Kvantifisering av aterosklerotisk plakk aktivitet og Vaskulær Betennelse med [18-F] Fluorodeoxyglucose emisjontomografi / computertomografi (FDG-PET/CT)
Summary
Det er stort behov for å identifisere åreforkalkning non-invasiv, og her vi demonstrere hvordan FDG-PET/CT kan brukes til å oppdage og kvantifisere aterosklerotisk plakk aktivitet og vaskulær inflammasjon.
Abstract
Konvensjonelle non-invasiv bildediagnostikk av åreforkalkning som koronar kalsium (CAC) 1 og carotis intimaoverflaten medial tykkelse (C-IMT) 2 gir informasjon om sykdomsbyrden. Men til tross for flere valideringsstudier på 3-5 CAC, og C-IMT 2,6, disse modaliteter ikke nøyaktig vurdere plakk egenskaper 7,8, og sammensetningen og inflammatorisk tilstand av plakk bestemme dens stabilitet og derfor risikoen av kliniske hendelser 9-13.
[18 F]-2-fluoro-2-deoxy-D-glukose (FDG) avbildning ved hjelp av positron-emisjon tomografi (PET) / computertomografi (CT) har blitt grundig studert i oncologic metabolisme 14,15. Studier med dyremodeller og immunhistokjemi i mennesker viser at FDG-PET/CT er utsøkt sensitive for påvisning macrophage aktivitet 16, en viktig kilde til mobilnettet betennelse i fartøy vegger. More nylig, har vi 17,18 og andre vist at FDG-PET/CT muliggjør svært presise, romanen målinger av inflammatorisk aktivitet for aktivitet av aterosklerotisk plakk i store og mellomstore arterier 9,16,19,20. FDG-PET/CT studier har mange fordeler fremfor andre bildediagnostikk: 1) høy kontrast oppløsning, 2) kvantifisering av plakk volum og metabolsk aktivitet slik at for multi-modal aterosklerotisk plakk kvantifisering, 3) dynamisk, real-time, in vivo avbildning; 4) minimal operatør avhengighet. Endelig har vaskulær inflammasjon påvist ved FDG-PET/CT vist seg å forutsi kardiovaskulære (CV) hendelser uavhengig av tradisjonelle risikofaktorer 21,22 og er også svært forbundet med samlet belastning av aterosklerose 23. Plakk aktivitet ved FDG-PET/CT er modulert av kjente fordelaktige CV intervensjoner som kort sikt (12 uke) statinbehandling 24 samt lengre sikt terapeutiske livsstilsendringer (16 måneder) 25. </p>
Den nåværende metodikk for kvantifisering av FDG opptak i aterosklerotisk plakk innebærer måling av standardiserte opptak verdi (SUV) i en arterie av interesse og av den venøse blod bassenget for å beregne et mål til bakgrunn ratio (TBR), som beregnes ved å dividere den arterielle SUV ved veneblod bassenget SUV. Denne metoden har vist seg å representere en stabil, reproduserbar fenotype over tid, har en høy sensitivitet for påvisning av vaskulær inflammasjon, og har også høy inter-og intra-leseren pålitelighet 26. Her presenterer vi vår metodikk for pasienten, bilde oppkjøpet, og kvantifisering av aterosklerotisk plakk aktivitet og vaskulær inflammasjon hjelp SUV, TBR, og en global parameter kalt metabolsk volumetrisk produktet (MVP). Disse metodene kan brukes til å vurdere vaskulær inflammasjon i ulike studier prøver av interesse i en konsistent måte som vi har vist i flere tidligere publikasjoner. 9,20,27,28 </ Sup>
Protocol
Discussion
Metodikken som presenteres her er grei å utføre, og kan gi nyttig informasjon om aterosklerotisk plakk aktivitet og vaskulær inflammasjon i klinisk signifikante arterielle senger. Det er noen viktige trekk ved denne analysen tilnærming som tilsier vektlegging: 1) Vi bruker en høy kvalitet PET / CT-skanneren som har 16 detektor rader og med flygetid evne, 2) Vi bruker to erfarne observatører blindet for den kliniske informasjonen til utføre målinger for å sikre konsistens av de kvantitative data, 3) Vi beskriver…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
NNM er støttet av et stipend fra National Psoriasis Foundation, NHLBI 5K23HL97151-3 og HL111293. JMG støttes av 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).
