Method Article
Bu yeni protokol, küçük araştırma hayvanlarında seri mikro pozitron emisyon tomografisi (PET)/mikro bilgisayarlı tomografi (BT) görüntülerinden kardiyovasküler kalsifikasyon ilerlemesinin ölçülmesini gerektirir.
Mikro pozitron emisyon tomografisi (PET) ve mikro bilgisayarlı tomografi (BT) görüntüleme, kardiyovasküler kalsifikasyonun ilerlemesini takip etmek için güçlü ve ideal araştırma araçlarıdır. İnvaziv olmayan doğaları nedeniyle, küçük araştırma hayvanları birden fazla zaman noktasında görüntülenebilir. Buradaki zorluk, kardiyovasküler kalsifikasyonun doğru bir şekilde ölçülmesinde yatmaktadır. Burada, uzunlamasına çalışmalarda kardiyovasküler kalsifikasyonun ilerlemesini doğru bir şekilde ölçmek için daha sonraki hastalık evrelerinden görüntüleri şablon olarak kullanan bir protokol sunuyoruz. Protokol, 1) ilk adım olarak uzunlamasına bir çalışma sırasında aynı hayvandan alınan birden fazla görüntüde göğüs bölgesinin hizalanmasını, 2) daha sonraki görüntülerde belirginleşen daha büyük kalsiyum birikintilerinin bulunduğu yerde kalp ve aort içinde yer alan bir ilgi bölgesinin (ROI) tanımlanmasını ve 3) uzunlamasına çalışma sırasında elde edilen tüm görüntülerde kalsiyum birikintilerinin eşzamanlı segmentasyonunu ve nicelleştirilmesini içerir. Bu kolaylaştırılmış yöntem, ROI tanımının hassasiyetini artırarak ve bireysel taramaları bağımsız olarak analiz eden önceki tekniklerle ilişkili değişkenliği azaltarak kardiyovasküler kalsifikasyonun ilerlemesini takip etmede görüntü analizinin doğruluğunu artırır.
Kardiyovasküler hastalıklar, morbidite ve mortalitenin önde gelen küresel bir nedenidir ve mekanizmalarını ortaya çıkarmak ve etkili önleyici ve terapötik stratejiler geliştirmek için titiz araştırmalar gerektirir. Koroner arter kalsifikasyonu (KAK), kardiyovasküler hastalık için prediktif bir faktör olarak alandaki uzmanlar tarafından yaygın olarak kabul edilmekte ve kardiyovasküler mortalite riskini önemli ölçüde artırmaktadır 1,2,3,4,5. Mikroskobik kalsifikasyonlar, kalsifik aterosklerozun en erken aşamaları olarak kabul edilir ve "mikrokalsifikasyonlar" terimi, çapı 0,5 ila 50 μm 6,7,8,9 arasındaki kalsiyum birikintilerini ifade etmek için kullanılmıştır. Bu küçük kalsifikasyonların, kalsifik plaklarınilerlemesini hızlandırarak daha büyük kalsiyum birikintileri oluşturmak üzere birleştiğine inanılmaktadır 6,7.
Pozitron emisyon tomografisi (PET) ve bilgisayarlı tomografi (BT), in vivo kardiyovasküler kalsifikasyonun non-invaziv değerlendirmesi için sıklıkla kullanılan değerli araştırma araçları olarak hizmet eder 5,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19. Bu görüntüleme yöntemleri, küçük araştırma hayvanlarını içeren uzunlamasına çalışmalarda vasküler kalsifikasyon ilerlemesini izlemek için özellikle avantajlıdır 11,12,13,19. MikroBT görüntüleme, nispeten büyük kalsiyum birikintilerinin anatomik görüntülerini sağlamada etkinlik göstermiştir 11,12,13,19,20.Bununla birlikte, canlı hayvanlarda küçük kalsiyum birikintilerini görüntülemedeki faydası, ~100 μm'lik 8,14 uzamsal çözünürlüğü ile sınırlıdır ve bu da ilk aşamalarında kalsifikasyonun araştırılmasını zorlaştırır.
Kayda değer bir gelişme, mineral yüzey alanına bağlanmasına dayalı olarak kalsifikasyonun tespiti için standart yöntem olarak PET izleyici, florür-18 etiketli sodyum florür (18F-NaF) ile kombine mikroPET/mikroCT görüntülemenin benimsenmesidir. Bu yaklaşım, florür iyonları kalsiyum hidroksiapatite kovalent olarak bağlanırken kalsiyum mineral yüzeyini10,13 tanımlamak için gösterilen radyoaktif işaretli 18F-NaF kullanır ve floroapatit21 oluşturmak üzere hidroksil gruplarının yerini alır. 18 F'nin (yarı ömür ~ 110dakika) radyoaktif bozunmasına ve izleyicinin böbrekler22 yoluyla temizlenmesine göre daha yavaş değişim oranı ile tutarlı olarak, Irkle ve meslektaşları13, kalsifiye karotis örneklerine 18F-NaF bağlanmasının tespit sırasında yüzeyle sınırlı olduğunu buldular. Bu nedenle, izleyici alımı, belirli bir miktarda mineral birden fazla küçük odakta veya gözenekli formda meydana geldiğinde, az, büyük, katı tortularda mevcut olduğundan daha büyük olan mineral yüzey alanı ile doğrudan ilişkili olmalıdır. 18F-NaF PET görüntüleme, mineralizasyonun en erken aşamalarını yüksek hassasiyetle vurgulayarak, hastalığın erken evreleri hakkında değerli bilgiler sağlayabilir ve bu da onu hem önleyici hem de terapötik stratejilerin incelenmesinde özellikle yararlı hale getirir 13,14,15.
Vasküler kalsifikasyonun kombine microPET/microCT görüntülemesindeki son gelişmelerle bile, uzunlamasına, kardiyovasküler kalsifikasyon çalışmalarında görüntü analizinin doğruluğunu artırmak için fırsatlar vardır. Konvansiyonel yaklaşımlar, boylamsal çalışma boyunca her bir zaman noktasında her bir farede her bir görünür kalsifiye bölgenin etrafındaki ilgi bölgelerinin (ROI) emek yoğun, manuel olarak tanımlanmasını kullanır. Bu yöntem, özellikle kalsiyum birikintilerinin boyutlarının tarayıcıların tespit sınırlarına yaklaştığı erken hastalık aşamalarında hassasiyeti azaltır ve düşük yoğunlukta düzenlenmiş küçük birikintilere sahip bazı alanları potansiyel olarak görünmez hale getirir.
Görüntüleme alanında, hizalama genellikle bir dizi görüntünün uzamsal hizalamasını ifade eder. Hizalamayı mevcut zorluklara yeni bir çözüm olarak tanıtan önerilen yöntemimiz, araştırmacıların uzunlamasına bir çalışma boyunca bireysel deneklerden alınan seri görüntülerde kalsifikasyonun ilerlemesini takip etmek için tutarlı bir konum kullanmalarına olanak tanır. Doku kalsifikasyonunun, mikroskobik, daha sonra makroskopik hidroksiapatitminerali 23 oluşturmak üzere birleşen nano boyutlu matriks veziküllerinden (50-150 nm) kaynaklandığı bilindiğinden, mikrokalsifikasyonların fark edilmeden önce erken görüntülerde nerede bulunacağı geriye dönük olarak belirlenebilir.
Görüntü hizalama ile mümkün kılınan zaman içinde aynı konumu takip etmek, bu yöntemin temelidir. ROI, mineralizasyonun kolayca tanımlandığı en son aşamalara göre atandığından, en erken kalsifikasyon aşamalarını doğrudan belirleme ihtiyacını ortadan kaldırır. Bu protokolde, uzunlamasına, birleşik, microPET/microCT görüntüleme çalışmalarında kalsiyum birikiminin doğru kantitasyonunu geliştiren, hayati bir adım olarak bir zaman serisi görüntünün hizalanmasını içeren geliştirilmiş, kolaylaştırılmış bir veri analizi yöntemi sunuyoruz (Şekil 1). Örnek olarak PET/CT veri analizini kullansak da, bu yöntem tek foton emisyonlu bilgisayarlı tomografi (SPECT), manyetik rezonans görüntüleme (MRI) ve optik görüntüleme dahil olmak üzere diğer boylamsal görüntüleme verilerinin analizlerine uygulanabilir24.
Şekil 1: Protokole genel bakış akış şeması. Kardiyovasküler kalsifikasyonu ölçmek için yeni protokolü özetleyen akış şeması. Genel adımlar, uzunlamasına görüntülemeyi, farklı zaman noktalarında elde edilen görüntülerin hizalanmasını ve kalsifiye bölgenin segmentasyonunu ve nicelleştirilmesini içerir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Temsili görüntüler, dişi bir apolipoprotein-E-eksikliği olan (Apoe-/-) fareyi göstermektedir. Deneysel protokoller, Los Angeles Kaliforniya Üniversitesi Kurumsal Hayvan Bakımı ve Kullanımı Komitesi tarafından gözden geçirildi ve onaylandı.
1. Hayvan taraması
2. DICOM dosyalarını DICOM görüntüleyici yazılımına aktarın
NOT: Bu temsili protokol, ticari olmayan bir lisans altında ORS Dragonfly yazılımını kullanırken, esnekliği diğer DICOM görüntüleyici yazılım seçeneklerine kadar uzanır.
3. Görüntü görselleştirmeyi optimize etmek için DICOM görüntüleyici ayarlarını yapın
Şekil 2: Görüntü görselleştirmeyi optimize etmek için DICOM görüntüleyici ayarlarının yapılması. (A,B) CT görüntülerinin koronal görünümü (A) kontrast/parlaklık ayarından önce ve (B) sonra. (C,D) PET/CT görüntülerinin koronal görünümü (C) Arama Tablosu ayarından önce ve (D) sonrası. Kısaltmalar: CT = bilgisayarlı tomografi; PET = pozitron emisyon tomografisi. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
4. BT görüntülerinde göğüs bölgesini hizalayın
NOT: Kolaylık olması açısından, bir CT görüntüsü "temel" görüntü görevi görecek ve çevrilmeyecek veya döndürülmeyecektir. İkinci CT görüntüsü (ve nihayetinde sonraki seri görüntüler) temel görüntüyle hizalanacak şekilde çevrilecek ve/veya döndürülecektir; Bu, gösterim amacıyla "bindirme" görüntüsü olarak adlandırılacaktır. Hizalama boyunca, temel görüntü ile diğer tüm kaplama görüntüleri arasında ayrım yapmak önemlidir.
Şekil 3: Tüm CT görüntülerinin hizalanması. (A,B) Baz (gri) ve bindirme (kırmızı) BT görüntülerinin koronal görünümü (A) hizalamadan önce ve (B) sonra. (C,D) BT görüntülerinin sagital görünümü (C) hizalamadan önce ve (D) sonra. Mavi oklar farenin (1) göğüs kafesini, (2) omurgasını ve (3) sternumunu gösterir. Kısaltma: CT = bilgisayarlı tomografi. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
5. PET görüntülerini karşılık gelen CT görüntüleriyle birlikte kaydedin
NOT: Bindirme CT görüntüsünün ve temel CT görüntüsünün hizalanması, başlangıçta bindirme CT görüntüsünün Şekil 4'te görülen ilgili PET görüntüsüyle yanlış hizalanmasına neden olacaktır. PET görüntüsünün, karşılık gelen CT görüntüsüyle bir kez daha birlikte kaydedilmesi gerekir.
Şekil 4: PET görüntülerinin karşılık gelen CT görüntüsü ile hizalanması. Temsili bir PET görüntüsü ve buna karşılık gelen BT görüntüsü (A, C) ortak kayıttan önce ve (B, D) sonra. Ortak kaydın tamamlanmasını takiben, PET ve CT görüntüleri Panel B'de gösterildiği gibi hizalanmalıdır. Kısaltmalar: CT = bilgisayarlı tomografi; PET = pozitron emisyon tomografisi. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
6. Kardiyovasküler kalsifikasyonu tanımlayın
Şekil 5: Kalpteki kalsifiye bölgelerin belirlenmesi. Temsili (A) sagital, (B) transvers ve (C) koronal BT görüntülerinde ve (D) koronal PET/BT görüntülerinde gösterilen kalsifikasyon bölgeleri. Sarı oklar kalsiyum birikintilerini gösterir. Mavi oklar, kalsifikasyonun yerini belirlemek için kullanılan referans yapıları tanımlar. Kısaltmalar: CT = bilgisayarlı tomografi; PET = pozitron emisyon tomografisi. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
7. Kireçlenmiş bölgelerin etrafına ROI'ler çizin
Şekil 6: ROI'yi kalsifiye bölgelerle sınırlamak için segmentasyonu kullanma. (A) Oklar, istenmeyen yoğunluk verilerini ROI'den çıkarmak için gereken adımlarda yol gösterir. Mavi ok, Segment sekmesini gösterir; sarı ok, Aralık Tanımla özelliğini vurgular; yeşil oklar seçilen aralık girişlerini gösterir; ve kırmızı ok Kaldır düğmesini gösterir. (B) 7.4-7.4.3 protokol adımlarının tamamlanmasını takiben, ROI, bu panelde gösterildiği gibi kalsifiye bölgeleri özel olarak tanımlamalıdır. Kısaltma: ROI = ilgi alanı. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
8. Her görüntü için yatırım getirisini ölçün
Şekil 7: ROI ölçümü. Seçili bir ROI için İstatistiksel Özellikler sekmesi. Kırmızı oklar, yatırım getirisine dayalı bir veri kümesi için istatistiksel bilgi elde etmek için gereken adımları gösterir. Kırmızı kutular, daha fazla analiz hesaplaması için gerekli olan hacmi ve ortalama Hounsfield birim değerini tanımlar. Kısaltma: ROI = ilgi alanı. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Analiz yöntemleri
Bu bölüm, temsili sonuçlar aracılığıyla başarılı kullanımı göstermektedir. Burada, 12 ila 14 aylık bir Batı diyetine (% 21 yağ,% 0.2 kolesterol) tabi tutulduktan sonra 15 ve 18 aylıkken taranan tek bir farenin birleşik mikroPET / mikroCT görüntüsünü sergiliyoruz. Kalsifikasyon miktar tayini için protokol bölümleri 2-8'i takiben, dört bağımsız araştırmacı, 15 ve 18aylık zaman noktalarında elde edilen aynı temsili mikroPET/mikroCT görüntülerini kullanarak hacimsel kalsiyum içeriğini ve 18 F-NaF PET aktivitesini ayrı ayrı ölçtü. Protokolün değerlendiriciler arası güvenilirliğini ve tekrarlanabilirliğini belirlemek için ortalama, standart sapma, sınıf içi korelasyon katsayısı (ICC)28,29 dahil olmak üzere istatistiksel analizler hesaplandı. ICC tahminleri ve %95 güven aralıkları, ortalama derecelendirme (k = 4), tutarlılık, 2 yönlü rastgele etkiler modeli (ICC(C,1)) (Ek Dosya 1-Ek Tablo S1) dayalı IBM SPSS istatistik paketi kullanılarak hesaplanmıştır.
Sonuç -ları
Kalsifiye bölgenin hacmi ve yoğunluğundan türetilen hacimsel kalsiyum içeriği, bir farede 15 ay (ortalama = 876.08 vHU, standart sapma = 27.18 vHU) ve 18 ay (ortalama = 1253.13 vHU, standart sapma = 7.61 vHU) arasında artmıştır (Şekil 8). Buna karşılık, kalsifiye bölgenin yüzey alanını ölçen 18F-NaF PET aktivitesi, aynı farede 15 ay (ortalama = 24173.90 Bq/mm3, standart sapma = 1426.60 Bq/mm3) ve 18 ay (ortalama = 13849.94 Bq/mm3, standart sapma = 1524.67 Bq/mm3) görüntü zaman noktaları arasında azalmıştır (Şekil 8).
Bu sonuçlar, 18F-NaF PET ve BT görüntülemenin aterosklerotik plaklar hakkında farklı bilgiler sağladığına dair önceki bulgularla tutarlıdır 12,13,14. Kalsifikasyon üzerine yapılan uzunlamasına bir çalışma da benzer bir eğilim gösterdi, bu da 18F-NaF sinyalindeki azalmanın, küçük kalsiyum birikintilerinin birleşmesinden kaynaklanabileceğini ve sonuçta içerik12'deki bir artışa rağmen yüzey alanını azaltabileceğini düşündürdü.
Şekil 8: Temsili mikroPET/CT görüntüleri. Transvers (solda), koronal (ortada) ve sagital (sağda) florür-18 (F-18) alımını gösteren 15 aylık temsili mikroPET görüntülere kıyasla 18 aylık temsili mikroPET görüntüleri. Beyaz ok uçları kireçlenme bölgelerini gösterir. Kısaltmalar: CT = bilgisayarlı tomografi; PET = pozitron emisyon tomografisi. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Bulgularımızda gözlemlenen küçük standart sapmalar, farklı araştırmacılar tarafından elde edilen ölçümler arasında yüksek derecede bir uyum ve tutarlılık olduğunu göstermektedir. Ayrıca, çalışmamızda elde edilen %95 güven aralığı = 0.983-1.000 olan 0.997 ICC(C,1) değeri (Ek Dosya 1-Ek Tablo S1), farklı araştırmacılar tarafından yapılan ölçümler arasında mükemmel bir uyum olduğunu göstermektedir. Bu anlaşma seviyesi, ölçümlerin araştırmacılar arasında güvenilir ve tutarlı olduğunu ve bu yeni niceleme protokolünün yüksek tekrarlanabilirliğini gösterdiğini göstermektedir.
Bu yeni protokol, kardiyovasküler kalsifikasyonun miktar tayini için geliştirilmiş bir yaklaşımdır. Görüntülemenin non-invaziv doğası nedeniyle, küçük hayvanlarda kardiyovasküler kalsifikasyonun ilerlemesini takip etmek için uzunlamasına mikroBT görüntüleri elde edilebilir. MikroCT görüntüleri tek başına kalsiyum içeriğinin ilerlemesini gösterebilse de, mikroPET görüntüleri, mevcut olduğunda, özellikle yüzey alanına izleyici bağlanması nedeniyle küçük kalsiyum birikintilerinin gelişmiş tespiti olmak üzere ek bilgi seviyeleri sağlayabilir. Bu yöntemde daha fazla doğruluk ve tekrarlanabilirlik için, kontrastlı kardiyak kapılı BT görüntülemenin dahil edilmesi önerilir. Kontrastlı BT görüntüleme, 18F-NaF PET görüntüleme ile daha düşük çözünürlüklü kontrastlı BT'nin kardiyovasküler kalsifikasyonun miktar tayini için standart olduğu daha büyük hayvan ve klinik çalışmalarda bu protokolün uygulanmasını kolaylaştırır30,31. Ayrıca, kardiyak kapılı PET ve kardiyak kapılı BT, elektrokardiyogram (EKG) verilerini kullanarak hareket artefaktlarını azaltarak kalbin daha net, daha yüksek kaliteli görüntülerini sağlar32,33. Görüntü analiz yöntemimiz, boylamsal çalışmalarda kardiyak kapılı PET ve kardiyak kapılı BT verilerine uygulanabilir.
DICOM görüntüleyicileri evrensel olarak bu protokol için gerekli olan işlevleri sunar. 2D ve 3D görüntü görüntüleme, histogramlar, pencere kontrolleri, arama tabloları, yer değiştirme, döndürme, kaplama ve gezinme araçları dahil olmak üzere temel işlevler, çoğu DICOM görüntüleme yazılımı34,35 arasında standarttır ve görüntülerin hassas bir şekilde hizalanmasına ve kalsifikasyonların tam olarak belirlenmesine olanak tanır. Segmentasyon gibi daha gelişmiş işlevler de çoğu DICOM görüntüleme yazılımında 34,35,36 ortaktır ve bu da hassas yatırım getirisi tanımlamasına ve seçilen yatırım getirilerinin doğru bir şekilde nicelleştirilmesine olanak tanır. Genel olarak, bu uyarlanabilir protokol, DICOM görüntüleme platformları arasında uyumluluk sağlayarak araştırmacıların metodolojiden ödün vermeden tercih ettikleri yazılımı kullanmalarına olanak tanır.
Bu protokol genellikle basit olsa da, başarılı kullanım ve güvenilir sonuçlar birkaç kritik hususa bağlıdır. Görüntü rekonstrüksiyonu ve analizinden önce, miktar tayininin doğruluğunu sağlamak için çürümeye karşı düzeltilmiş enjekte edilen dozun ve 18F-NaF PET izleyici biriminin DICOM dosyasına dahil edilmesi zorunludur. Ek olarak, farelerin tarayıcı deliği içinde tutarlı ve istikrarlı bir şekilde konumlandırılması, görüntülerin dijital olarak hizalanmasını büyük ölçüde kolaylaştırır - uzunlamasına bir çalışmada seri görüntüler arasında analitik tutarlılığı korumak için temel bir süreç.
Diğer kritik adımlar protokolün içine yerleştirilmiştir. ROI, iskelet kemiği ve üst göğüsteki diğer kalsifiye yapıları (tiroid kıkırdağı gibi) dışlamak için dikkatlice seçilmelidir. Bir ROI çizimine başlamadan önce, çok önemli bir adım, "referans" görüntü olarak en büyük görünür kalsifikasyona sahip zaman noktasının dikkatli bir şekilde seçilmesidir (protokol adımı 6.1'e bakın). ROI'nin doğruluğunu daha da artırmak için, Ek Şekil S7'de (Ek Dosya 1) örneklendiği gibi, herhangi bir bitişik kemiği hariç tutarken küre boyutunu görünür kalsifikasyon sınırlarının ötesine uzatmak en iyisidir. Bu stratejik seçimler, ROI'nin sınırlarının sonraki tüm taramalarda kireçlenme bölgelerini kapsamlı bir şekilde kapsamasını sağlar. Eşit derecede önemli bir adım, kalsiyum mineralini tanımlayacak bir voksel yoğunluğu eşik değeri seçmektir (protokol adımı 7.4'e bakın); bu, kullanılan görüntüleme ekipmanı ve DICOM görüntüleyici yazılımı gibi belirli bir etüdün özelliklerine bağlı olarak değişebilir. Açıklayıcı örnekte, ROI için minimum mikroCT yoğunluk eşiği, mikroPET/mikroCT deneyimimize dayanarak 300 HU olarak tanımlanmıştır.
Bu protokol için sorun giderme, temel olarak her adımda doğru görüntülerin, nesnelerin ve ROI'lerin seçildiğini veya uygun şekilde açılıp kapatıldığını doğrulamayı içerir. ROI ölçümündeki yaygın hatalar, kullanıcıların ROI yerine yanlışlıkla bir görüntü seçmesini veya istatistiksel özellikler açılır menüsü altında seçilen ROI ile uyumlu olmayan bir veri kümesi seçmesini içerir. Görüntü görselleştirme başka bir zorluk teşkil edebilir. Örneğin, uygun bir renk skalası kullanılmadığında, görüntüler aşırı karanlık veya parlak olabilir ve bu da kalsiyum birikintilerini gizleyebilir. Görselleştirme ayarlarının ince ayarlanması çok önemlidir, çünkü optimum yapılandırma bu protokolde kullanılanlardan farklı olabilir. Yararlı olabilecek ek bir protokol modifikasyonu, kalsifiye bölgeyi en iyi şekilde çevrelemek için ROI çizim adımı sırasında çeşitli şekillerin keşfedilmesini içerir. Çalışmanın gereksinimlerine bağlı olarak, silindir veya kapsül gibi alternatif şekiller, örnek protokolde kullanılan standart küreden daha etkili olabilir. DICOM görüntüleme yazılımına özgü hataların giderilmesi konusunda daha ayrıntılı yardım için yazılımın teknik desteğine başvurmanız önerilir.
Bu protokol kemirgenlerde kardiyovasküler kalsifikasyon analizini basitleştirirken, bazı sınırlamalar vardır. Kardiyovasküler kalsifikasyonları tespit etmek için mükemmel bir yöntem olmasına rağmen, 18F-NaF PET görüntüleme, çözünürlük sınırlamaları ve kısmi hacim etkisi nedeniyle en küçük kalsiyum birikintilerini yakalamada zorluklarla karşılaşabilir ve bu da potansiyel olarak PET sinyalininhafife alınmasına yol açabilir 8,27. CT görüntülerinde, gürültünün varlığı algılamayıetkileyebilir 37. Gürültü, daha yüksek bir HU eşiği ayarlanarak azaltılabilse de, ödünleşim, en küçük düşük yoğunluklu birikintilerin hariç tutulmasıdır. Normal yoğunluktaki kalsiyum mineral birikintileri voksel boyutlarından daha küçük olduğunda, kısmi hacim etkisi, bunların gerçek38,39'dan daha düşük yoğunlukta ve daha büyük boyutta görünmelerine neden olur. Sonuç olarak, bir çalışma için minimum yoğunluk eşiğinin belirlenmesinde, gürültüden kaynaklanan potansiyel aşırı tahmin ile küçük birikintilerin dışlanmasından kaynaklanan potansiyel eksik tahmin arasında bir denge olan hassas bir denge vardır.
Birçok yerleşik yöntem, BT görüntüleme yoluyla kalsifikasyonu ölçmüştür 11,12,20,40,41,42. Bu tipik olarak, Agatston skor protokolü43'ü izleyerek araştırma deneklerinde ve hastalarda CAC skorunun belirlenmesini içerir. Bununla birlikte, Agatston puanının ciddi sınırlamaları, edinme sonrası kesme, yeniden atama ve verilerin eşiklenmesi nedeniyle onu oldukça güvenilmez hale getirir39. Ek olarak, Agatston skor protokolü yalnızca tarayıcının 100-200 μm8 algılama sınırının üzerindeki bölgeleri tanımlayabilir. Kalsifikasyonun kardiyovasküler hastalık için bir risk faktörü olarak artan önemini kabul ederek, kalsifikasyonu doğru bir şekilde ölçen yöntemler geliştirmek zorunludur. 18F-NaF PET/BT görüntülemedeki gelişmeler kardiyovasküler kalsifikasyonun görüntülenmesini iyileştirmiştir; Bununla birlikte, boylamsal çalışmalar için doğru veri analizi yöntemlerinin geliştirilmesinde zorluklar devam etmektedir. Kalsifikasyonun ölçülmesi için mevcut yöntemler, boylamsal çalışmada 11,12,15 her bir zaman noktasında her denekte görünür kalsifiye alanın etrafına ROI'lerin manuel olarak çizilmesini içerir. Bu mevcut yöntemler, özellikle tortular tarayıcının algılama sınırına yakın olduğunda doğruluğu engelleyebilir. En büyük kalsifikasyonu gösteren zaman noktasına hizalama olmadan, daha küçük kalsifikasyonlara sahip görüntülerde ROI'yi tanımlamak zorlaşır. Yeni protokolümüzde, ardışık görüntülerde veri analizinin tutarlılığını artırmak ve böylece boylamsal PET/BT çalışmalarında kalsifikasyon değerlendirmesinin geçerliliğini artırmak için görüntü hizalama ve ROI tutarlılığını entegre eden rafine bir veri analizi yaklaşımı sunuyoruz. Bu yöntem yalnızca veri analizindeki zorlukları ele almakla kalmaz, aynı zamanda kardiyovasküler kalsifikasyon ilerlemesi süreci hakkında da bilgi sağlayabilir.
Yazarların beyan edebilecekleri herhangi bir çıkar çatışması yoktur.
UCLA Crump Klinik Öncesi Görüntüleme Teknolojisi Merkezi'nin tüm üyelerine, veri toplama ve işlemenin yanı sıra ekipman ve altyapı bakımı konusundaki yardımları için teşekkür ederiz. Jeffrey Collins'e siklotron çalışması ve 18F-NaF sentezi konusundaki yardımları için teşekkür ederiz. UCLA İstatistiksel Danışmanlık Grubu'na istatistiksel analiz konusundaki yardımları için teşekkür ederiz. Bu çalışma, NIH Kanser Merkezi Destek Hibesi (MT'ye 2 P30 CA016042-44) ve Ulusal Sağlık, Kalp, Akciğer ve Kan Enstitüsü (HL137647 ve YT ve LLD'ye HL151391) tarafından desteklenmektedir. GNEXT PET/CT tarayıcısı, NIH S10 Hayvan Araştırmaları için Paylaşılan Enstrümantasyon Hibesi (1S10OD026917-01A1'den Arion Chatziioannou'ya) tarafından finanse edildi.
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 |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır