는 트레이서를 설명합니다. 간질(Ce)공간에서 골격(Ct)에 공간(C t)을 하고, k4는 골격(Ct)에서다시 중간 공간(Ce)으로이동하는 트레이서를 기술한다.
그림 1 . 동적 운동 모델링을 위한 샘플 2티슈 구획 모델입니다. C p는 혈장 구획내의 트레이서 농도, Ce 자유 및 비특이적으로 결합된 트레이서 조직 내의 트레이서 농도, 및 조직에서의 Ct 구체적으로 결합된 트레이서 농도이다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
Patlak 운동 모델은 혈액 풀에서 뼈 매트릭스로의 방사성 추적자 유입 속도(mL/ccm/min, 입방 cm = ccm)의 척도로 Ki_Patlak를 생성합니다. 그런 다음 혈액 풀에서 뼈 매트릭스로의 트레이서 유입 속도를 각각 Ki_Patlak 및 K i_NonLinear에 대한 수학식 2 및 수학식 3을 사용하여 계산할 수 있습니다. Ki_Patlak 및 Ki_NonLinear는 [18F]-NaF가 동맥 혈액 풀을 떠나 두 모델을 사용하여 각각 하위 사이트 골격 매트릭스에 비가역적으로 결합하는 비율입니다. Patlak과 비선형 운동 모델의 차이점은 동적 데이터를 활용하는 것입니다. Patlak 모델은 평형을 충족한 다음 설정된 선형 경사에서 유입 속도를 계산해야 합니다. 패들락 운동 모델은 Ki_Patlak 유입률을 생성하며, 24분 시간을 사용하여 플라즈마 풀, Cp, 언바운드 풀, Cu를평형화한다. 24분 시간은 모든 하위 사이트가 샘플의 플라즈마 풀과 평형에 도달하는 시간에 따라 변경될 수 있습니다. 계산적으로 엄격한 비선형 모델은 곡선에 맞게 시간 데이터의 전체를 사용합니다.
이 방법론 원고의 목적은 동적[18F]-NaF-PET-MRI를 수행하기 위한 상세한 기술을 설명하는 것이다. 요추 면 관절은 퇴행성 관절염 질환의 일반적인 부위이며 축 요통의 일반적인원인 8. 최근 연구에 따르면 [18F]-NaF-PET-MRI는 고통스러운 얼굴 내성 질환의 유용한 바이오마커역할을 할 수 있다9. 얼굴 내 성 요통을 가진 단일 환자에서 인간 요추 면 관절따라서 동적[18F]-NaF-PET-MRI 분석을 위한 프로토타입 ROI로 분석될 것이다.
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Protocol
이 예비 타당성 조사는 인간 연구 IRB 승인을 획득하고 HIPAA 규정을 준수 한 후 환자를 모집했습니다.
1화 팬텀
- [18F]-NaF의 185MBq로 직경(5 - 38mm)의 중공 실린더가 있는 인서트를 빈 원통형 팬텀으로 채웁니다.
- CT 또는 이 팬텀에 대해 이전에 생성된 템플릿을 사용하여 팬텀의 감쇠 맵을 생성합니다.
- 팬텀을 PET/MR 중앙에 놓고 이미징 콘솔을 사용하여 결과 이미지를 5-10분 동안 PET 데이터를 수집합니다.
- 인간의 피사체를 이미징하는 데 사용할 동일한 재구성 알고리즘과 일치하는 알고리즘을 사용하여 CT 기반 감쇠 맵을 사용하여 이미징 콘솔을 사용하여 재구성합니다.
- 프리웨어 AMIDE를 사용하여 모든 크기에 대해 동일한 크기의 각 실린더(왼쪽 및 오른쪽)의 평균 활동을 계산합니다.
- 평균 활동과 원통 크기를 표로 표로 바합니다.
- 각 원통의 평균 활동을 기준 원통 평균 활동으로 나누어 부분 체적 오차(PVE)를 계산합니다.
- 원통의 크기에 따라 PVE를 플로팅합니다.
- 환자 데이터에서 PVE를 수정할 때 두 원통 크기 사이의 선형 방정식을 사용합니다.
2. 환자 준비
- 환자를 모집하기 전에 필요한 인간 연구 IRB 승인을 얻고 HIPPA 규정을 준수하십시오.
- 관심 연구를 위한 적절한 포함 및 배제 기준을 수립합니다.
- 포함 기준은 다음과 같습니다 : 성인, 적어도 18 세 통보 된 동의 능력; 축 비 방반 요통의 보고 된 역사; 척추 중재 방사선 전문의가 권장합니다.
- 배제 기준은 다음과 같다: 척추의 골절 또는 종양의 역사; 임신 또는 모유 수유 여성; MRI 또는 추적자 또는 대조의 투여를 갖는 금기; 요추 수술 이나 계측.
- 인간 연구위원회의 승인을 받은 환자의 서면 동의서를 수집합니다.
- 관심 연구와 관련된 관련 임상 시험 및/또는 환자 설문조사 데이터를 확보하십시오.
- 가운이 가마에 피사체를 바꾸고, IV 접근을 확립하고, 환자가 여성이고 출산 연령의 경우 임신 검사를 시행하고, 크레아티닌/GFR을 확인하여 대조를 안전하게 사용하고,[18F]-NaF 복용량을 검색하십시오. 시험 기간 내내 여전히 남아있는 것의 중요성에 환자를 코치.
- PET/MRI에서 환자 척추와 발을 먼저 배치합니다.
3. 이미징 프로토콜
- 동시 PET 및 MR 이미지 수집을 위해 3.0 T PET/MRI 스캐너를 사용합니다.
- MR 이미징을 위해 후방 배열 중앙 분자 이미징 어레이 코일을 사용합니다.
- MR 및 PET 이미징 양식의 FOV가 T12에서 S3까지 하부 척추 영역을 커버하는 중심인지 확인합니다.
- 요추 프로토콜에 대한 임상 MRI 서열에는 시상 T1 (반복 시간 / 에코 시간 (TR / TE) = 510 / 8.6 ms, 비행기 내 해상도 = 0.75mm, 통과 평면 해상도 = 4mm), 시상 T2 지방 포화 (FS ) (TR / TE = 4208 / 86.2 ms, 평면에서 해상도 = 0.75mm, 스루 플레인 해상도 = 4mm) 액시얼 T2 빠른 이완 빠른 스핀 에코 (TR / TE = 750 / 9.2 ms, 평면 해상도 = 0.7mm, 스루 플레인 해상도 = 4mm), 축 T1 빠른 스핀 에코 (FSE) Predolinium (FRFSE) TE = 575/8.9 ms, 평면 내 해상도 = 0.65mm, 관통평면 해상도 = 4mm), 축 T1 FSE 포스트 가돌리늄(TR/TE = 562/8.6ms, 평면 내 해상도 = 0.65mm, 통과 평면 해상도 = 4mm).
- 그것을 요구하는 MRI 순서를 취득하기 전에 gadobutrol (1M Gadavist)의 0.1 mm/kg의 대조를 환자의 전분기 fossa IV로 직접 주입하십시오.
- 동적 PET 스캔 전에 [18 F]-NaF의 방사성 용량을[18F]-NaF의 농도로 환자에게 주입[18F]-NaF.
- 하부 척추, T12 내지 S3를 중심으로 3개의 별도의 시간상을 사용하여 60분 동안 동적 PET 스캔을 수행합니다.
- 각각 10프레임씩 12프레임으로 다이나믹 스캔의 첫 번째 단계를 획득합니다.
- 각각 30초의 4프레임의 두 번째 단계를 획득합니다.
- 각각 4분씩 14프레임의 마지막 단계를 획득합니다.
- 표준 2점 딕슨 방법을 사용하여 요추 부위에 대한 MR감쇠 보정(MRAC)을 계산합니다. Dixon 방법은 지방과 물의 MR 신호를 공기, 연조직, 폐 및 지방 (뼈는 아니지만)으로 분할합니다.
- 축 T2 지방 포화 FRFSE 이미지에 PET 데이터가 공동 등록되어 있는지 확인합니다.
- 다음 매개 변수를 사용하여 콘솔의 PET 데이터를 재구성합니다: 60cm 시야(FOV), 3mm 포스트 필터, 표준 Z축 필터, 256 x 256 행렬, 28개의 서브세트 및 VPFX(비행 시간 - 주문된 하위 집합 기대 최대화, TOF-OSEM) 4회 반복 .
- 재구성에는 부패, 감쇠, 분산 및 데드 타임을 수정하기 위한 사후 처리가 포함되어 있는지 확인합니다.
4. 이미지 분석
- 맹검 방사선전문의가 임상 MRI 서열을 해석한 경우.
- 체르비온케 및 펜톤10에의해 이전에 설명한 바와 같이 면 연염을 채점하기 위한 지방 억제 T2-가중 및 지방 억제 T1 가중 포스트 콘트라스트 서열을 평가한다.
- 다음 패싯 그레이딩을 사용하는 것은 다음과 같은 면 등급 : 면 관절의 이상 없음, 1 = 비정상적인 향상 또는 관절 캡슐로 제한되는 T2 고강도, 2 = 비정상적인 외형 향상 또는 FJ 둘레의 50 %, 3 = 비정상적인 FJ 둘레의 >50%를 포함하는 엑스트라 캡슐 강화 또는 T2 고강도, 그리고 4 = 학년 3 신경 포라멘으로 부종의 확장, 리게멘텀 플라블, 페디클, 횡방향 과정, 또는 척추 몸. 참조에서 설명한 대로: 체르비온케 LF, 펜톤 DS. 요추에서 염증성 면 관절병증 (패싯 경막염)의 검출에 지방 포화 MR 화상 진찰. 10개
5. 데이터 분석
- 소프트웨어 PMOD와 같은 동적 PET 데이터를 분석할 수 있는 전용 워크스테이션으로 PET 및 MRI 이미지를 전송합니다. L1-L2에서 L5-S1까지 요추의 면 관절을 분석합니다.
- [18F]-NaF섭취량 측정값: 각 레벨의 양측 패싯 조인트에 대해 평가할 영역을 찾습니다. 해부학 T2 MR 이미지를 사용하여 관심 볼륨 (VOI)을 선택한 다음 PET 이미지로 전송합니다.
- 시상 및 축 평면 T2 MR 이미지로 시각적으로 삼각측량을 하고 대략적인 중심의 슬라이스 수를 기록하여 각 요추 면 조인트의 중심점을 식별합니다.
- 환자 데이터가 보기탭에서 열리면 사이드바에서 VOI 버튼을 클릭하고 SPHERE(개체)를 선택합니다.
- 팝업되는 미리 정의된 창 내에서 반지름으로 7.5mm를 입력하고 새 VOI 만들기를클릭합니다.
- 각 면 조인트의 중앙에 구형 VOI(직경 7.5mm)를 놓고 면을 왼쪽으로 클릭합니다. 왼쪽을 클릭하고 면을 시각적으로 가운데에 배치할 때까지 드래그하여 구를 조정합니다.
- 새 VOI 만들기를 클릭하고 5.5 단계를 수행하여 관심 있는 모든 면에 대해 필요에 따라 반복합니다.
- 구형 VOI (5mm 직경)를 중앙 골수 공동의 오른쪽 장골 문장에 배치 (피질 침범을 배제하기 위해) 참조 영역으로. 새 VOI 만들기를 클릭하고 오른쪽 장골의 골수를 왼쪽 클릭합니다.
- 위치 VOI 그래서 가장자리는 완전히 골수 내에 있습니다.
- VOI가 패싯 조인트의 중심을 캡슐화한다는 점에서 그림 2에서 척추 체면 조인트(FJ) VOI를 보여주는 이미지와 유사하게 배치되도록 합니다.
6. SUV 계산 및 운동 데이터
- 동맥 입력 함수를 계산하기 위해 복부 대동맥의 두 축 조각을 덮는 원통형 VOI를 배치합니다. 직경이 대불의 지름과 동일한지 확인합니다.
- 축 이미지를마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 데이터 검사를선택합니다.
- 복부대판의 직경을 분기까지 측정합니다.
- 왼쪽 대동맥 벽의 오른쪽을 클릭하고 커서를 대동맥 벽의 왼쪽으로 이동합니다.
- 데이터 검사기 창에서 대동맥 벽 지름의 거리를 기록합니다. 이것은 부분 체적 보정 (PVC) 계수를 계산하는 데 사용됩니다.
- 왼쪽 사이드바에서 VOI 버튼을 클릭하고 원(ROI)을선택합니다.
- 6.5단계에서 이전에 측정된 지름의 절반으로 지정된 반지름으로 원 ROI 를 작성합니다.
- 새 VOI 생성을 클릭하고 대동맥 중앙을 클릭하고 필요한 경우 위치를 재배치하여 원이 대동맥 벽 위치를 근사화하도록 합니다.
- 축면에서 한 조각을 내리고 6.7-6.9 단계를 반복하여 두 개의 원형 ROI에서 실린더를 만듭니다.
7. 애완 동물 부분 볼륨 보정
참고: PVE로 인해 추적기 활동은 대상의 크기와 관련하여 과소 평가됩니다. 따라서 PVE에 대 한 수정 단계를 수행 합니다.
- 실린더 지름의 크기와 복구된 활동의 비율을 실제 활성에 플로팅하여 PET/CT 팬텀을 사용하여 이전에 파생된 복구 계수를 사용합니다.
- 내림차순 대동맥 위에 이미지 기반 측정에 복구 계수를 적용하여 부분 볼륨 보정된 동맥 입력을 만듭니다.
- 운동 모델링 및 트레이서 역학의 정확한 정량화에 사용하기 위해 이 부분 볼륨 보정 된 동맥 입력을 PMOD로 대체하십시오.
8. SUV 계산 및 운동 데이터
주: 표준 섭취량 값(SUV)을 계산하는 데 사용되는 알고리즘인 수학식 1은 추적자가 몸 전체에 균등하게 분포되어 있고 마른 체질량이 몸 전체의 볼륨을 정확하게 나타낸다고 가정합니다. 따라서 SUV를 반정량 측정이라고 합니다.
방정식 1: 표준 섭취량 값
- 60분 의 시간을 사용하여 각 하위 사이트에 대한 SUV최대값과 SUV평균 값을 계산합니다.
주: 운동 모델링에 사용되는 2개의 조직 구획 모델은 그림 1에 도시되어 있습니다. C p는 혈장 내의 트레이서의 농도인 반면 Ce 및 Ct는 각각 표적 뼈 매트릭스에서 언바운드 간질 공간 및 바운드 트레이서의 농도를 나타낸다. K1, k2, k3, k4는 트레이서 세척 및 바인딩에 대한 운동 모델을 설명하는 4개의 매개변수입니다. - 운동 분석 중에 Patlak 선형 모델 및 비선형 회귀 모델에 대해 비가역적인 2개의 조직 구획사용
주:[18F]-NaF11에대한 영역별 유입률 상수(최소-1)를계산하기 위해 2조직 비가역적 구획 모델이 사용된다. - Patlak 운동 모델을 사용할 때 평형 시간이 24분으로 설정되어 있는지 확인합니다.
- 비선형 회귀 모델을 사용하여K_NonLinear 유입률을 생성하는 경우 입력 k4 = 0입니다.
- 각각 Ki_Patlak 및 K i_NonLinear에 대해 수학식 2 및 수학식 3을 사용하여 혈액 풀에서 뼈 행렬로의 트레이서 유입 속도를 계산합니다. Ki_Patlak 및 Ki_NonLinear는 [18F]-NaF가 동맥 혈액 풀을 떠나 두 모델을 사용하여 각각 하위 사이트 골격 매트릭스에 비가역적으로 결합하는 비율입니다.
-
방정식 2: 패트락 그래픽 운동 모델
+ 가로채기 -
방정식 3: 비선형 회귀 운동 모델
-
방정식 2: 패트락 그래픽 운동 모델
+ 가로채기
9. 통계분석
- 선형 회귀 분석을 사용하여 [18F]-NaF Ki_Patlak 유입률이 SUV평균,SUV최대,Ki_NonLinear및 연구에 특정한 임상 점수 등급과 상관관계가 있는지 평가합니다.
- 두 꼬리 t 검정 및 Pearson 상관 관계를 사용하여 이전 상관 관계의 통계적 유의성 테스트를 합니다.
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Representative Results
18세 NaF-PET 섭취 량은 축 요통을 가진 단일 대표 환자에서 총 10 ROI에 대한 L1-L2에서 L5-S1 척추 수준을 통해 양측 면 관절에서 측정됩니다. 대표적인[18F]-NaF-PET, 축T2 지방 억제, 및 L3-L4 패싯의 레벨을 통한 축 T1 후 대비 지방 억제 MR 이미지는 도2에 도시되어 있다. 대표적인 환자에서 각각 10개의 샘플링된 패싯 관절에 대한Ki_Patlak,SUV평균,SUVmax및 MRI 면 관절병등급은 표 1에요약되어 있다. Ki_Patlak 유입률은 도3에서 다시 SUV평균 및 MRI 기반 면 관절병 등급을 플롯한다. 이 대표적인 경우 퇴행성 면 관절병증(좌측 L3-L4)의 MRI 등급이 가장 높은 면 조인트는Ki_Patlak 및 SUV평균 값이 가장 높습니다.
그림 2 . 대표 [18F]-NaF-PET 및 요추 면 관절의 MR이미지. A) 축축[18F]-NaF-PET SUV 이미지는 왼쪽에 비대칭 방사성 추적자 생체 내를 드러내는 L3-L4 패싯 조인트를 통해. 적색 파선 원은 각 면 관절을 분석하기 위해 대략적인 ROI를 간략하게 설명합니다. 축 T2 지방 억제 (B) 및 축 T1 후 대비 지방 억제 (C) 동일한 환자에서 L3-L4 레벨을 통해 이미지 비대칭 좌측 peri-패싯 부종 및 향상(B와 C의 흰색 화살표) 각각)을 참조하십시오. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 3 . Ki_Patlak 플롯: Ki_Patlak 대 SUV평균 (A) 및 Ki_Patlak 대 MRI 면 관절 병증 등급 (B) 모든 10 개의 요추 패싯 관절에 대한 대표 환자. 상대적으로 높은 Ki_Patlak,SUV평균및 각 플롯의 우측 상부 사분면에서 MRI 패싯 등급을 가진 단일 절연 데이터 포인트는 L3-L4 패싯 관절을 떠난 환자에 해당한다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
| 면 조인트 | Ki_Patlak mL/ccm/min* | SUV평균 | SUV최대 | MRI 학년 |
| 오른쪽 L1-L2 | 0.015 | 3.1 | 5.4 | 1 |
| 왼쪽 L1-L2 | 0.009 | 2.4 | 5.4 | 1 |
| 오른쪽 L2-L3 | 0.014 | 2.9 | 5.9 | 1 |
| 왼쪽 L2-L3 | 0.012 | 2.8 | 5.7 | 1 |
| 오른쪽 L3-L4 | 0.013 | 2.7 | 5.4 | 1 |
| 왼쪽 L3-L4 | 0.028 | 7 | 13.6 | 3 |
| 오른쪽 L4-L5 | 0.011 | 2.9 | 5.5 | 1 |
| 왼쪽 L4-L5 | 0.014 | 3.3 | 5.7 | 1 |
| 오른쪽 L5-S1 | 0.011 | 3.3 | 6.6 | 1 |
| 왼쪽 L5-S1 | 0.013 | 3.3 | 5.9 | 0 |
| * mL / ccm / 분 = 밀리리터 당 분당 입방 센티미터 |
표 1: Ki_Patlak,SUV평균,SUVmax,및 MRI 패싯 관절병등급은 대표환자에서 10개의 샘플링된 패싯 관절 각각에 대해.
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Discussion
이 방법론 원고에서, 우리는 동적[18F]-NaF-PET-MRI의 잠재적 인 유용성에 대한 배경을 제공하고 동적[18F]-NaF-PET-MRI 이미지에 대한 기술을 설명했다. 인간의 요추 면 관절을 프로토 타입 관심 영역으로 사용하여 획득 및 분석. 이중 양식 PET-MRI를 사용하면 MR 데이터 수집에만 필요한 것과 유사한 기간 동안 동적 PET 데이터를 수집할 수 있으므로 스캔 시간의 중복을 최대화할 수 있습니다. MRI는 광범위한 뼈 병리를 쉽게 식별할 수 있는 척추의 고해상도 구조 이미징을 제공하지만 하이브리드 PET-MRI를 가진 정량적 동적 PET를 추가하면 활성 뼈 회전율의 기능적 바이오마커로 이점을 추가할 수 있습니다. 우리는 이중 양식 PET-MRI에 대한 기술을 설명하지만, 우리의 방법은 쉽게 PET 전용 또는 결합 PET-CT 데이터 세트에 적용 될 수있다.
SUV 값은 방사성 추적자가 몸 전체에 고르게 분포되어 있으며 측정을 마른 체질량 계수에서 벗어난다는 가정을 합니다. 반면에 Ki_Patlak와 같은 방사성 추적자 흡기의 운동 지수는 스캔 시간 동안 동맥 시스템을 통해 표적에 도달하는 방사성 추적자의 특정 농도를 측정합니다. 이 추가 된 정보는 그렇지 않으면 놓칠 수 있는 관심 영역으로 추적기의 흐름의 미묘한 변화를 나타낼 수 있습니다. Brenner와 동료들은 이전에 SUV평균,SUVmax 및 Ki_Patlak 사이의 선형 관계를 광범위한 정상 및 병리학적 뼈 조건에서12로보고했습니다. 이전 연구는 더 안면 관절의 Ki_Patlak 와 안면 성 요통의 임상 측정 사이의 강한 양성 선형 상관 관계를 입증했다13. 진행 중인 예비 임상 시험은[18F]-NaF-PET-MRI에 대한 잠재력을 평가하기 위해 진행중이며 퇴행성 요추 패싯 질환의 치료 계획 및 세로 모니터링을 돕습니다. 비록 임상 번역의 초기 단계에서, 동적[18F]-NaF-PET-MRI 분석은 일반적인 뼈와 관절 질병의 다양한 큰 잠재력을 보유하고 있다.
얼굴 내성 요통 이외에,이 기술에 대한 많은 잠재적 인 응용 프로그램이 있습니다. 예를 들어, 강직성 척추염을 가진 관절에서 발견되는 비대성 골다혈증으로 이어지는 골다공증 활성은 염증성 사이토카인, 날개 없는(wnt) 및 뼈 형태형성 단백질에 의해 조절된다. Wnt 단백질은 단백 동화 골격 반응을 일으키는 작용14. Dickkopf, DKK로 알려진 wnt의 조절 단백질은 wnt와 경쟁하여 골아세포 활성을 조절합니다. DKK의 낮은 수준은 강직성 척추염 환자에서 증가 된 골아 세포 활성 과 증가 뼈 형성의 결과. 염증성 사이토카인에서 골합체 활성에 이르는 경로는 아직15로알려져 있지 않다. 골관절염에 있는 강직한 척추염과 병리학적인 골수염 활동에 있는 이 통로 사이 연결은 순전히 이 때 투기적입니다. 그러나, 안면 관절의 면역조직화학적 분석에 의해 강직성 척추염과 골관절염 모두 골형성활성을통해 새로운 뼈 형성의 회복 기전을 공유할 수 있음을 15로 나타났다. 이러한 골구성 활성의 변화는 본원에 기재된[18F]-NaF-PET-MRI PET 기술을 사용하여 정량적으로 관찰될 수 있다.
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Disclosures
저자는 공개 할 것이 없다
Acknowledgments
NIH P50AR060752 및 GE 헬스케어에 의해 연구 지원이 제공되었습니다. 우리는 바히드 라반파르의 지원을 인정하고 싶습니다.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Gadolinium Contrast agent (Gadovist) | Bayer | na | 1.0mmol/ml solution for IV injection. |
| [18F]-NaF Radiotracer | na | na | 2.96 MBq/kg |
| GE Signa PET-MRI Scanner | General Electric | na | 3.0Tesla 60cm Bore PET-MRI scanner |
| PMOD Kinetic Modeling Software | PMOD Technologies, LLC | na | Version 3.8 |
References
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![정량 [<sup>18</sup>F]-Naf-PET-MRI 분석 은 얼굴 투박성 요통 환자에서 동적 뼈 회전율의 평가를 위한](https://cloudfront.jove.com/CDNSource/teasers/58491.jpg)
