Kvantificering af aterosklerotisk plaque aktivitet og vaskulær inflammation med [18-F] fluorodeoxyglukose Positron Emission Tomography / Computed Tomography (FDG-PET/CT)
Summary
Der er stort behov for at identificere atherosklerose ikke-invasivt, og her viser, hvordan FDG-PET/CT kan anvendes til at detektere og kvantificere atherosklerotisk plak-aktivitet og vaskulær inflammation.
Abstract
Konventionelle non-invasive billeddiagnostiske metoder for åreforkalkning, såsom koronar calcium (CAC) 1 og carotis intima mediale tykkelse (C-IMT) 2 giver oplysninger om sygdomsbyrden. Trods mange valideringsundersøgelser af CAC 3-5 og C-IMT 2,6, har denne fremgangsmåde ikke nøjagtig vurdering plaque egenskaber 7,8, og sammensætningen og inflammatoriske tilstand plaque bestemme dens stabilitet og derfor en risiko for kliniske hændelser 9-13.
[18 F]-2-fluor-2-deoxy-D-glucose (FDG) billeddannelse ved hjælp af positron-emissions-tomografi (PET) / computertomografi (CT) er blevet omfattende undersøgt i onkologiske metabolisme 14,15. Undersøgelser under anvendelse af dyremodeller og immunhistokemi i mennesker viser, at FDG-PET/CT er yderst sensitiv til påvisning makrofagaktivitet 16, en vigtig kilde til cellulær inflammation i karvægge. Moigen for nylig, har vi 17,18 og andre vist, at FDG-PET/CT giver meget præcise, nye målinger af inflammatorisk aktivitet af aktivitet af aterosklerotiske plaques i store og mellemstore arterier 9,16,19,20. FDG-PET/CT studier har mange fordele frem for andre billeddiagnostiske metoder: 1) høj kontrast løsning, 2) kvantificering af plak volumen og metabolisk aktivitet giver mulighed for multi-modal aterosklerotisk plaque kvantificering; 3) dynamisk, real-time, in vivo billeddannelse; 4) minimal operatør afhængighed. Endelig har vaskulær inflammation detekteret ved FDG-PET/CT blevet vist at forudsige kardiovaskulære) hændelser uafhængigt af traditionelle risikofaktorer 21,22 og er også stærkt forbundet med den samlede belastning af atherosklerose 23. Plaque aktivitet ved FDG-PET/CT moduleres af kendte gavnlige CV indgreb såsom kort sigt (12 uger) statinbehandling 24 såvel som længere sigt terapeutiske livsstilsændringer (16 måneder) 25. </p>
Den aktuelle metode til kvantificering af FDG optagelse i atherosclerotisk plaque involverer måling af standardiserede optagelse værdi (SUV) af en arterie af interesse og veneblod pulje for at beregne et mål for baggrund-forholdet (TBR), der beregnes ved at dividere den arterielle SUV ved venøse blod Pool SUV. Denne fremgangsmåde har vist sig at repræsentere et stabilt, reproducerbar fænotype tiden, har en høj følsomhed for påvisning af vaskulær inflammation, og desuden har høj inter-og intra-læser pålidelighed 26. Her præsenterer vi vores metode til patient forberedelse, billedoptagelse, og kvantificering af aterosklerotisk plaque aktivitet og vaskulær inflammation ved hjælp af SUV, TBR, og en global parameter kaldes den metaboliske volumetriske produkt (MVP). Disse fremgangsmåder kan anvendes til at vurdere vaskulær inflammation i forskellige undersøgelsesprøver af interesse i en konsistent måde som vi har vist i flere tidligere publikationer. 9,20,27,28 </ Sup>
Protocol
Discussion
Den metode, der præsenteres her, er ligetil at udføre, og kan give nyttige oplysninger om aterosklerotisk plaque aktivitet og vaskulær inflammation i klinisk signifikante arterielle senge. Der er nogle vigtige funktioner i denne analyse tilgang, der kræver fokus: 1) Vi bruger en høj kvalitet PET / CT-scanner, som har 16 detektor rækker og med tiden for flyvningen kapacitet; 2) Vi benytter to erfarne observatører blindet for den kliniske oplysninger til udføre målinger for at sikre sammenhæng i de kvantitative …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
NNM understøttes af en bevilling fra National Psoriasis Foundation, NHLBI 5K23HL97151-3 og HL111293. JMG understøttes af NHLBI R01 HL089744 og R01 HL111293.
Materials
| Name of the Equipment | Company |
| Gemini TF PET/CT Scanner | Philips Healthcare |
| Extended Brilliance Workstation | Philips Healthcare |
References
- Church, T. S. Coronary artery calcium score, risk factors, and incident coronary heart disease events. Atherosclerosis. 190, 224-231 (2007).
- 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).
- Detrano, R. Coronary calcium as a predictor of coronary events in four racial or ethnic groups. N. Engl. J. Med. 358, 1336-1345 (2008).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Detrano, R. C. Coronary calcium does not accurately predict near-term future coronary events in high-risk adults. Circulation. 99, 2633-2638 (1999).
- 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).
- 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).
- Fuster, V. Lewis A. Conner Memorial Lecture. Mechanisms leading to myocardial infarction: insights from studies of vascular biology. Circulation. 90, 2126-2146 (1994).
- 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).
- 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).
- Alavi, A. Positron emission tomography imaging of regional cerebral glucose metabolism. Semin. Nucl. Med. 16, 2-34 (1986).
- 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).
- Ogawa, M. (18)F-FDG accumulation in atherosclerotic plaques: immunohistochemical and PET imaging study. J. Nucl. Med. 45, 1245-1250 ( ).
- Yun, M. F-18 FDG uptake in the large arteries: a new observation. Clin. Nucl. Med. 26, 314-319 (2001).
- 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. , .
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Tahara, N. Simvastatin attenuates plaque inflammation: evaluation by fluorodeoxyglucose positron emission tomography. J. Am. Coll. Cardiol. 48, 1825-1831 (2006).
- 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).
- 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 ( ).
- 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).
- 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).
