Method Article
פרוטוקול חדשני זה כולל את כימות התקדמות ההסתיידות הקרדיווסקולרית מטומוגרפיה טורית של פליטת מיקרו פוזיטרונים (PET)/טומוגרפיה ממוחשבת מיקרו (CT) בחיות מחקר קטנות.
טומוגרפיה של פליטת מיקרו פוזיטרונים (PET) והדמיית טומוגרפיה ממוחשבת זעירה (CT) הם כלי מחקר חזקים ואידיאליים למעקב אחר התקדמות ההסתיידות הקרדיווסקולרית. בשל טבען הלא פולשני, ניתן לצלם חיות מחקר קטנות במספר נקודות זמן. האתגר טמון בכימות מדויק של הסתיידות לב וכלי דם. כאן, אנו מספקים פרוטוקול, תוך שימוש בתמונות משלבי המחלה המאוחרים כתבנית, כדי לכמת במדויק את התקדמות ההסתיידות הקרדיווסקולרית במחקרי אורך. הפרוטוקול כולל 1) יישור אזור החזה במספר תמונות מאותה חיה במהלך מחקר אורך כצעד הראשון, 2) הגדרת אזור עניין (ROI) הממוקם בתוך הלב ואבי העורקים באתר של משקעי סידן גדולים יותר שמתגלים בתמונות מאוחרות יותר, ו-3) פילוח וכימות בו זמנית של משקעי סידן על פני כל התמונות שנרכשו במהלך מחקר האורך. שיטה יעילה זו משפרת את הדיוק של ניתוח תמונה בעקבות התקדמות ההסתיידות הקרדיווסקולרית על ידי שיפור הדיוק של הגדרת החזר ההשקעה והפחתת השונות הקשורה לטכניקות מוקדמות יותר המנתחות סריקות בודדות באופן עצמאי.
מחלות לב וכלי דם הן גורם עולמי מוביל לתחלואה ולתמותה, הדורש חקירה קפדנית כדי לחשוף את מנגנוניו ולתכנן אסטרטגיות מניעה וטיפול יעילות. הסתיידות עורקים כליליים (CAC) מוכרת באופן נרחב על ידי המומחים בתחום כגורם מנבא למחלות לב וכלי דם, ומעלה באופן משמעותי את הסיכון לתמותה קרדיווסקולרית 1,2,3,4,5. הסתיידויות מיקרוסקופיות נחשבות לשלבים המוקדמים ביותר של טרשת עורקים, והמונח "מיקרו-הסתיידויות" שימש להתייחסות למשקעי סידן בקוטר0.5 עד 50 מיקרומטר 6,7,8,9. מאמינים כי הסתיידויות קטנות אלה מתגבשות ליצירת משקעי סידן גדולים יותר, מה שמזין את ההתקדמות של רובד הקלציפי 6,7.
טומוגרפיית פליטת פוזיטרונים (PET) וטומוגרפיה ממוחשבת (CT) משמשים ככלי מחקר רב ערך, המשמשים לעתים קרובות להערכה לא פולשנית של הסתיידות לב וכלי דם in vivo 5,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19 . שיטות הדמיה אלה מתגלות כמועילות במיוחד למעקב אחר התקדמות הסתיידות כלי הדם במחקרי אורך הכוללים חיות מחקר קטנות 11,12,13,19. הדמיית MicroCT הוכיחה יעילות במתן תמונות אנטומיות של משקעי סידן גדולים יחסית 11,12,13,19,20.עם זאת, התועלת שלו להדמיית משקעי סידן קטנים בבעלי חיים מוגבלת על ידי הרזולוציה המרחבית של ~100 מיקרומטר 8,14, מה שהופך אותו למאתגר לחקור הסתיידות בשלבים הראשונים שלה.
התקדמות ראויה לציון היא אימוץ הדמיית microPET/microCT משולבת עם נותב PET, נתרן פלואוריד עם תווית פלואוריד 18 (18F-NaF), כשיטה הסטנדרטית לזיהוי הסתיידות בהתבסס על קשירתה לשטח הפנים של המינרל. גישה זו משתמשת בתווית רדיו 18F-NaF, שהוכחה כמזהה את פני השטח של מינרל הסידן10,13 כאשר יוני הפלואוריד נקשרים באופן קוולנטי לסידן הידרוקסיאפטיט, ומחליפים קבוצות הידרוקסיל ליצירת פלואורואפטיט21. בהתאם לשער החליפין האיטי יותר ביחס לדעיכה הרדיואקטיבית של 18F (זמן מחצית חיים ~110 דקות) ולפינוי הנותב דרך כליות22, אירקל ועמיתיו13 מצאו כי 18F-NaF שנקשר לדגימות קרוטיד מסויד היה מוגבל לפני השטח בזמן הגילוי. לכן, ספיגת נותב צריכה להתייחס ישירות עם שטח הפנים של מינרלים, שהוא גדול יותר כאשר כמות נתונה של מינרל מתרחשת במספר מוקדים קטנים או בצורה נקבובית מאשר כאשר קיים בפיקדונות מעטים, גדולים ומוצקים. על ידי הדגשת השלבים המוקדמים ביותר של מינרליזציה עם רגישות גבוהה, 18הדמיית F-NaF PET עשויה לספק תובנות חשובות לגבי השלבים המוקדמים של המחלה, מה שהופך אותה לשימושית במיוחד בחקר אסטרטגיות מניעה כמו גם טיפוליות 13,14,15.
אפילו עם ההתקדמות האחרונה בהדמיה משולבת של microPET/microCT של הסתיידות כלי דם, ישנן הזדמנויות לשיפור הדיוק של ניתוח תמונה במחקרי הסתיידות אורכיים וקרדיווסקולריים. גישות קונבנציונליות משתמשות בתיחום ידני עתיר עבודה של אזורי עניין (ROI) סביב כל אזור מסויד נראה לעין בכל עכבר בכל נקודת זמן בודדת לאורך מחקר האורך. שיטה זו מפחיתה את הדיוק, במיוחד בשלבי המחלה המוקדמים כאשר גודלם של מרבצי הסידן מתקרב לגבולות הזיהוי של הסורקים, מה שעלול להפוך אזורים מסוימים עם משקעים זעירים לבלתי נראים המסודרים בצפיפות נמוכה.
בתחום ההדמיה, יישור מתייחס בדרך כלל ליישור מרחבי של סדרת תמונות. השיטה המוצעת שלנו, המציגה את היישור כפתרון חדשני לאתגרים הקיימים, מאפשרת לחוקרים להשתמש במיקום עקבי למעקב אחר התקדמות ההסתיידות בתמונות סדרתיות מנבדקים בודדים לאורך מחקר אורך. בהתחשב בכך שהסתיידות רקמות ידועה כנובעת משלפוחיות מטריצה בגודל ננומטרי (50-150 ננומטר), אשר מתמזגות ליצירת מינרל הידרוקסיאפטיט מיקרוסקופי, ואז מקרוסקופי הידרוקסיאפטיט23, ניתן לזהות בדיעבד היכן מיקרו-הסתיידויות היו ממוקמות בתמונות מוקדמות לפני שניתן היה להבחין בהן.
מעקב אחר אותו מיקום לאורך זמן, המתאפשר על ידי יישור תמונה, הוא הבסיס לשיטה זו. זה מייתר את הצורך לזהות את שלבי ההסתיידות המוקדמים ביותר ישירות, מכיוון שההחזר על ההשקעה מוקצה על סמך השלבים האחרונים שבהם מינרליזציה מזוהה בקלות. בפרוטוקול זה אנו מציגים שיטת ניתוח נתונים משופרת ויעילה המשלבת יישור של סדרת זמן של תמונות כשלב חיוני, ומגבירה את הכימות המדויק של שקיעת הסידן במחקרי הדמיה אורכיים, משולבים, microPET/microCT (איור 1). בעוד שאנו משתמשים בניתוח נתוני PET/CT כדוגמה, שיטה זו יכולה להיות מיושמת בניתוחים של נתוני דימות אורכיים אחרים, כולל טומוגרפיה ממוחשבת של פליטת פוטון בודד (SPECT), דימות תהודה מגנטית (MRI) והדמיה אופטית24.
איור 1: תרשים זרימה של סקירת פרוטוקול. תרשים זרימה המסכם את הפרוטוקול החדשני לכימות הסתיידות קרדיווסקולרית. השלבים הכלליים כוללים הדמיה אורכית, יישור תמונות שנרכשו בנקודות זמן שונות, וסגמנטציה וכימות של האזור המסויד. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
התמונות המייצגות מציגות נקבת עכבר חסר אפוליפופרוטאין-E (Apoe-/-). פרוטוקולים ניסיוניים נבדקו ואושרו על ידי הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים של אוניברסיטת קליפורניה, לוס אנג'לס.
1. סריקת בעלי חיים
2. ייבוא קובצי DICOM בתוכנת מציג DICOM
הערה: בעוד שפרוטוקול מייצג זה משתמש בתוכנת ORS Dragonfly תחת רישיון לא מסחרי, גמישותו מתרחבת לאפשרויות אחרות של תוכנת מציג DICOM.
3. התאם את הגדרות מציג DICOM כדי למטב את התצוגה החזותית של התמונה
איור 2: התאמת הגדרות מציג DICOM כדי למטב את התצוגה החזותית של התמונה. (א,ב) תצוגה קורונלית של תמונות CT (A) לפני ו-(B) לאחר התאמת ניגודיות/בהירות. (ג,ד) תצוגה קורונלית של תמונות PET/CT (C) לפני ו-(D) אחרי התאמת טבלת בדיקת מידע. קיצורים: CT = טומוגרפיה ממוחשבת; PET = טומוגרפיה של פליטת פוזיטרונים. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
4. יישור אזור החזה בצילומי CT
הערה: לשם הפשטות, תמונת CT אחת תשמש כתמונת "בסיס" ולא תתורגם או תסובב. תמונת ה-CT השנייה (ובסופו של דבר התמונות הטוריות הבאות) תתורגם ו/או תסובב כדי ליישר קו עם תמונת הבסיס; זה ייקרא תמונת "שכבת-על" לצורך ההפגנה. במהלך היישור, חשוב להבחין בין תמונת הבסיס לבין כל שאר תמונות הכיסוי.
איור 3: יישור של כל תמונות ה-CT. (א,ב) תצוגה קורונלית של בסיס (אפור) וכיסוי (אדום) של תמונות CT (A) לפני ו-(B) אחרי היישור. (ג,ד) מבט קשת על תמונות CT (C) לפני ו-(D) אחרי היישור. חיצים כחולים מציינים את העכבר (1) כלוב בית החזה, (2) עמוד השדרה ו-(3) עצם החזה. קיצור: CT = טומוגרפיה ממוחשבת. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
5. רישום משותף של תמונות PET עם תמונות CT תואמות
הערה: יישור תמונת ה-CT של שכבת-העל ותמונת ה-CT הבסיסית יגרום בתחילה לחוסר התאמה של תמונת ה-CT של שכבת-העל עם תמונת ה-PET המתאימה שלה באיור 4. יש לרשום שוב את תמונת ה-PET עם תמונת ה-CT המתאימה לה.
איור 4: יישור תמונות PET עם תמונת CT תואמת. תמונת PET מייצגת ותמונת CT תואמת (A, C) לפני ו-(B, D) לאחר רישום משותף. לאחר השלמת הרישום המשותף, יש ליישר את תמונות ה-PET וה-CT כפי שמודגם בלוח B. קיצורים: CT = טומוגרפיה ממוחשבת; PET = טומוגרפיה של פליטת פוזיטרונים. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
6. זיהוי הסתיידות לב וכלי דם
איור 5: זיהוי אזורים מסוידים בלב. אזורי הסתיידות המתוארים בתמונות CT מייצגות (A) קשת, (B) רוחביות ו-(C) קורונליות CT, וכן (D) תמונת PET/CT קורונלית. חיצים צהובים מציינים משקעי סידן. חיצים כחולים מזהים מבני ייחוס המשמשים לקביעת מיקום ההסתיידות. קיצורים: CT = טומוגרפיה ממוחשבת; PET = טומוגרפיה של פליטת פוזיטרונים. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
7. ציירו ROI סביב האזורים המסוידים
איור 6: שימוש בסגמנטציה כדי להגביל את החזר ההשקעה לאזורים מסוידים. (A) החצים מנחים את השלבים הדרושים לסילוק נתוני צפיפות בלתי רצויים מההחזר על ההשקעה. החץ הכחול מצביע על הכרטיסיה Segment ; החץ הצהוב מסמן את התכונה 'הגדר טווח '; חצים ירוקים מציינים את קלט הטווח שנבחר; והחץ האדום מצביע על לחצן הסר . (ב) לאחר השלמת שלבי הפרוטוקול 7.4-7.4.3, החזר ההשקעה צריך לתחום באופן ספציפי את האזורים המסוידים, כפי שמתואר בלוח זה. קיצור: החזר השקעה = אזור עניין. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
8. כמת את החזר ההשקעה עבור כל תמונה
תרשים 7: כימות החזר ההשקעה. הכרטיסיה מאפיינים סטטיסטיים עבור החזר השקעה שנבחר. החיצים האדומים ממחישים את השלבים הנדרשים להשגת מידע סטטיסטי עבור מערך נתונים המבוסס על החזר ההשקעה. התיבות האדומות מזהות את הנפח ואת ערך יחידת Hounsfield הממוצע, חיוני לחישובי ניתוח נוספים. קיצור: החזר השקעה = אזור עניין. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
שיטות ניתוח
חלק זה ממחיש ניצול מוצלח באמצעות תוצאות מייצגות. כאן, אנו מציגים את תמונת המיקרו-PET/microCT המשולבת של עכבר יחיד שנסרק בגיל 15 ו-18 חודשים, לאחר שעבר דיאטה מערבית (21% שומן, 0.2% כולסטרול) מגיל 12 עד 14 חודשים. בהתאם לפרוטוקול סעיפים 2-8 לכימות הסתיידות, ארבעה חוקרים עצמאיים מדדו בנפרד את תכולת הסידן הנפחי ו-18פעילות F-NaF PET באמצעות אותן תמונות microPET/microCT מייצגות שהתקבלו בנקודות הזמן של 15 ו-18 חודשים. ניתוחים סטטיסטיים, כולל ממוצע, סטיית תקן, מקדם מתאם תוך-מעמדי (ICC)28,29, חושבו כדי לקבוע את המהימנות הבין-מדרגית ואת יכולת השחזור של הפרוטוקול. אומדני ICC ומרווחי סמך של 95% חושבו באמצעות חבילה סטטיסטית של IBM SPSS בהתבסס על דירוג ממוצע (k = 4), עקביות, מודל אפקטים אקראיים דו-כיווני (ICC(C,1)) (קובץ משלים 1 - טבלה משלימה S1).
תוצאות
תכולת הסידן הנפחית, הנגזרת מהנפח והצפיפות של האזור המסויד, עלתה בעכבר אחד בין 15 החודשים (ממוצע = 876.08 vHU, סטיית תקן = 27.18 vHU) ו-18 חודשים (ממוצע = 1253.13 vHU, סטיית תקן = 7.61 vHU) נקודות זמן תמונה (איור 8). לעומת זאת, פעילות 18F-NaF PET, המודדת את שטח הפנים של האזור המסויד, ירדה באותו עכבר בין 15 חודשים (ממוצע = 24173.90 Bq/mm3, סטיית תקן = 1426.60 Bq/mm3) ו-18 חודשים (ממוצע = 13849.94 Bq/mm3, סטיית תקן = 1524.67 Bq/mm3) נקודות זמן תמונה (איור 8).
תוצאות אלה עולות בקנה אחד עם ממצאים קודמים לפיהם 18הדמיות F-NaF PET ו-CT מספקות מה שנראה כמידע שונה על רבדים טרשתיים 12,13,14. מחקר אורך על הסתיידות הראה מגמה דומה, מה שמרמז על כך שהירידה באות 18F-NaF עשויה לנבוע מהתלכדות של משקעי סידן קטנים, ובסופו של דבר להקטין את שטח הפנים למרות עלייה בתוכן12.
איור 8: תמונות מייצגות של microPET/CT. תצוגות רוחביות (משמאל), קורונליות (באמצע) וקשת (מימין) המדגימות ספיגת פלואוריד-18 (F-18) תוך 15 חודשים לעומת תמונות microPET מייצגות של 18 חודשים. ראשי חץ לבנים מציינים אזורים של הסתיידות. קיצורים: CT = טומוגרפיה ממוחשבת; PET = טומוגרפיה של פליטת פוזיטרונים. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
סטיות התקן הקטנות שנצפו בתוצאות שלנו מצביעות על רמה גבוהה של הסכמה ועקביות בין המדידות שהתקבלו על ידי חוקרים שונים. יתר על כן, ערך ICC(C,1) של 0.997 עם רווח בר-סמך של 95% = 0.983-1.000 שהתקבל במחקר שלנו (קובץ משלים 1 - טבלה משלימה S1) מצביע על הסכמה מצוינת בין המדידות שנעשו על ידי חוקרים שונים. רמה זו של הסכמה מצביעה על כך שהמדידות אמינות ועקביות בין החוקרים, מה שמצביע על יכולת השחזור הגבוהה של פרוטוקול כימות חדשני זה.
פרוטוקול חדשני זה הוא גישה משופרת לכימות הסתיידות לב וכלי דם. בשל האופי הלא פולשני של הדמיה, ניתן לרכוש תמונות microCT אורכיות כדי לעקוב אחר התקדמות הסתיידות הלב וכלי הדם בבעלי חיים קטנים. למרות שתמונות microCT לבדן יכולות להראות את התקדמות תכולת הסידן, תמונות microPET, כאשר הן זמינות, יכולות לספק רמות נוספות של מידע, במיוחד זיהוי משופר של משקעי סידן קטנים עקב קשירת נותב לשטח הפנים. לשיפור נוסף של הדיוק והשחזור בשיטה זו, מומלץ לשלב הדמיית CT מגודרת לב משופרת בניגודיות. הדמיית CT משופרת בניגודיות מייעלת את היישום של פרוטוקול זה במחקרים גדולים יותר בבעלי חיים ובמחקרים קליניים, שבהם CT משופר בניגודיות ברזולוציה נמוכה יותר עם 18הדמיית F-NaF PET הוא התקן לכימות הסתיידות לב וכלי דם30,31. יתר על כן, PET מגודר לב ו- CT מגודר לב מפחיתים ממצאים תנועתיים באמצעות נתוני אלקטרוקרדיוגרמה (ECG), וכתוצאה מכך תמונות ברורות ואיכותיות יותר של הלב32,33. שיטת ניתוח התמונות שלנו יכולה להיות מיושמת על נתוני PET מגודר לב ו- CT מגודר לב במחקרי אורך.
צופי DICOM מציעים באופן אוניברסלי את הפונקציות החיוניות לפרוטוקול זה. פונקציות בסיסיות, כולל צפייה בתמונות דו-ממדיות ותלת-ממדיות, היסטוגרמות, פקדי חלון, טבלאות חיפוש, טרנסלוקציה, סיבוב, שכבת-על וכלי ניווט, הן סטנדרטיות ברוב תוכנות תצוגת DICOM34,35 ומאפשרות יישור מדויק של תמונות ואיתור הסתיידויות. פונקציות מתקדמות יותר כגון סגמנטציה משותפות גם לרוב תוכנות הצפייהDICOM 34,35,36 , ומאפשרות תיחום מדויק של החזר ההשקעה וכימות מדויק של ROI נבחר. בסך הכל, פרוטוקול ניתן להתאמה זה מבטיח תאימות בין פלטפורמות הצפייה של DICOM, ומאפשר לחוקרים להשתמש בתוכנה המועדפת עליהם מבלי להתפשר על המתודולוגיה.
בעוד פרוטוקול זה הוא בדרך כלל פשוט, ניצול מוצלח ותוצאות אמינות תלויים במספר שיקולים קריטיים. לפני שחזור וניתוח תמונה, הכרחי לכלול את המינון המוזרק המתוקן בדעיכה ואת היחידה שלו של 18נותב F-NaF PET בקובץ DICOM כדי להבטיח את דיוק הכימות. בנוסף, שמירה על מיקום עקבי ויציב של העכברים בתוך הסורק מקלה מאוד על יישור דיגיטלי של תמונות – תהליך בסיסי לשמירה על עקביות אנליטית בין תמונות סדרתיות במחקר אורך.
שלבים קריטיים אחרים מוטמעים בתוך הפרוטוקול. החזר ההשקעה צריך להיבחר בקפידה כדי לא לכלול עצמות שלד ומבנים מסוידים אחרים בחזה העליון (כגון סחוס בלוטת התריס). לפני התחלת שרטוט החזר השקעה, שלב מכריע הוא בחירה זהירה של נקודת הזמן הכוללת את ההסתיידות הגדולה ביותר הנראית לעין כתמונת "ייחוס" (עיין בשלב הפרוטוקול 6.1). כדי להגדיל עוד יותר את הדיוק של החזר ההשקעה, עדיף להרחיב את ממד הכדור מעבר לגבולות ההסתיידות הנראים לעין תוך הרחקת כל עצם סמוכה, כפי שמודגם באיור משלים S7 (קובץ משלים 1). בחירות אסטרטגיות אלה מבטיחות כי גבולות החזר ההשקעה מקיפים באופן מקיף את אזורי ההסתיידות בכל הסריקות הבאות. שלב מכריע לא פחות הוא לבחור ערך סף של צפיפות ווקסל שיזהה מינרל סידן (עיין בפרוטוקול שלב 7.4); הדבר עשוי להשתנות בהתאם למפרטים של מחקר מסוים, כגון ציוד הדמיה ותוכנת מציג DICOM שבה נעשה שימוש. בדוגמה להמחשה, סף צפיפות ה-microCT המינימלי עבור החזר ההשקעה הוגדר כ-300 HU בהתבסס על ניסיון ה-microPET/microCT שלנו.
פתרון בעיות עבור פרוטוקול זה כרוך בעיקר באימות שהתמונות, האובייקטים והחזרי ההשקעה הנכונים נבחרים או מופעלים/כבויים כראוי בכל שלב. שגיאות נפוצות בכימות החזר השקעה כרוכות בכך שמשתמשים בוחרים בטעות תמונה במקום החזר השקעה, או בוחרים ערכת נתונים תחת התפריט הנפתח מאפיינים סטטיסטיים שאינה מתיישרת עם החזר ההשקעה שנבחר. ויזואליזציה של תמונות יכולה להוות אתגר נוסף. לדוגמה, ללא שימוש בסקאלת צבעים מתאימה, התמונות עשויות להיות כהות או בהירות מדי, ולטשטש משקעי סידן. כוונון עדין של הגדרות התצוגה החזותית הוא חיוני, מכיוון שהתצורה האופטימלית עשויה להיות שונה מזו המשמשת בפרוטוקול זה. שינוי פרוטוקול נוסף שעשוי להיות מועיל כרוך בחקירת צורות שונות במהלך שלב ציור החזר ההשקעה כדי להקיף בצורה הטובה ביותר את האזור המסויד. בהתאם לדרישות המחקר, צורות חלופיות, כגון גליל או קפסולה, עשויות להוכיח יעילות יותר מהכדור הסטנדרטי המשמש בפרוטוקול לדוגמה. לקבלת סיוע מפורט יותר בפתרון שגיאות ספציפיות לתוכנת תצוגת DICOM, מומלץ להתייעץ עם התמיכה הטכנית של התוכנה.
בעוד פרוטוקול זה מפשט את הניתוח של הסתיידות לב וכלי דם במכרסמים, ישנן מגבלות מסוימות. למרות היותה שיטה מצוינת לזיהוי הסתיידויות לב וכלי דם, 18הדמיות F-NaF PET עשויות להתמודד עם אתגרים בלכידת משקעי הסידן הקטנים ביותר עקב מגבלות רזולוציה ואפקט הנפח החלקי, מה שעלול להוביל להערכת חסר של אות PET 8,27. בצילומי CT, נוכחות רעש עשויה להשפיע על זיהוי37. למרות שניתן למתן את הרעש על ידי קביעת סף HU גבוה יותר, התמורה היא אי הכללתם של הפיקדונות הקטנים ביותר בצפיפות נמוכה. כאשר משקעי סידן מינרליים בצפיפות הרגילה קטנים יותר מממדי הווקסל, אפקט הנפח החלקי גורם להם להיראות בצפיפות נמוכה יותר ובגודל גדול יותר מאשר38,39 בפועל. כתוצאה מכך, קיים איזון עדין בקביעת סף הצפיפות המינימלי למחקר, עם פשרה בין הערכת יתר פוטנציאלית עקב רעש לבין הערכת חסר פוטנציאלית עקב אי הכללת פיקדונות קטנים.
שיטות מבוססות רבות כימתו הסתיידות באמצעות הדמיית CT 11,12,20,40,41,42. זה כולל בדרך כלל זיהוי ציון CAC אצל נבדקי מחקר ומטופלים, בהתאם לפרוטוקול ציוןאגטסטון 43. עם זאת, מגבלות חמורות של ציון אגטסטון הופכות אותו ללא אמין ביותר, בשל חיתוך לאחר הרכישה, הקצאה מחדש וסף הנתונים39. בנוסף, פרוטוקול ציון אגטסטון יכול לזהות רק אזורים מעל מגבלת הזיהוי של הסורק של 100-200 מיקרומטר8. מתוך הכרה בחשיבות הגוברת של הסתיידות כגורם סיכון למחלות לב וכלי דם, הכרחי לפתח שיטות לכימות מדויק של הסתיידות. התקדמות ב-18הדמיות F-NAF PET/CT שיפרה את ההדמיה של הסתיידות לב וכלי דם; עם זאת, קיימים אתגרים בפיתוח שיטות ניתוח נתונים מדויקות למחקרי אורך. השיטות הנוכחיות לכימות הסתיידות כוללות ציור ידני של החזר השקעה סביב כל אזור מסויד נראה בכל נושא ובכל נקודת זמן בודדת במחקר האורך 11,12,15. שיטות נוכחיות אלה עלולות לפגוע בדיוק, במיוחד כאשר ההפקדות קרובות למגבלת הזיהוי של הסורק. ללא יישור לנקודת הזמן המציגה את ההסתיידות הגדולה ביותר, הגדרת ROI בתמונות עם הסתיידויות קטנות יותר הופכת למאתגרת. בפרוטוקול החדשני שלנו, אנו מציגים גישת ניתוח נתונים מעודנת המשלבת יישור תמונה ועקביות ROI כדי להגדיל את העקביות של ניתוח נתונים בתמונות עוקבות, ובכך לשפר את התוקף של הערכת הסתיידות במחקרי PET/CT אורכיים. שיטה זו לא רק מטפלת באתגרים בניתוח נתונים, אלא גם עשויה לספק תובנות לגבי תהליך התקדמות ההסתיידות הקרדיווסקולרית.
למחברים אין ניגודי עניינים להצהיר.
אנו מודים לכל חברי המרכז לטכנולוגיית הדמיה פרה-קלינית Crump של UCLA על עזרתם באיסוף נתונים ותהלוכה, כמו גם בתחזוקת ציוד ותשתיות. אנו מודים לג'פרי קולינס על עזרתו בתפעול ציקלוטרון ובסינתזת 18F-NaF. אנו מודים לקבוצת הייעוץ הסטטיסטי של UCLA על עזרתם בניתוח סטטיסטי. עבודה זו נתמכת על ידי מענק התמיכה של מרכז הסרטן NIH (2 P30 CA016042-44 ל- MT) והמכונים הלאומיים לבריאות, לב, ריאות ומכון הדם (HL137647 ו- HL151391 ל- YT ו- LLD). סורק GNEXT PET/CT מומן על ידי NIH S10 Shared Instrumentation for Animal Research Grant (1S10OD026917-01A1 to Arion Chatziioannou).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
0.5 cc Sterile Insulin Syringes | Exel International | #26028 | Used for IV injection of 18F-NaF PET Tracer |
18F-NaF PET Tracer | CNSI Cyclotron | ||
Biorender | Biorender | Used for figure 1 | |
Female Apoe-/- mouse | Jackson Laboratories | #002052 | B6.129P2-Apoetm1Unc/J |
GNEXT PET/CT | Sofie Biosciences, Dulles, Virginia | ||
Isoflurane | Piramal Critical Care | Used as anesthesia for mouse imaging | |
ORS Dragonfly | Comet Technologies Canada Inc. | ||
SPSS Statistics | IBM | ||
Western diet for mice | Envigo | #TD88139 | 21% fat, 0.2% cholesterol |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved