Die Quantifizierung der atherosklerotischen Plaque Aktivität und Gefäßentzündungen mit [18-F] Fluordeoxyglukose Positronen Emissions Tomographie / Computertomographie (FDG-PET/CT)

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens besteht darin, die Aktivität atherosklerotischer Plaques und vaskuläre Entzündungen in mittelgroßen und großen menschlichen Arterien nachzuweisen und zu quantifizieren. Beginnen Sie mit einer Ganzkörper-FDG-PET-CT-Aufnahme und bilden Sie die Aorta sowie ihre Hauptäste vom Herzen bis zu den Füßen ab. Analysieren Sie anschließend die Bilder mithilfe des registrierten CT-Scans qualitativ auf das Vorhandensein vaskulärer Entzündungen.

Quantifizieren Sie die Menge des an jedem Schnitt der PET-Aufnahme detektierten Radiotracers und lokalisieren Sie die Regionen von Interesse. Berechnen Sie anschließend die Standard- und neuartigen Parameter, die die vaskuläre Entzündung messen. Letztlich zeigen die Ergebnisse die Belastung durch Atherosklerose in einem beliebigen arteriellen Bereich unter Verwendung der FDG-PET/CT mit Quantifizierung bildlich auf und quantifizieren diese.

FDG-PET-CT kann helfen, zentrale Fragen im Bereich der vaskulären Bildgebung zu beantworten, beispielsweise, wie eine Therapie die Plaque-Aktivität beeinflusst oder wie sich vaskuläre Entzündungen im Verlauf in vivo verändern. Die Bedeutung erstreckt sich zudem auf die Diagnose einer subklinischen Atherosklerose in vivo, da aktuelle Verfahren keine Ganzkörper-Molekulardarstellung in Echtzeit ermöglichen, die kurzfristig zur Beurteilung der Therapieantwort genutzt werden könnte. FDG-PET-CT kann Einblicke in die natürliche Krankheitsgeschichte der Atherosklerose liefern, da es ebenfalls im diagnostischen Kontext angewendet werden kann.

Therapie und Prognose. Die FDG-PET/CT weist mehrere Vorteile gegenüber etablierten Verfahren wie der CT-Angiographie oder der Kalziumskalierung der Koronararterien mittels CT auf, wobei der Einfluss des Untersuchers minimal ist. Die FDG-PET/CT bietet eine hohe Kontrastauflösung in Echtzeit in vivo.

Die Ganzkörper-Molekularbildgebung ermöglicht die Quantifizierung des Plaquevolumens mit metabolischer Aktivität und erlaubt so eine multimodale Quantifizierung atherosklerotischer Plaques. Zusammen fördern diese Faktoren die Fähigkeit, frühe Veränderungen bei der Atherosklerose als Reaktion auf eine therapeutische Intervention zu detektieren. Um eine hohe Bildqualität sicherzustellen, sollte das durchführende Team Erfahrung in der PET-Bildgebung besitzen. Auch Erfahrung in der Identifizierung vaskulärer Strukturen ist für die Bildanalyse wichtig.

Anfangs könnten einige Schwierigkeiten haben, wenn sie die vaskuläre Anatomie nicht kennen oder mit der Interpretation von PET-CT-Bildern nicht vertraut sind. Insgesamt ist die Methode jedoch recht einfach. Wir sind der Ansicht, dass die visuelle Demonstration dieser Methode für alle, die daran interessiert sind, diese Technik anzuwenden, sehr nützlich sein wird.

Um Patienten mit Atherosklerose zu untersuchen, was dazu beitragen wird, einen standardisierten und dennoch einfach anzuwendenden Ansatz für die Bildakquisition und -analyse bereitzustellen, buchen Sie einen Termin für die Bildgebung an einem PET-CT-Scanner, um eine verbesserte Bildqualität zu erzielen. Verwenden Sie einen Scanner mit Time-of-Flight-Funktion, beispielsweise den Gemini TF Plus CT, um sicherzustellen, dass endogener Glukose nicht mit dem FDG-Radiotracer konkurriert. Stellen Sie sicher, dass der Patient vor dem FDG-PET-CT-Scan acht Stunden lang nüchtern war.

Überprüfen Sie nun die nüchternen Serum-Glukosespiegel mithilfe eines Fingerstichs. Wenn der nüchterne Blutzuckerwert unter 200 Milligramm pro Deziliter liegt, legen Sie eine intravenöse Kanüle mit 20 Gauge zur Verabreichung des FDG-Radiotracers an. Nachdem wie im begleitenden Manuskript beschrieben CT- und PET-Bilder aufgenommen wurden, grenzen Sie qualitativ alle interessierenden vaskulären Strukturen anhand der niederdosierten, kontrastmittelfreien CT-Bilder ab und prüfen anschließend die entsprechenden anatomischen Bereiche auf sichtbar erhöhte Traceranreicherung in den PET-Bildern.

Beurteilen Sie die CT-Bilder außerdem qualitativ hinsichtlich grober vaskulärer Auffälligkeiten wie beispielsweise Wandverkalkungen oder aneurysmatischer Erweiterungen. Identifizieren Sie zunächst Grenzen, um die Aorta in Segmente einzuteilen. Beginnen Sie mit der aufsteigenden Aorta, indem Sie ihren Ursprung am Herzen identifizieren, und arbeiten Sie der Einfachheit halber in zephaler Richtung weiter.

Definieren Sie den Aortenbogen als jenen Teil der Aorta thoracica, der auf den Querschnittsbildern als zusammenhängendes Segment erscheint, an dem die aufsteigenden und absteigenden Abschnitte der Aorta thoracica miteinander verbunden sind. Identifizieren Sie außerdem das obere Ende der Aorta thoracica descendens. Anschließend identifizieren Sie die Abgangsstelle der Arteria coeliaca, die als anatomische Orientierungsmarke zwischen der Aorta thoracica descendens und der Aorta abdominalis dient.

Danach identifizieren Sie die Nierenarterien, um die suprarenale und infrarenale Region der Bauchaorta abzugrenzen. Identifizieren Sie außerdem die Aortenbifurkation als anatomische Markierung für das distale Ende der Bauchaorta. Messen Sie nun die arterielle FDG-Aufnahme an transversalen PET-CT-Bildern für die Aorta.

Beginnen Sie mit der kranialsten Aortenschnittbildserie. Zeichnen Sie jeden interessierenden Bereich so, dass die gesamte Fläche der FDG-Aufnahme in dieser Schicht eingeschlossen wird, wobei umgebende Gewebe mit erhöhter Aufnahme vermieden werden. Verwenden Sie anschließend eine PET-CT-Bildanalyse-Software, um den standardisierten Aufnahmewert (SUV) für jedes interessierende Gefäß pro Schicht zu erfassen.

Stellen Sie sicher, dass Sie den maximalen und mittleren SUV jedes ROI sowie die Querschnittsfläche und die Schichtdicke dokumentieren. Wiederholen Sie dieses Verfahren für PET-Aufnahmeschichten, die in regelmäßigen Abständen durch die interessierenden Arterien verlaufen, beispielsweise alle vierte Schicht. Beachten Sie, dass die Gesamtanzahl der Schichten von Proband zu Proband abhängig von der Körperkonstitution, anatomischen Variationen und der gewählten Frequenz variieren kann.

Zur Berechnung des Gewebe-zu-Hintergrund-Verhältnisses lokalisieren Sie die untere Hohlvene im Abdomenbereich, wo mindestens acht zusammenhängende Schichten sichtbar sind. Platzieren Sie ein ROI innerhalb oder leicht um die V. cava inferior auf jeder Querschnittsschicht, um mindestens acht mittlere SUV-Messwerte aus venösem Gewebe zu erhalten. Erzeugen Sie mittlere SUV- und maximale SUV-Messwerte für jedes gewünschte arterielle Segment als eine Ergebnismessgröße für die durchschnittliche Belastung durch Atherosklerose in diesem Bereich.

Anschließend wird der mittlere SUV des arteriellen Segments durch den im vorherigen Schritt in der Vena cava inferior ermittelten mittleren SUV zur Normalisierung dividiert. Dieses Verhältnis von Target zu Background dient als weiteres Ergebnisparameter für die Aktivität atherosklerotischer Plaques. Für jeden arteriellen Segment wird das Volumen berechnet, indem die Summe der Querschnittsflächen aller ROIs, die durch das Gefäß verlaufen, mit der Schichtdicke und der Häufigkeit der Schichtmessung multipliziert wird.

Schließlich multiplizieren Sie den mittleren SUV des arteriellen Segments mit dem Volumen des arteriellen Segments. Das Ergebnis, das mittlere metabolische Volumenprodukt, stellt ein drittes Outcome zur Messung der Plaqueaktivität und der Belastung der betreffenden Arterie oder des arteriellen Segments dar. Manche summieren alle mittleren MVP über alle Aortensegmente, um die globale entzündliche Belastung zu erhalten.

Ein viertes Ergebnis zur Messung der arteriosklerotischen Plaqueaktivität und Arteriosklerose innerhalb der Aorta. Erste PET-Rekonstruktion. Bilder eines Patienten aus unserer Studie zu Alterung und Arteriosklerose zeigen die FDG-Aufnahme in den Arterien iliaca und femoralis, den Arterien popliteae, der Aorta abdominalis sowie dem Aortenbogen.

Dieses transversal fusionierte FDG-PET-CT-Bild zeigt eine Datenschnittansicht mit der Platzierung der ROI um die absteigende Aorta thoracica. Die Software berechnet den mittleren SUV, den maximalen SUV sowie die Fläche der ROI. Im Rahmen einer laufenden Studie zur Psoriasis.

Die Daten eines einzelnen Patienten zeigen die vier bestimmenden Parameter für die Aktivität atherosklerotischer Plaques und die vaskuläre Entzündung: das standardisierte Uptake-Verhältnis von Ziel zu Hintergrund, das metabolische Volumenprodukt und die globale entzündliche Belastung. Sobald die Methode beherrscht ist, kann sie innerhalb von drei Stunden – vom Scanzeitpunkt bis zur Bildanalyse – korrekt durchgeführt werden. Für die quantitative Analyse ist es wichtig, hochwertige Bilder zu erhalten, da Bildartefakte während der Aufnahme eine genaue Quantifizierung der vaskulären Entzündung einschränken würden.

Andere Methoden wie die CT-Angiographie können durchgeführt werden, um zusätzliche Fragen zu klären, beispielsweise zur anatomischen Schwere entzündlicher vaskulärer Läsionen, sobald diese erkannt wurden. Nach dem Anschauen dieses Videos sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie die FDG-PET-CT zur Detektion und Quantifizierung der Aktivität von atherosklerotischen Plaques sowie zur Beurteilung vaskulärer Entzündungen in menschlichen Arterien eingesetzt werden kann. Vergessen Sie nicht, dass die Arbeit mit FDG gefährlich sein kann und Vorsichtsmaßnahmen wie der Standardstrahlenschutz erforderlich sind.

Bei der Durchführung dieses Verfahrens nach seiner Entwicklung sollten stets Sicherheitsmaßnahmen beachtet werden. Diese Technik ebnete den Forschern auf dem Gebiet der Atherosklerose den Weg, um zu verstehen, wie eine atherosklerotische Plaque mit starken entzündlichen Anteilen nach bekannten therapeutischen Maßnahmen wie der Statintherapie oder lebensstilbezogenen Modifikationen verändert wird. Darüber hinaus kann diese Technik auf neuartige Krankheitspopulationen angewandt werden, wie in unseren jüngsten Untersuchungen bei Psoriasis-Patienten, die ein hohes Risiko für die Entwicklung einer vaskulären Erkrankung aufweisen, um den Einfluss einer neuartigen Erkrankung auf die Atherosklerose zu erforschen.