Abstract

MATERIALE ȘI METODE

Pacienți și subiecți sănătoși

Pacienți.

Caracteristicile a 22 de pacienți

utilitatea

Liniile directoare pentru diagnosticul sarcoidozei cardiace de la Ministerul japonez al Sănătății și bunăstării

Subiecte sănătoase.

Șapte voluntari sănătoși (vârsta medie, 46,0 ani; interval, 37-65 ani) au fost studiați pentru a obține valori de referință pentru valoarea standardizată a absorbției (SUV) de 18 F-FDG în inimă.

Consimțământul informat scris a fost obținut de la toți pacienții și voluntarii, iar protocolul de studiu a fost aprobat de către comitetul instituțional de etică și autoritățile de radioprotecție.

Protocolul de imagistică

Într-o perioadă de 2 săptămâni după intrarea în studiu, toți pacienții au suferit 18 PET miocardic F-FDG, 99m Tc-MIBI SPECT miocardic și scintigrafie 67 Ga.

18 PET F-FDG.

PET-ul dedicat întregului corp 18 F-FDG a fost realizat cu un SET 2400W (Shimadzu Corp.) cu un câmp de vedere transaxial de 59,5 cm și o vedere axială de 20 cm care a produs 63 de planuri de imagine distanțate la o distanță de 3,125 mm. Toți pacienții au postit cel puțin 12 ore înainte de examinare, iar nivelurile de glucoză plasmatică au fost măsurate înainte de injectarea trasorului. S-au obținut scanări simultane de transmitere a emisiilor la 1 oră după injectarea a aproximativ 200 MBq (5,4 mCi) de 18 F-FDG. Caracteristicile de performanță ale acestui scaner și metodele de procesare au fost descrise anterior (10).

99m Tc-MIBI SPECT și 67 Ga Scintigrafie.

La toți pacienții s-au efectuat 99m Tc-MIBI SPECT pentru imagistica perfuziei miocardice și scintigrafia 67 Ga. Achiziția datelor miocardice SPECT a început la 40-50 de minute după injectarea intravenoasă a trasorului (600 MBq de 99m Tc-MIBI) în timpul repausului și după cel puțin 12 ore de post. Pentru a îndepărta 99m Tc-MIBI acumulat în vezica biliară, toți pacienții au băut lapte între injectarea trasorului și achiziția imaginii.

Cu o cameră cu trei capete SPECT γ (Prism 3000; Marconi/Shimadzu) echipată cu colimatori cu consum general de energie redusă, au fost obținute un total de 20 de imagini de proiecție la 360 ° în trepte de 6 °, la 50 s pe vizualizare. Datele SPECT ale miocardului au fost procesate prin retroproiecție filtrată (filtru Butterworth, frecvență de tăiere la 0,2 ciclu/pixel; comandă, 4).

Imagistica scintigrafică 67 Ga a fost efectuată la 72 ore după injectarea intravenoasă de 74 MBq de citrat 67 Ga. Vizualizările au fost obținute cu o cameră cu scintilație γ cu câmp mare (Prism 2000; Picker) cu 3 fotopicuri (93, 184 și 296 keV) echipate cu un colimator de uz general, cu energie medie. Au fost obținute vederi anterioare și posterioare ale toracelui.

Analiza imaginii

Imaginile funcționale ale SUV-ului au fost produse din imagini corectate cu atenuare, cu referire la doza injectată de 18 F-FDG, greutatea corporală și factorii de calibrare încrucișată între PET și calibratorul de doză. SUV-ul a fost definit după cum urmează: Pentru analiza acumulării miocardice de 18 F-FDG, o regiune poligonală de interes (ROI) pentru fiecare dintre cele 13 segmente miocardice (Fig. 1) a fost plasată manual pe imaginile SUV cu axa scurtă și verticală felii cu ax lung. SUV-ul total (T-SUV) a fost calculat ca suma valorilor pentru toate cele 13 segmente la toți cei 22 de pacienți.

Feliile cu axa scurtă și verticală cu axe lungă ale imaginilor miocardice PET și SPECT au fost împărțite în 13 segmente.

A fost efectuată o analiză vizuală semicantitativă a datelor SPECT. Feliile cu axe scurte și axe lungi verticale ale imaginilor SPECT au fost împărțite în 13 segmente în același mod ca și pentru PET. Absorbția segmentară a trasorului a fost gradată prin evaluare vizuală utilizând un sistem de notare în 4 puncte (0 = normal; 1 = reducere ușoară; 2 = reducere moderată; și 3 = reducere severă a absorbției trasorului sau absența absorbției trasorului). Scorul total al defectelor (TDS) a fost calculat ca suma scorurilor pentru toate cele 13 segmente.

Absorbția anormală a miocardului 67 Ga a fost considerată prezentă când intensitatea anormală a fost observată în mod clar în proiecțiile anterioare ale inimii.

SPECT și imaginile scintigrafice au fost interpretate independent de 2 medici nucleari cu experiență care nu aveau informații prealabile despre datele clinice și histopatologice. Examinarea a fost urmată de discuții până la obținerea unui consens.

Analize statistice

Datele sunt exprimate ca medie ± SD. Sensibilitățile la PET 18 F-FDG în post, 99m Tc-MIBI SPECT și scanarea 67 Ga pentru detectarea leziunilor miocardice ale sarcoidozei au fost comparate folosind testul exact Fisher. Testul Student t pentru date nepereche a fost utilizat pentru a examina diferențele dintre grupuri. Corelațiile dintre cele 2 valori au fost analizate prin analiza de regresie liniară simplă sau testul de corelație a rangului Spearman. Diferențele au fost considerate semnificative atunci când P Vizualizați acest tabel:

  • Vizualizați în linie
  • Vizualizați fereastra pop-up

SUV de 18 F-FDG pentru fiecare din cele 13 segmente de miocard la voluntari sănătoși

Frecvența segmentelor anormale

Un total de 143 segmente miocardice au fost analizate atât în ​​grupul A, cât și în grupul B. Rezultatele analizei segmentare a imaginii nucleare miocardice utilizând 18 F-FDG PET și 99m Tc-MIBI SPECT sunt rezumate în Tabelul 4.

Rezultatele Imagisticii Nucleare Miocardice

Comparația măsurătorilor nucleare între sarcoidoza cardiacă (HCS) diagnosticată histologic și sarcoidoza cardiacă diagnosticată clinic (CCS). Frecvența segmentelor anormale pe 99m Tc-MIBI SPECT și TDS în HCS (bara albă) a fost semnificativ mai mare decât cea din CCS (bara neagră) (B și D). În schimb, frecvența segmentelor anormale la 18 F-FDG PET și T-SUV în post în HCS a fost mai mică decât cele din CCS, deși o diferență semnificativă a putut fi observată doar pentru T-SUV (A și C). NS = nesemnificativ.

Relațiile dintre anormalitatea imagistică și datele clinice

Relația dintre măsurătorile nucleare (T-SUV și TDS) și datele clinice (FEVS și nivelul seric ACE) la pacienții cu sarcoidoză cardiacă (grupa A). Au fost observate corelații semnificative statistic între TDS și LVEF (A) și între T-SUV și nivelul seric ACE (B).

Analiza segmentară

De asemenea, am efectuat studii particulare pe segmentele miocardice cu descoperiri anormale de imagistică nucleară pentru a clarifica relațiile clinice fiziopatologice dintre activitatea inflamatorie și leziunile miocardice în leziunile miocardice ale sarcoidozei cardiace. Am clasificat segmentele miocardice în următoarele 4 tipuri pe baza constatărilor a 2 tehnici de imagistică nucleară: segment normal = captare normală de 18 F-FDG cu perfuzie normală de 99m Tc-MIBI (n = 54), segment anormal asociat = 18 F-FDG anormal captare cu perfuzie anormală 99m Tc-MIBI (n = 17), segment nepotrivit = captare anormală 18 F-FDG cu perfuzie normală 99m Tc-MIBI (n = 56) și segment invers nepotrivit = captare normală 18 F-FDG cu 99m anormal Perfuzie Tc-MIBI (n = 16). Au fost efectuate studii suplimentare pe cele 3 tipuri de segmente anormale (segmentul anormal, nepotrivit și invers nepotrivit), după cum este descris mai jos.

SUV în segmente cu absorbție anormală de 18 F-FDG.

Corelația dintre SUV și DS în segmente cu absorbție anormală de 18 F-FDG (A), cele cu perfuzie anormală de 99m Tc-MIBI (B) și cele cu absorbție anormală de 18 F-FDG sau defect de 99m Tc-MIBI (C). Au fost observate corelații negative semnificative la toate tipurile de segmente anormale.

DS în segmente cu perfuzie anormală 99m Tc-MIBI.

Localizarea a 3 tipuri de segmente anormale.

Sensibilitate și specificitate

Utilizând liniile directoare pentru diagnosticarea sarcoidozei cardiace furnizate de Ministerul Sănătății și Bunăstării din Japonia ca standard de aur, am calculat sensibilitatea, specificitatea și acuratețea 18 F-FDG PET, 99m Tc-MIBI SPECT și 67 Ga scintigrafie pentru detectare a sarcoidozei cardiace (Tabelul 5). O absorbție anormală de 18 F-FDG a fost observată la toți pacienții din grupa A, rezultând o sensibilitate de 100%, care a fost semnificativ mai mare decât cea a 99m Tc-MIBI SPECT sau scintigrafia 67 Ga (63,6% și respectiv 36,4%). În ceea ce privește specificitatea, nu s-au găsit diferențe semnificative între modalitățile de imagistică. Acuratețea 18 F-FDG PET, 99m Tc-MIBI SPECT și 67 Ga scintigrafie a fost de 95,5% (21/22), 81,8% (18/22) și respectiv 68,2% (15/22). Deși precizia PET 18-FDG a fost mai mare decât cea a altor modalități de imagistică nucleară, s-a observat o diferență semnificativă doar în ceea ce privește scintigrafia 67 Ga.

Performanța de diagnostic a PETului 18 F-FDG, 99m Tc-MIBI SPECT și Scintigrafia 67 Ga

DISCUŢIE

Principalele rezultate ale acestui studiu pot fi rezumate după cum urmează: (a) PET 18 F-FDG de post poate fi efectuat la pacienții cu sarcoidoză pentru detectarea anomaliilor miocardice și are ca rezultat detectarea mai frecventă a anomaliilor decât 99m Tc-MIBI SPECT sau 67 Scintigrafie Ga. (b) PETul F-FDG cu post 18 poate oferi informații utile cu privire la amploarea și activitatea inflamației în sarcoidoză cardiacă în starea particulară. (c) Analiza semiquantitativă utilizând PET F-FDG de post în combinație cu 99 m Tc-MIBI SPECT poate evalua simultan activitatea inflamatorie regională și anomaliile de perfuzie. În acest sens, rezultatele noastre au demonstrat mai puține anomalii ale perfuziei în acele segmente miocardice care prezintă activitate inflamatorie ridicată.

Mai multe studii au arătat anterior valoarea de diagnostic a 18 F-FDG PET în afectarea miocardică a sarcoidozei (7,8). Cu toate acestea, după cunoștințele noastre, acesta este primul studiu privind precizia diagnosticului PET 18 F-FDG în repaus în detectarea leziunilor inflamatorii ale sarcoidozei cardiace din punct de vedere fiziopatologic, pe baza analizei corelative între modelele de absorbție prezentate de studiile combinate de imagistică nucleară și cele constatări histologice.

Precizia diagnosticului

Dovezi ale creșterii metabolismului glucozei în țesuturile inflamate au fost demonstrate prin diferite studii experimentale (11,12). Newsholme și Newsholme au demonstrat că celulele inflamatorii într-o stare activă produc niveluri de ATP de 7 până la 8 ori mai mari în comparație cu cele din condițiile inițiale (13). Mauel a arătat, de asemenea, o creștere semnificativă a oxidării glucozei prin calea de șunt a hexozei monofosfat atunci când macrofagele murine au fost expuse la diluții ale extractului bacterian OM-86BV (14). Se știe că macrofagele au rate ridicate de secreție de proteine ​​și reciclare a membranei. Într-adevăr, celulele care se divid rapid, cum ar fi celulele inflamatorii activate, au activitate glicolitică ridicată pentru a-și satisface cererile mari de energie, fapt care este susținut de dovezi ale activității metabolice crescute observate în timpul răspunsurilor imunologice (13). Studiile histologice ale specimenelor de biopsie sugerează că macrofagele, care contribuie la formarea granulomului, sunt activate (15). Acest lucru poate explica în parte de ce leziunile granulomatoase demonstrează o absorbție ridicată a 18 F-FDG.

FDG este un analog al glucozei care urmărește transportul transmembranos și fosforilarea mediată de hexokinază a glucozei. FDG-6-fosfatul este apoi prins în mod eficient în miocit, deoarece sarcolema este relativ impermeabilă la acest intermediar, care este un substrat slab pentru metabolizarea ulterioară, fie prin căi glicolitice, fie glicogen-sintetice, și deoarece defosforilarea FDG-6-fosfatului se crede că este destul de lent. Distribuția regională a activității miocardice, evaluată la 40-60 minute după administrarea intravenoasă de FDG, se crede că este legată de fluxul glicolitic regional (anaerob și aerob) global (16).

Considerații fiziopatologice

În analiza segmentară a acestui studiu, segmentele normale au reprezentat miocard cu perfuzie normală și fără leziune inflamatorie, segmente nepotrivite au reprezentat perfuzie normală și leziune inflamatorie activă (stadiu incipient al bolii), segmente anormale potrivite au reprezentat perfuzie anormală și leziune inflamatorie activă (stadiu avansat de boală), iar segmentele inverse nepotrivite au reprezentat perfuzie anormală și nicio leziune inflamatorie (stadiul final al bolii). Segmentele miocardice cu un DS de 3 pe imagistica 99m Tc-MIBI sunt considerate a reprezenta degenerescența fibrotică și 6 segmente au prezentat un DS de 3 în prezentul studiu. Interesant este că 5 dintre aceste 6 segmente au prezentat un SUV normal de 18 F-FDG, iar SUV-ul a fost aproape normal în segmentul rămas, indicând faptul că, în stadiu final al miocardului, leziunile inflamatorii active nu mai sunt prezente. Această premisă este susținută de constatarea izbitoare că SUV-ul segmentelor miocardice afectate a prezentat o corelație negativă cu DS.

Pe de altă parte, un studiu comparativ între sarcoidoză cardiacă histlogică și sarcoidoză cardiacă clinică a demonstrat că media T-SUV a unui pacient cu sarcoidoză cardiacă histologică a fost semnificativ mai mică decât cea a sarcoidozei cardiace clinice. În schimb, TDS medie a sarcoidozei cardiace histologice a fost semnificativ mai mare decât cea a sarcoidozei cardiace clinice. Aceste dovezi ar putea indica faptul că sarcoidoza cardiacă clinică reprezintă predominant un stadiu incipient al bolii cu infiltrare de celule mononucleare care conține macrofage abundente care preced formarea granulomului epitelioid și că sarcoidoza histologică cardiacă reprezintă în principal un stadiu matur al bolii cu numeroase granuloame. Această etapă ar avea ca rezultat o prevalență ridicată a constatărilor histologice pozitive la examinarea biopsiei endomiocardice. Cu toate acestea, rezultatele pozitive privind biopsia endomiocardică au fost găsite și la pacienții cu leziuni localizate (pacienții 1 și 2). Deoarece numărul pacienților cu rezultate pozitive asupra biopsiei endomiocardice din acest studiu ar putea fi prea mic pentru a trage concluzii din analiza statistică, studiile ar trebui efectuate la o populație mai mare pentru a confirma rezultatele noastre.

Postul de 18 imagini PET F-FDG (sus) și 99m imagini Tc-MIBI SPECT (jos) la pacientul 9. 18 PET F-FDG au evidențiat o absorbție semnificativ crescută de 18 F-FDG în segmentele 1-8, în timp ce 99m Tc-MIBI SPECT nu a dezvăluit rezultate anormale.