Ilościowe oznaczanie aktywności blaszki miażdżycowej i stanu zapalnego naczyń krwionośnych za pomocą pozytonowej tomografii emisyjnej z tomografią komputerową z użyciem [18-F] fluorodeoksyglukozy (FDG-PET/CT)

Ogólnym celem tej procedury jest wykrycie i ilościowe określenie aktywności blaszki miażdżycowej oraz stanu zapalnego naczyń w średnich i dużych tętnicach człowieka. Należy rozpocząć od skanu PET CT całego ciała z użyciem FDG, obrazując aortę oraz jej główne odgałęzienia od serca aż do stóp. Następnie, w oparciu o zarejestrowany skan CT, należy przeprowadzić jakościową analizę obrazów pod kątem występowania stanu zapalnego naczyń.

Ilościowo określ ilość radiotraceru wykrytego w każdym przekroju skanu PET i zlokalizuj obszary zainteresowania. Następnie oblicz standardowe i nowe wyniki mierzące zapalenie naczyń krwionośnych. Ostatecznie wyniki te obrazują i ilościowo określają stopień zaawansowania miażdżycy w dowolnym obszarze tętniczym dzięki zastosowaniu FDG PET CT z kwantyfikacją.

Badanie FDG PET CT może pomóc w uzyskaniu odpowiedzi na kluczowe pytania w dziedzinie obrazowania naczyniowego, takie jak: w jaki sposób terapia moduluje aktywność blaszki miażdżycowej lub jak zmienia się zapalenie naczyń w czasie in vivo? Wnioski wynikające z tej metody rozciągają się również na diagnostykę subklinicznej miażdżycy in vivo, ponieważ obecne techniki nie pozwalają na obrazowanie molekularne całego ciała w czasie rzeczywistym, które mogłoby być wykorzystane do oceny odpowiedzi w krótkim okresie czasu. FDG PET CT może dostarczyć wiedzy na temat naturalnego przebiegu miażdżycy, ponieważ może być ono stosowane również w procesie diagnostycznym.

Terapie i rokowania. Metoda FDG PET CT posiada kilka zalet w porównaniu z istniejącymi metodami, takimi jak angiografia CT czy ocena poziomu wapnia w tętnicach wieńcowych za pomocą CT, wykazując przy tym minimalną zależność od operatora. FDG PET CT zapewnia wysoką rozdzielczość kontrastową w czasie rzeczywistym in vivo.

Ilościowa analiza obrazowania molekularnego całego ciała w celu oceny objętości blaszki miażdżycowej wraz z aktywnością metaboliczną umożliwia multimodalną kwantyfikację blaszek miażdżycowych. Czynniki te razem ułatwiają wykrywanie wczesnych zmian w miażdżycy w odpowiedzi na interwencję terapeutyczną. Aby zapewnić jakość obrazowania, zespół wykonujący tę pracę powinien posiadać doświadczenie w przeprowadzaniu badań PET. Do analizy obrazów istotne jest również doświadczenie w identyfikacji struktur naczyniowych.

Na początku niektórzy mogą napotkać trudności, jeśli nie znają anatomii naczyniowej lub nie są zaznajomieni z interpretacją obrazowania PET CT. Jednak ogólnie metoda ta jest dość prosta. Wierzymy, że wizualna demonstracja tej metody będzie bardzo przydatna dla osób zainteresowanych zastosowaniem tej techniki.

W celu zbadania pacjentów z miażdżycą, co pomoże w opracowaniu zestandaryzowanego, a zarazem łatwego w użyciu podejścia do akwizycji i analizy obrazów, zarezerwuj termin badania na skanerze PET CT w celu uzyskania lepszej jakości obrazu. Użyj skanera z funkcją czasu przelotu (time of flight), takiego jak skaner Gemini TF wraz z CT, aby upewnić się, że endogenna glukoza nie konkuruje z radioznacznikiem FDG. Potwierdź, że pacjent pościł przez osiem godzin przed badaniem FDG PET CT.

Następnie należy sprawdzić poziom glukozy w surowicy na czczo za pomocą nakłucia palca. Jeśli FSG wynosi mniej niż 200 mg/dL, należy wprowadzić kaniulę dożylną o rozmiarze 20 G w celu podania radioznacznika FDG. Po uzyskaniu obrazów CT i PET, zgodnie z opisem w towarzyszącym manuskrypcie, należy jakościowo wyznaczyć wszystkie interesujące struktury naczyniowe, korzystając z obrazów CT niskodawkowych bez kontrastu, a następnie ocenić odpowiadające im obszary anatomiczne pod kątem widocznego zwiększonego wychwytu radiotraceru na obrazach PET.

Należy również dokonać jakościowej oceny obrazów CT pod kątem wyraźnych nieprawidłowości naczyniowych, takich jak wapnienie ścian lub poszerzenie tętniakowate. W pierwszej kolejności należy wyznaczyć granice w celu podziału aorty na segmenty. Zacznij od aorty wstępującej, identyfikując jej odejście od serca, a następnie przesuwaj się w górę dla uproszczenia procesu.

Zdefiniuj łuk aorty jako tę część aorty piersiowej, która na obrazach w przekroju poprzecznym jawi się jako ciągły segment, w którym łączą się części wstępująca i zstępująca aorty piersiowej. Następnie zidentyfikuj górny koniec zstępującej aorty piersiowej. W kolejnym kroku zidentyfikuj odejście tętnicy trzewnej, aby służyło ono jako punkt orientacyjny anatomiczny pomiędzy zstępującą aortą piersiową a aortą brzuszną.

Następnie zidentyfikuj tętnice nerkowe, aby wyznaczyć odcinki nadnerkowe i podnerkowe aorty brzusznej. Zidentyfikuj również rozwidlenie aorty, które posłuży jako punkt orientacyjny dla dystalnego końca aorty brzusznej. Teraz zmierz pobranie FDG przez tętnice na osiowych obrazach PET CT dla aorty.

Zacznij od najwyższego przekroju aorty. Wyznacz każdy obszar zainteresowania tak, aby objął cały obszar wychwytu FDG na danym przekroju, unikając jednocześnie innych otaczających tkanek o zwiększonym wychwycie. Następnie, za pomocą oprogramowania do analizy obrazów PET/CT, zapisz standaryzowaną wartość wychwytu dla każdego badanego naczynia na poszczególnym przekroju.

Należy zapisać maksymalną i średnią wartość SUV dla każdego ROI, a także pole przekroju i grubość warstwy. Powtórz tę procedurę dla warstw skanu PET przebiegających przez analizowane tętnice z regularną częstotliwością, na przykład co czwartą warstwę. Należy zauważyć, że całkowita liczba warstw będzie różnić się w zależności od badanego pacjenta, w zależności od budowy ciała, zmienności anatomicznej oraz wybranej częstotliwości.

W celu obliczenia stosunku sygnału tkanki do tła należy zlokalizować żyłę główną dolną w obrębie jamy brzusznej, w miejscu, w którym można zwizualizować co najmniej osiem przyległych przekrojów. Na każdym przekroju poprzecznym należy umieścić obszar ROI wewnątrz lub wokół żyły głównej dolnej, aby uzyskać co najmniej osiem pomiarów średniego SUV dla żyły. Należy wygenerować pomiary średniego SUV oraz maksymalnego SUV dla każdego badanego segmentu tętniczego jako miarę obciążenia miażdżycą w danym regionie.

Następnie, w celu normalizacji, podziel średnią wartość SUV segmentu tętniczego przez średnią wartość SUV w żyłach, uzyskaną w poprzednich krokach dla żyły głównej dolnej. Ten stosunek sygnału celu do tła służy jako kolejny parametr oceny aktywności blaszki miażdżycowej. Dla każdego segmentu tętniczego oblicz jego objętość, mnożąc sumę pól przekrojów poprzecznych wszystkich ROI przechodzących przez naczynie przez grubość warstwy oraz częstotliwość pomiaru warstw.

Na koniec pomnóż średni SUV segmentu tętniczego przez objętość segmentu tętniczego. Wynik, czyli średni produkt metaboliczno-objętościowy (MVP), stanowi trzeci parametr służący do pomiaru aktywności blaszki miażdżycowej oraz obciążenia tętnicy lub badanego segmentu tętniczego. Zsumuj wszystkie średnie wartości MVP dla wszystkich segmentów aorty, aby uzyskać całkowite obciążenie zapalne.

Czwarty punkt końcowy dla pomiaru aktywności blaszek miażdżycowych oraz miażdżycy w obrębie aorty. Wstępna rekonstrukcja obrazów PET. Obrazy pacjenta z naszego badania nad starzeniem się i miażdżycą wykazują wychwyt FDG w tętnicach biodrowych i udowych, tętnicach podkolanowych, aorcie brzusznej oraz łuku aorty.

Ten poprzeczny obraz zfuzowany FDG PET CT przedstawia przekrój danych z rozmieszczeniem ROI wokół zstępującej aorty piersiowej. Oprogramowanie oblicza średni SUV, maksymalny SUV oraz obszar ROI. Jest to część trwającego badania nad łuszczycą.

Dane pochodzące od jednego pacjenta wskazują, że cztery kluczowe wyniki określające aktywność blaszki miażdżycowej i stan zapalny naczyń to standaryzowana wartość poboru w stosunku do tła (SUV target to background ratio), metaboliczny produkt wolumetryczny oraz globalne obciążenie zapalne. Po opanowaniu tej metody, cały proces – od czasu skanowania do analizy obrazów – może zostać prawidłowo przeprowadzony w ciągu trzech godzin. W przypadku analizy ilościowej kluczowe jest posiadanie obrazów wysokiej jakości, ponieważ problemy z obrazami podczas akwizycji ograniczają dokładną kwantyfikację stanu zapalnego naczyń.

W celu odpowiedzi na dodatkowe pytania, takie jak anatomiczny stopień zaawansowania zmian zapalnych naczyń po ich wykryciu, można przeprowadzić inne metody, np. angiografię tomograficzną (CT angiography). Po obejrzeniu tego filmu powinieneś mieć dobrą wiedzę na temat tego, w jaki sposób FDG PET CT może być wykorzystywane do wykrywania i ilościowej oceny aktywności blaszek miażdżycowych oraz stanu zapalnego naczyń w tętnicach człowieka. Pamiętaj, że praca z FDG może być niebezpieczna i wymaga zachowania środków ostrożności, takich jak standardowe procedury ochrony radiologicznej.

Podczas wykonywania tej procedury należy zawsze przestrzegać zasad bezpieczeństwa. Po opracowaniu technika ta utorowała drogę badaczom w dziedzinie miażdżycy do zrozumienia, w jaki sposób blaszka miażdżycowa z silnym stanem zapalnym zmienia się po znanych interwencjach terapeutycznych, takich jak terapia statynami czy modyfikacja stylu życia. Ponadto technika ta może być zastosowana w przypadku nowych populacji chorych, czego przykładem są nasze ostatnie działania w przypadku łuszczycy, gdzie pacjenci obciążeni wysokim ryzykiem rozwoju chorób naczyniowych pozwalają zrozumieć wpływ tej choroby na miażdżycę.