Positron Emission Tomography

Positronemissionstomografi (PET) er en metode til intravital undersøgelse af kroppens vævs metaboliske og funktionelle aktivitet. Metoden er baseret på fænomenet positron emission, observeret i det radioaktive lægemiddel indført i kroppen med dets fordeling og akkumulering i forskellige organer. I neurologi er metoden hovedsagelig anvendelsen af metabolismen af hjernen i en række sygdomme. Ændringer i akkumulering af nuklider i ethvert område af hjernen tyder på en krænkelse af neuronaktivitet.

[1], [2], [3], [4], [5], [6]

Indikationer for positronemissionstomografi

Indikationer for Positronemissionstomografi er en test for myocardial dvale i patienter, der har brug bypass-operation og koronararterie eller det transplanterede hjerte transplantation og analyse på skelne metastatisk nekrose og fibrose i de forstørrede lymfeknuder i patienter med cancer. PET anvendes også til vurdering af pulmonale knuder og afgøre, om de er metabolisk aktive, diagnosticering af lungecancer, halscancer, lymfom, og melanom. CT-scanninger kan kombineres med positron emissionnoyy tomografiiey at korrelere de morfologiske og funktionelle data.

Forberedelse af Positron Emission Tomography

PET administreres på tom mave (det sidste måltid er 4-6 timer før testen). Varigheden af undersøgelsen er 30 til 75 minutter, afhængigt af procedurens volumen. I 30-40 minutter, der er nødvendige for at inddrage det injicerede lægemiddel i kroppens metaboliske processer, bør patienterne være under betingelser, der minimerer muligheden for motorisk, tale- og følelsesmæssig aktivitet for at reducere sandsynligheden for falske positive resultater. Til dette placeres patienten i et separat rum med lydisolerede vægge; patienten ligger med lukkede øjne.

Alternative metoder

Nogle alternative metoder til funktionel neuroimaging, såsom magnetisk resonansspektroskopi, single-foton emission CT, perfusion og funktionel MRI, kan tjene som et alternativ til PET.

[7], [8], [9], [10], [11], [12], [13]

Single-foton emission tomografi

En billigere variant af radioisotopundersøgelsen af hjernens intravital struktur er en enkeltfotonemission computertomografi.

Denne metode er baseret på registrering af kvantestråling udsendt af radioaktive isotoper. Modsætning PET metode, når enkelt-computeriseret tomografi ved hjælp elementer ikke er involveret i metabolisme (TS99, TI-01) og anvendelse af en roterende omkring en genstand på kameraets parrene optages ikke, og enkelt kvanter (fotoner).

En af modifikationerne af metoden med enkeltfotonemissions-computertomografi er visualiseringen af lokal cerebral blodgennemstrømning. Patienten får lov til at inhalere en gasblanding af xenon-133 opløses i blodet, og ved hjælp af computer analyse af tredimensionalt billede af opbygningen af strålekilder foton fordeling i hjernen med en rumlig opløsning på omkring 1,5 cm. Denne metode anvendes især til undersøgelse af særlige forhold i lokal cerebral blodstrøm i cerebrovaskulære sygdomme og med forskellige typer demens.

Evaluering af resultater

Evaluering af PET udføres ved hjælp af visuelle og semikvantitative metoder. Visuel bedømmelse af PET data foretages ved hjælp af både de sorte og hvide og forskellige farveskalaer, gør det muligt at bestemme intensiteten af akkumulering af det radiofarmaceutiske i forskellige hjerneområder identificere læsioner af patologisk metaboliske estimere deres placering, former og størrelser.

Når semikvantitativ analyse beregnet radiofarmaceutisk ophobning forholdet mellem to områder af ens størrelse, med en af dem svarer til den mest aktive del af den patologiske proces, en anden del -neizmenonnomu kontralaterale hjerne.

Brug af PET i neurologi kan løse følgende problemer:

• at studere aktiviteten af visse zoner i hjernen ved fremlæggelse af forskellige stimuli;
• udføre tidlig diagnose af sygdomme
• At udføre differentiel diagnose af patologiske processer svarende til kliniske manifestationer;
• forudsige sygdomsforløbet, evaluere effektiviteten af terapien.

De vigtigste indikationer for brug af teknikken i neurologi er som følger:

• cerebrovaskulær patologi;
• epilepsi;
• Alzheimers sygdom og andre former for demens;
• degenerative sygdomme i hjernen (Parkinsons sygdom, Huntingtons sygdom);
• demyeliniserende sygdomme
• en tumor i hjernen.

[14], [15], [16], [17], [18], [19], [20], [21], [22], [23]

Epilepsi

PET med 18-fluorodeoxyglucose gør det muligt at detektere epileptogene foci, især med fokal epilepsi, og at vurdere de metaboliske forstyrrelser i disse foci. I interictal- periode epileptisk fokus zone er kendetegnet ved glucose hypometabolism, med reduktion af metabolisme i nogle tilfælde betydeligt overstiger størrelsen af herden installeres med strukturelle Neuroimaging teknikker. Derudover kan PET detektere epileptogene foci selv i fravær af elektroencefalografiske og strukturelle ændringer, det kan anvendes i differentialdiagnosen af epileptiske og ikke-epileptiske angreb af bevidsthedstab. Sensitivitet og specificitet af metoden stiger signifikant med den kombinerede anvendelse af PET med elektroencefalografi (EEG).

På tidspunktet for epileptiske anfald observerede stigning i den regionale glucosemetabolisme i epileptisk fokus, ofte kombineret med en undertrykkelse i det andet område af hjernen, og den nyligt registreret efter angreb gipometa-bolizm, hvis sværhedsgrad begynder at falde betydeligt efter 24 timer fra tidspunktet for anfald.

PET kan også anvendes med succes, når man beslutter spørgsmålet om indikationer for kirurgisk behandling af forskellige former for epilepsi. Præoperativ vurdering af lokalisering af epileptiske foci giver mulighed for at vælge den optimale behandlingstaktik og at gøre en mere objektiv prognose af resultaterne af den foreslåede intervention.

[24], [25], [26], [27], [28], [29], [30], [31], [32]

Cerebrovaskulær patologi

Ved diagnosticering af iskæmisk slagtilfælde PET betragtes som en fremgangsmåde til bestemmelse af en levedygtig, potentielt erstattes hjernevæv på området iskæmiske penumbra, som tydeliggør indikationerne for reperfusionsterapi (thrombolyse). Anvendelsen af centrale benzodiazepin receptorligander betjener markører for neuronal integritet, gør det helt klart skelne mellem levedygtige og irreversibelt beskadiget hjernevæv i den iskæmiske penumbrazonen i et tidligt stadium af slaget. Det er også muligt at foretage differentiel diagnose mellem friske og gamle iskæmiske foci hos patienter med gentagne iskæmiske episoder.

[33], [34], [35], [36], [37], [38], [39], [40]

Alzheimers sygdom og andre typer demens

Ved diagnosticering af Alzheimers sygdom er følsomheden af PET 76 til 93% (i gennemsnit 86%), hvilket bekræftes af materialet i obduktionsundersøgelsen.

PET i Alzheimers sygdom er kendetegnet ved et udtalt fald i fokal cerebral metabolisme, overvejende de associative neocorticale regioner af cortex (baglinningsområdet, temporo-parietal og frontale cortex multimodal), med større ændringer i den dominerende hemisfære. Samtidig, forbliver relativt intakte basalganglierne, thalamus, cerebellum og cortex, er ansvarlig for de primære sensoriske og motoriske funktioner. Den mest typiske af Alzheimers bilaterale hypometabolism i temporo-parietal regioner af hjernen, som er indsat i etaper kan kombineres med en reduktion i metabolisme i frontal cortex.

Demens forårsaget af cerebrovaskulær sygdom, er det kendetegnet ved en primær læsion af frontallapperne, herunder taljen og den øvre frontal gyrus. Også hos patienter med vaskulær demens normalt vise "plettede" områder reducere stofskiftet i den hvide substans og cortex, ofte lider lillehjernen og subkortikale strukturer. Med frontotemporal demens afsløres et fald i metabolisme i frontale, forreste og mediale opdelinger af den tidsmæssige cortex. Hos patienter med demens med Lewy legemer noteret bilateral temporoparietal metaboliske mangel, der ligner ændringerne i Alzheimers sygdom, men ofte involveret occipital cortex og cerebellum, er normalt intakt i demens af Alzheimer-typen.

Mønster af metaboliske forandringer under forskellige forhold ledsaget af demens

Etiologi af demens	Zoner af metaboliske sygdomme
Alzheimers sygdom	Nederlaget af den parietale, tidsmæssige og bageste cingulate cortex opstår først og fremmest med relativ bevarelse af den primære sensomotoriske og primære visuelle cortex og striatum sikkerhed, thalamus og cerebellum. I de tidlige stadier manifesterer manglen sig ofte asymmetrisk, men den degenerative proces manifesterer sig i sidste ende bilateralt
Vaskulær demens	Hypometabolisme og hypoperfusion i de berørte kortikale, subkortiske områder og cerebellum
Demens frontal typen	Frontale cortex, anterior temporal cortex, lider mediotemporalnye afdelinger først med iboende højere kvalitet læsioner end den parietale og laterale temporal cortex, med relativ bevarelse af den primære sensormotoriske og visuelle cortex
Houteon Huntington	Horsetail og lentikulære kerne er tidligere ramt af en gradvist diffus involvering af cortex
Demens i Parkinsons sygdom	Forstyrrelser karakteristisk for Alzheimers sygdom, men med et mere bevaret mediamotorisk område og mindre visuel kortikal integritet
Demens med Levy-kroppe	Forstyrrelser, der er typiske for Alzheimers sygdom, men med mindre sikkerhed for den visuelle cortex og muligvis cerebellumet

 Anvendelsen af PET som forudsigelse for udviklingen af Alzheimers-type demens er lovende, især hos patienter med mild til moderat kognitiv svækkelse.

I øjeblikket er der forsøg på at undersøge in vivo cerebral amyloidose ved anvendelse af specielle amyloidligander med henblik på præklinisk diagnose af demens hos personer med risikofaktorer. Undersøgelsen af sværhedsgraden og lokaliseringen af cerebral amyloidose gør det også muligt at pålideligt forbedre diagnosen i forskellige stadier af sygdommen. Derudover gør brugen af PET, især i dynamik, det muligt at forudsige sygdomsforløbet mere præcist og objektivt vurdere effektiviteten af terapien.

[41], [42], [43], [44], [45]

Parkinsons sygdom

PET med anvendelse af en specifik ligand B18-fluorodepa tillader Parkinsons sygdom at kvantificere underskuddet af syntese og opbevaring af dopamin inden for de presynaptiske striatalterminaler. Tilstedeværelsen af karakteristiske ændringer tillader allerede i de tidlige, sommetider prækliniske stadier af sygdommen at etablere en diagnose og organisere gennemførelsen af forebyggende og helbredende foranstaltninger.

Anvendelsen af PET tillader differentiel diagnose af Parkinsons sygdom med andre sygdomme, i det kliniske billede af hvilket der er ekstrapyramidale symptomer, for eksempel med multisystematrofi.

At vurdere tilstanden af dopaminreceptorer sig selv ved hjælp af PET-ligand H ₂ receptor racloprid. Parkinsons sygdom reducerer antallet af præsynaptiske dopaminerge terminaler og antallet af dopamin-transporteren i den synaptiske kløft, mens i andre neurodegenerative sygdomme (for eksempel multipel-system atrofi, progressiv supranukleær lammelse og cortico-basal degeneration) sænker antallet af dopaminreceptorer i striatum.

Derudover giver brugen af PET dig mulighed for at forudsige kurs og grad af sygdomsprogression, evaluere effektiviteten af igangværende lægemiddelbehandling og hjælpe med at bestemme indikationer for kirurgisk behandling.

Huntingtons chorea og anden hyperkinesis

Resultaterne af PET med Huntingtons chorea er kendetegnet ved et fald i glukosemetabolismen i regionen af caudatkerner, hvilket gør det muligt for præklinisk diatese af sygdomme hos mennesker, der har stor risiko for at udvikle sygdommen som følge af DNA-forskning.

Når torsionsdystoni hjælp PET med den 18-fluordeoxyglucose detektere regionale reduktion i niveauet af glucosemetabolisme og caudatus kerner lentiformnom og projektion felter frontal Thalamy-agentur mediodorsal nucleus på en gemt samlede metabolisme.

Multipel sklerose

PET med 18-fluorodeoxyglucose hos patienter med multipel sklerose demonstrerer diffuse ændringer i hjernemetabolisme, herunder i grå stof. De afslørede kvantitative metaboliske forstyrrelser kan tjene som en markør for sygdomsaktivitet samt afspejle patofysiologiske mekanismer for eksacerbation, hjælpe med at forudsige sygdomsforløbet og evaluere effektiviteten af terapien.

Tumorer i hjernen

CT eller MR giver dig mulighed for at opnå pålidelige oplysninger om lokaliseringen og omfanget af tumorskader på hjernevævet, men det tillader ikke fuldt ud en høj præcisionsdifferentiering af en godartet læsion fra en ondartet. Desuden har strukturelle metoder til neuroimaging ikke tilstrækkelig specificitet til at differentiere tilbagefald af tumoren fra strålingsnekrose. I disse tilfælde bliver PET den valgte metode.

Sammen med 18-fluorodeoxyglucose anvendes andre radioaktive lægemidler til at diagnosticere hjernetumorer, for eksempel ¹¹ C-methionin og ¹¹ C-tyrosin. Især er PET med ¹¹ C-methionin en mere følsom metode til at detektere astrocytomer end PET med 18-fluorodeoxyglucose, og det kan også anvendes til at evaluere svagere tumorer. PET med ¹¹ C-tyrosin gør det muligt at differentiere en malign tumor fra godartede hjerne læsioner. Hertil kommer, at høj- og lavkvalitets hjernetumorer viser forskellige kinetikker for absorption af dette radiofarmaceutiske middel.

I øjeblikket er PET en af de mest præcise og højteknologiske undersøgelser til diagnosticering af forskellige sygdomme i nervesystemet. Desuden kan denne metode bruges som en undersøgelse af hjernens funktion hos raske mennesker til forskningsformål.

Anvendelsen af metoden på grund af utilstrækkeligt udstyr og høje omkostninger forbliver yderst begrænset og kun tilgængelig i store forskningscentre, men PET-potentialet er ret højt. Ekstremt lovende gennemførelse af metodologien, som giver en engangs-ydeevne MR og PET, efterfulgt ved at kombinere de resulterende billeder, som vil modtage en maksimal mængde information om de strukturelle og funktionelle ændringer i forskellige dele af hjernevæv.

Hvad er positronemissionstomografi?

Modsætning standard MRI eller CT, primært tilvejebringe anatomisk krop billede, mens PET vurdere funktionelle ændringer i cellulær metabolisme, som kan genkendes så tidligt som de første, prækliniske stadier af sygdommen, når de strukturelle Neuroimaging teknikker ikke afsløre eventuelle patologiske forandringer.

PET bruger en række radioaktive lægemidler mærket med oxygen, carbon, nitrogen, glucose, dvs. Naturlige metabolitter i kroppen, som indgår i metabolisme sammen med deres egne endogene metabolitter. Som et resultat bliver det muligt at evaluere de processer, der finder sted på mobilniveau.

Det mest almindelige radioaktive lægemiddel, der anvendes i PET, er fluorodeoxyglucose. Af de mest almindeligt anvendte radioaktive lægemidler til PET kan også ¹¹ C-methionin (MET) og ¹¹ C-tyrosin nævnes .

Strålingsbelastningen ved den maksimale dosis af det indsprøjtede lægemiddel svarer til strålingsbelastningen modtaget af patienten med bryst røntgen i to fremspring, så undersøgelsen er relativt sikker. Det er kontraindiceret for personer, der lider af diabetes, med et sukkerindhold på mere end 6,5 mmol / l. Kontraindikationer omfatter graviditet og amning.