Summary

Quantificazione di attività placca aterosclerotica e l'infiammazione vascolare utilizzando [18-F] Fluorodeoxyglucose Positron Emission Tomography / Computed Tomography (FDG-PET/TC)

Published: May 02, 2012
doi:

Summary

C'è grande necessità di identificare l'aterosclerosi in modo non invasivo, e qui dimostrare come FDG-PET/TC può essere usato per rilevare e quantificare l'attività della placca aterosclerotica e l'infiammazione vascolare.

Abstract

Convenzionali non-invasive modalità di imaging di aterosclerosi come calcio coronarico (CAC) 1 e spessore intimale carotideo mediale (C-IMT) 2 forniscono informazioni circa l'onere della malattia. Tuttavia, nonostante gli studi di convalida multiple di CAC 3-5, e C-IMT 2,6, queste modalità non valutare con precisione le caratteristiche placca 7,8, e la composizione e lo stato infiammatorio della placca determinare la sua stabilità e, pertanto, il rischio 9-13 di eventi clinici.

[18 F]-2-fluoro-2-deossi-D-glucosio (FDG) imaging con tomografia a emissione di positroni (PET) / tomografia computerizzata (CT) è stato ampiamente studiato nel metabolismo oncologico 14,15. Gli studi che utilizzano modelli animali e nell'uomo immunoistochimica mostrano che FDG-PET/TC è estremamente sensibile per rilevare l'attività dei macrofagi 16, una importante fonte di infiammazione cellulare nelle pareti dei vasi. Momentonuovamente di recente, abbiamo 17,18 e altri hanno dimostrato che FDG-PET/TC permette alta precisione, le misure innovative di attività infiammatoria di attività di placche aterosclerotiche nelle arterie grandi e medie imprese 9,16,19,20. FDG-PET/TC studi hanno molti vantaggi rispetto altre modalità di imaging: 1) ad alta risoluzione di contrasto, 2) la quantificazione del volume della placca e l'attività metabolica consentendo multi-modale quantificazione placca aterosclerotica; 3) dinamica, in tempo reale, in vivo imaging; 4) dipendenza minimo da parte dell'operatore. Infine, l'infiammazione vascolare rilevata dal FDG-PET/TC ha dimostrato di predire cardiovascolari (CV) eventi indipendenti dei fattori di rischio tradizionali 21,22 ed è anche altamente associato carico complessivo di aterosclerosi 23. Attività di placca FDG-PET/TC è modulata da interventi di noti CV benefici quali a breve termine (12 settimane) la terapia con statine 24 così come a più lungo termine i cambiamenti terapeutici dello stile di vita (16 mesi) 25. </p>

Il metodo attuale per la quantificazione di FDG in placca aterosclerotica comporta la misura del valore di captazione standardizzato (SUV) di un'arteria di interesse e della piscina sangue venoso per calcolare un obiettivo rapporto di fondo (TBR), che è calcolato dividendo il SUV arteriosa dal SUV pozza di sangue venoso. Questo metodo ha dimostrato per rappresentare uno stabile, fenotipo riproducibile nel tempo, ha una elevata sensibilità per il rilevamento di infiammazione vascolare, e ha anche elevata inter-e intra-lettore affidabilità 26. Qui vi presentiamo la nostra metodologia di preparazione del paziente, l'acquisizione delle immagini, e la quantificazione dell'attività della placca aterosclerotica e l'infiammazione vascolare utilizzando SUV, TBR, ed un parametro globale chiamato volumetrico del prodotto metabolico (MVP). Questi approcci possono essere applicati per valutare l'infiammazione vascolare in campioni vari studi di interesse in modo coerente, come abbiamo mostrato in numerose pubblicazioni precedenti. 9,20,27,28 </ Sup>

Protocol

1. Preparazione del paziente e di ottenere immagini Fissare almeno uno di imaging slot di tempo ora su un PET / TC, preferibilmente a tempo di volo capacità per una migliore qualità dell'immagine. Nel nostro istituto, usiamo un Gemini TF scanner, che è la più recente PET / CT sistema da Philips Medical Systems e combina uno scanner PET basato su rivelatori liso con un sistema Brilliance CT 16 slice. Avere soggetti veloce per 8 ore prima della scansione FDG-PET/TC. Controllare di glucosio a d…

Discussion

La metodologia qui presentata è semplice da effettuare, e può fornire informazioni utili per quanto riguarda l'attività della placca aterosclerotica e l'infiammazione vascolare in letti arteriosi clinicamente significative. Ci sono alcune caratteristiche importanti di questo approccio di analisi che meritano particolare attenzione: 1) Usiamo una alta qualità PET / CT scanner che ha 16 file di detettori e con il tempo di capacità di volo; 2) Si utilizzano due osservatori esperti in cieco per l'informazio…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

NNM è sostenuto da un grant della National Psoriasis Foundation, NHLBI 5K23HL97151-3 e HL111293. JMG è supportato da NHLBI HL089744 R01 e R01 HL111293.

Materials

Name of the Equipment Company
Gemini TF PET/CT Scanner Philips Healthcare
Extended Brilliance Workstation Philips Healthcare

References

  1. Church, T. S. Coronary artery calcium score, risk factors, and incident coronary heart disease events. Atherosclerosis. 190, 224-231 (2007).
  2. 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).
  3. Detrano, R. Coronary calcium as a predictor of coronary events in four racial or ethnic groups. N. Engl. J. Med. 358, 1336-1345 (2008).
  4. 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).
  5. 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).
  6. 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).
  7. 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).
  8. Detrano, R. C. Coronary calcium does not accurately predict near-term future coronary events in high-risk adults. Circulation. 99, 2633-2638 (1999).
  9. 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).
  10. 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).
  11. Fuster, V. Lewis A. Conner Memorial Lecture. Mechanisms leading to myocardial infarction: insights from studies of vascular biology. Circulation. 90, 2126-2146 (1994).
  12. 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).
  13. 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).
  14. Alavi, A. Positron emission tomography imaging of regional cerebral glucose metabolism. Semin. Nucl. Med. 16, 2-34 (1986).
  15. 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).
  16. Ogawa, M. (18)F-FDG accumulation in atherosclerotic plaques: immunohistochemical and PET imaging study. J. Nucl. Med. 45, 1245-1250 ( ).
  17. Yun, M. F-18 FDG uptake in the large arteries: a new observation. Clin. Nucl. Med. 26, 314-319 (2001).
  18. 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. , .
  19. 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).
  20. 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).
  21. 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).
  22. 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).
  23. 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).
  24. Tahara, N. Simvastatin attenuates plaque inflammation: evaluation by fluorodeoxyglucose positron emission tomography. J. Am. Coll. Cardiol. 48, 1825-1831 (2006).
  25. 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).
  26. 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 ( ).
  27. 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).
  28. 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).
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Mehta, N. N., Torigian, D. A., Gelfand, J. M., Saboury, B., Alavi, A. Quantification of Atherosclerotic Plaque Activity and Vascular Inflammation using [18-F] Fluorodeoxyglucose Positron Emission Tomography/Computed Tomography (FDG-PET/CT). J. Vis. Exp. (63), e3777, doi:10.3791/3777 (2012).

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