Summary

Semi-quantitative Bewertung mit [18F] FDG Tracer bei Patienten mit schweren Hirnverletzungen

Published: November 09, 2018
doi:

Summary

[18F]-Desoxyglukose (FDG) Positronen-Emissions-Tomographie-Computertomographie eignet sich zum Studium der Glukose-Stoffwechsel, die im Zusammenhang mit der Funktion des Gehirns. Hier stellen wir ein Protokoll für eine [18F] FDG-Tracer, Set-up und semiquantitative Beurteilung der Region of Interest-Analyse für gezielte Hirnareale mit klinischen Manifestationen bei Patienten mit schweren Schädel-Hirn-Verletzungen verbunden.

Abstract

Patienten mit schweren Schädel-Hirn-Verletzungen (sTBI) haben Schwierigkeiten zu wissen ob sie genau über ihre Gedanken und Gefühle wegen Bewusstseinsstörungen ausdrückst, höher gestört, Funktion und verbale Störungen des Gehirns. Als Folge einer unzureichenden Fähigkeit zu kommunizieren sind objektive Bewertungen von Familienmitgliedern, medizinisches Personal und Pflegekräfte erforderlich. Eine solche Bewertung ist die Bewertung der funktionierenden Hirnareale. Vor kurzem hat multimodalen bildgebenden eingesetzt, um die Funktion der geschädigten Hirnareale zu untersuchen. [18F]-FDG-Positronen-Emissions-Tomographie-Computertomographie ([18F] FDG-PET/CT) ist ein erfolgreiches Instrument zur Prüfung der Funktion des Gehirns. Jedoch die Bewertung der Gehirn Glukose-Stoffwechsel [18F] anhand FDG-PET/CT ist nicht standardisiert und hängt von mehreren unterschiedlichen Parametern sowie den Zustand des Patienten. Hier beschreiben wir eine Reihe von semiquantitative Beurteilung Protokolle für eine Region of Interest (ROI) Bildanalyse mit selbst produzierten [18F] FDG Tracer bei Patienten mit sTBI. Das Protokoll konzentriert sich auf screening-Teilnehmer, die Vorbereitung [18F] FDG Tracer im heißen Labor, planen den Erwerb von [18F] FDG-PET/CT Gehirn Bilder und Messung der Glukose-Stoffwechsel mit der ROI-Analyse aus einem gezielten Hirnareal.

Introduction

Patienten mit sTBI präsentieren wir mit unvorhersehbaren neurologischen Schwierigkeiten im Verlauf der Rehabilitation, die motorische Defizite, sensorische Defizite und psychische Instabilität1enthalten. Obwohl klinische Untersuchung in der Regel mündlich durchgeführt wird, haben Patienten mit sTBI wie unempfänglich Wachheit-Syndrom oder minimal bewussten Zustand besondere Schwierigkeit zu wissen, ob sie genau ihre Gedanken und Gefühle zum Ausdruck zu bringen sind wegen Störungen des Bewusstseins gestört höheren Gehirnfunktion und verbale Störungen2,3. Familienmitglieder, Ärzte und Pflegekräfte sind manchmal verwechselt durch unvorhersehbare neurologischen Veränderungen oder das Ausbleiben einer Reaktion, die durch unzureichende kommunikative Fähigkeit4,5entstehen kann.

Vor kurzem, multimodale bildgebenden wurde zur regionalen Gehirn Funktion6,7,8,9zu erkunden. Das Gehirn ist der wichtigsten Energieverbraucher Glukose abgeleitet, mit Glukose-Stoffwechsel, die Bereitstellung von ca. 95 % der Adenosintriphosphat (ATP) erforderlich für das Gehirn10funktionieren. Die Aufnahme von [18F]-Desoxyglukose (FDG) ist ein Marker für die Aufnahme von Glukose von Hirngewebe. [18F] FDG-PET/CT kann [18F] FDG Aufnahme erkennen und ist daher ein nützliches Werkzeug für die Untersuchung von Gehirn Funktion11. In der Regel [18F] FDG Bildanalyse gliedert sich in zwei Kategorien: ROI-Analyse und Voxel-basierte Analyse (VBA)12. Frühere Berichten zufolge ROI-Analyse für bestimmte Regionen des traumatischen Verletzungen zu studieren bevorzugt. Dies ist da VBA (z. B. statistische parametrische Zuordnung [SPM]) erfordert Coregistration und Normierung auf eine standard-Gehirn, das nicht in Fällen von TBI aufgrund von Gehirn Gewebe Verformung wie Hirnatrophie gut funktioniert, Schwellungen, Erweiterung und Schrumpfung der ventrikuläre Raum7,12. Obwohl verschiedene Algorithmen und Software entwickelt wurden für die Magnetresonanztomographie (MRT) Datenanalyse, erzeugen Metalle in der neurochirurgischen und orthopädische Chirurgie Lärm Artefakte7,12,13 . Vor kurzem hat die Verwendung von Photomultiplier mit PET/CT-Geräten verbessert die räumliche Auflösung der PET/CT-abgeleitete Gehirn Bilder14. Das aktuelle Protokoll konzentriert sich auf semi-quantitativ messen Glukose Aufnahme über ROI Analyse [18F] FDG-PET/CT mit selbstproduziert [18F] FDG Tracer bei Patienten mit sTBI.

Protocol

Diese Studie wurde durchgeführt in Übereinstimmung mit der institutionellen Review Board (Genehmigung Nr. 07-01) und den Grundsätzen der Erklärung von Helsinki eingehalten werden. Einwilligung für medizinische Aufzeichnungen und Gehirn Bild Verwendung war die Patienten gesetzlichen Vertreter eingeholt. Die Studie wurde nach der Genehmigung durch die institutionelle Ethikkommission (2017-14). Dieses Protokoll wurde nach den Richtlinien der japanischen Gesellschaft für Nuklearmedizin und der European Association of N…

Representative Results

Die Notaufnahme per Krankenwagen brachte ein 63 Jahre alten Mann, der beim Radfahren von einem Auto überfahren worden war. Die Untersuchung ergab einen Glasgow Coma Scale Score von 7 (Öffnen der Augen = 1, beste verbale Antwort = 2, beste motorische Reaktion = 4), Anisokorie (richtig: 2 mm und Links: 3 mm), und eine negative Antwort Hornhaut-17. Ein CT des Kopfes zeigte subarachnoidale und intrakraniellen Blutungen und ein Schädelbruch der linken Jochbe…

Discussion

Dieses Protokoll bietet die Möglichkeit, eine Reihe von Gehirn Glukose durchführen metabolische Bewertungen [18F] FDG-PET/CT mit selbstproduziert [18F] FDG Tracer auf Einzelinstitutsbasis.

Die Produktion von [18F] FDG Tracer folgt in der FDG-Synthesizer-Betriebsanleitung beschriebene Verfahren; Allerdings ist Vorsicht geboten, zu drei Punkten. Erstens sollte die Bombardierung Zeit und Energie (Schritt 2.5) nach der Anzahl der Patienten angepasst werden. Zweit…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Die Autoren danken Dr. Uchino in Sousen Krankenhaus für alle Verfahren. Die Autoren danken auch Adam Phillips aus der Edanz-Gruppe (www.edanzediting.com/ac) für die Bearbeitung eines Entwurfs des Manuskripts.

Materials

20ml syringe Terumo SS-20ESZ
10ml syringe Terumo SS-10ESZ
1ml syringe Terumo SS-01T
Protective plug Top ML-KS
Three-way cock L type 180° Terumo TS-TL2K
Extension tube Top X1-50
Indwelling needle 22G or 24G Terumo SR-OT2225C
Tegaderm transparent dressing 3M 1624W
Hepaflash 10U/ml 10ml Terumo PF-10HF10UA
Auto dispensing and injection system Universal Giken Co., Ltd. UG-01
Fluid for auto dispensing and injection system Universal Giken Co., Ltd. UG-01-001
Millex-GS Syringe Filter Unit Millipore SLGSV255F
Air needle Terumo XX-MFA2038
Check valve Hakko 23310100
Saline 500ml HIKARI pharmaceutical Co., Ltd. 18610155-3
Yukiban 25x7mm Nitto 3252
Elascot No.3 Alcare 44903221
Presnet No.3 27x20mm Alcare 11674
Steri Cotto a 4x4cm Kawamoto 023-720220-00
StatstripXp3 Nova Biomedical 11-110
Statstrip Glucose strips Nova Biomedical 11-106
JMSsheet JMS JN-SW3X
Injection pad Nichiban No.30-N
Stepty Nichiban No.80
Advantage Workstation GE Healthcare Volume Share 7. version 4.7
Discovery MI PET/CT GE Healthcare
EV Insite PSP
GE TRACERlab MXFDG synthesizer reagent kit ABX K-105TM
TRACERlab MXFDG cassette GE Healthcare P5150ME
Extension tube Universal Giken Co., Ltd AT511-ST-001
TSK sterilized injection needle 18×100 Tochigiseiko AT511-ST-004
TSK sterilized injection needle 18×60 Tochigiseiko AT511-ST-002
TSK sterilized injection needle 21×65 Tochigiseiko AT511-ST-003
Seal sterile vial -N 5ml Mita Rika Kogyo Co., Ltd. SSVN5CBFA
k222 TLC plate Universal Giken Co., Ltd. AT511-01-005
Anion-cation test paper Toyo Roshi Kaisha 7030010
Endospecy ES-24S set Seikagaku corporation 20170
Sterile evacuated vial Gi phama 10214
5ml syringe Terumo SS-05SZ
Extension tube Top X-120
Finefilter F Forte grow medical Co.Ltd. F162
Millex FG Merck SLFG I25 LS
Vented Millex GS Merck SLGS V25 5F
Injection needle 18×38 Terumo NN-1838R
Injection needle 21×38 Terumo NN-2138R
Water-18O Taiyo Nippon Sanso F03-0027
Distilled water Otsuka phrmaceutical
Hydrogen gas G1 Hosi Iryou Sanki
Helium gas G1 Hosi Iryou Sanki
Nitrogen G1 Hosi Iryou Sanki
TRACERlabMXFDG GE Healthcare
Sep-Pak Light Accell Plus QMA WATERS
Sep-Pak Plus tC18 WATERS
Sep-Pak Plus Alumina N WATERS
HPLC with 3.9 X 300 mm columns WATERS
US-2000 Universal Giken CO. Ltd.
Kryptofix222 Merck
EG Reader SV-12 Seikagaku Corporation
UG-01 Universal Giken Co., Ltd.
syngo.via Siemens Healthineers
Advantage Workstation Volume Share 7, version 4.7 GE Healthcare
Q clear GE Healthcare
CRC-15PET dose calibrator CAPINTEC, INC.

References

  1. Godbolt, A. K., et al. Disorders of consciousness after severe traumatic brain injury: a Swedish-Icelandic study of incidence, outcomes and implications for optimizing care pathways. Journal of Rehabilitation Medicine. 45 (8), 741-748 (2013).
  2. Klingshirn, H., et al. Quality of evidence of rehabilitation interventions in long-term care for people with severe disorders of consciousness after brain injury: A systematic review. Journal of Rehabilitation Medicine. 47 (7), 577-585 (2015).
  3. Fischer, D. B., Truog, R. D. What is a reflex? A guide for understanding disorders of consciousness. Neurology. 85 (6), 543-548 (2015).
  4. Klingshirn, H., et al. RECAPDOC – a questionnaire for the documentation of rehabilitation care utilization in individuals with disorders of consciousness in long-term care in Germany: development and pretesting. BMC Health Services Research. 18 (1), 329 (2018).
  5. Stéfan, A., Mathé, J. F. SOFMER group. What are the disruptive symptoms of behavioral disorders after traumatic brain injury? A systematic review leading to recommendations for good practices. Annals of Physical and Rehabilitation. 59, 5-17 (2016).
  6. Liu, S., et al. Multimodal neuroimaging computing: a review of the applications in neuropsychiatric disorders. Brain Informatics. 2 (3), 167-180 (2015).
  7. Wong, K. P., et al. A semi-automated workflow solution for multimodal neuroimaging: application to patients with traumatic brain injury. Brain Informatics. 3 (1), 1-15 (2016).
  8. Chennu, S., et al. Brain networks predict metabolism, diagnosis and prognosis at the bedside in disorders of consciousness. Brain. 140 (8), 2120-2132 (2017).
  9. Di Perri, C., et al. Neural correlates of consciousnes s in patients who have emerged from a minimally conscious state: a cross-sectional multimodal imaging study. The Lancet Neurology. 15 (8), 830-842 (2016).
  10. Erecińska, M., Silver, I. A. ATP and brain function. Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism. 9 (1), 2-19 (1989).
  11. Lundgaard, I., et al. Direct neuronal glucose uptake heralds activity-dependent increases in cerebral metabolism. Nature Communications. 6, 6807 (2015).
  12. Byrnes, K. R., et al. FDG-PET imaging in mild traumatic brain injury: a critical review. Frontiers in Neuroenergetics. 5, 13 (2014).
  13. Mortensen, K. N., et al. Impact of Global Mean Normalization on Regional. Glucose Metabolism in the Human Brain. Neural Plasticity. , 6120925 (2018).
  14. Wagatsuma, K., et al. Comparison between new-generation SiPM-based and conventional PMT-based TOF-PET/CT. Physica Medica. 42, 203-210 (2017).
  15. Fukukita, H., et al. Japanese guideline for the oncology FDG-PET/CT data acquisition protocol: synopsis of Version 2.0. Annals of Nuclear Medicine. 28 (7), 693-705 (2014).
  16. Varrone, A., et al. EANM procedure guidelines for PET brain imaging using [18F]FDG, version 2. European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 36 (12), 2103-2110 (2009).
  17. Teasdale, G., Jennett, B. Assessment of coma and impaired consciousness. A practical scale. The Lancet. 2 (7872), 81-84 (1974).
  18. Valadka, A. B., Moore, E. J., Feliciano, D. V., Moore, E. E. Injury to the cranium. Trauma. , 377-399 (2000).
  19. Carney, N., et al. Guidelines for the Management of Severe Traumatic Brain Injury, Fourth Edition. Neurosurgery. 80 (1), 6-15 (2017).
  20. Giacino, J. T., Kalmar, K., Whyte, J. The JFK Coma Recovery Scale-Revised: measurement characteristics and diagnostic utility. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 85 (12), 2020-2029 (2004).
  21. Schnakers, C., et al. The Nociception Coma Scale: a new tool to assess nociception in disorders of consciousness. Pain. 148 (2), 215-219 (2010).
  22. Shiel, A., et al. The Wessex Head Injury Matrix (WHIM) main scale: a preliminary report on a scale to assess and monitor patient recovery after severe head injury. Clinical Rehabilitation. 14 (4), 408-416 (2000).
  23. GE Healthcare. . TRACERlabMXFDG operator manual, Version 1. , (2003).
  24. Yamaki, T., et al. Association between uncooperativeness and the glucose metabolism of patients with chronic behavioral disorders after severe traumatic brain injury: a cross-sectional retrospective study. BioPsychoSocial Medicine. 12, 6 (2018).
  25. Schwaiger, M., Wester, H. J. How many PET tracers do we need?. Journal of Nuclear Medicine. 52, (2011).
check_url/fr/58641?article_type=t

Play Video

Citer Cet Article
Yamaki, T., Onodera, S., Uchida, T., Ozaki, Y., Yokoyama, K., Henmi, H., Kamezawa, M., Hayakawa, M., Itou, D., Oka, N., Odaki, M., Iwadate, Y., Kobayashi, S. Semi-quantitative Assessment Using [18F]FDG Tracer in Patients with Severe Brain Injury. J. Vis. Exp. (141), e58641, doi:10.3791/58641 (2018).

View Video