AI读文献:世界首次[11C]-丁醇人体Total-body动态血流灌注(JNM)


AI读文献

问:Total-Body Perfusion Imaging with [11C]-Butanol,根据文章撰写微信公众号。

答:这是一篇发表在 《The Journal of Nuclear Medicine》的研究论文,作者来自UC Davis团队,介绍了使用 [11C]-丁醇作为一种新的灌注示踪剂,在 uEXPLORER 全身 PET/CT 扫描仪上进行全身灌注成像的初步研究。下面是我撰写的微信公众号。
你知道吗科学家们最近使用一种新的示踪剂,[11C]-丁醇,成功地在Total-body PET/CT  uEXPLORER上进行了全身灌注成像的研究这项研究不仅展示了 [11C]-丁醇的优异性能,还为未来的临床应用和科学探索开辟了新的可能性。

什么是灌注成像?

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灌注成像是一种核医学成像技术,它可以测量组织或器官的血流量。灌注成像的原理是,将一种放射性的示剂注入血液中,然后使用特殊的仪器,如 PET/CT ,来检测示踪剂在体内的分布和代谢。通过分析示踪剂的动力学数据,可以计算出各个区域的灌注值,即每单位时间内每单位体积的血流量

灌注成像有很多临床和科学的应用,例如,可以用来评估心肌梗塞、脑卒中、肿瘤、炎症等疾病的影响,也可以用来研究神经系统、内分泌系统、免疫系统等的功能和调节

为什么选择[11C]-丁醇?

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灌注成像的关键因素之一是示踪剂的选择。一个理想的示踪剂应该具有以下特点:
– 快速进入和离开血液,以反映真实的血流量
– 在组织中均匀分布,不受代谢或结合的影响
– 有足够的放射性半衰期,以满足扫描的时间需求
– 有较低的辐射剂量,以保证患者的安全
目前,常用的灌注示踪剂有 [15O]-水、[13N]-氨、[82Rb]-氯化物等,但它们都有一些局限性,如 [15O]-水和 [13N]-氨的半衰期太短(分别为 2 分钟和 10 分钟),需要现场合成和循环使用,而 [82Rb]-氯化物的辐射剂量较高,且只能用于心脏灌注成像
[11C]-丁醇是一种新的灌注示踪剂,它具有以下优点:
– [11C]-丁醇的半衰期为 20 分钟,既不太短也不太长,适合进行全身灌注成像
– [11C]-丁醇的辐射剂量较低,约为 [82Rb]-氯化物的 1/3
– [11C]-丁醇的分子量较小,可以快速通过血脑屏障,进入和离开脑组织

– [11C]-丁醇在组织中的分布比较均匀,不受代谢或结合的影响,可以反映真实的灌注值

如何进行全身灌注成像

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全身灌注成像的目的是,一次性地测量全身各个器官和组织的灌注值,以获得一个完整的血流量图。为了实现这个目标,需要使用一种能够覆盖全身的 PET/CT ,如 uEXPLORER。
uEXPLORER 是一种Total-body PET/CT ,它的探测器长度为 194 厘米,可以同时扫描全身的 99% 的组织。uEXPLORER 有以下特点:
– 高灵敏度:uEXPLORER 的灵敏度是传统 PET/CT 扫描仪的 40 倍,可以使用更低的示踪剂剂量,或者获得更高的图像质量
– 高时间分辨率:uEXPLORER 可以进行动态扫描,即每隔几秒钟就获取一次全身的图像,从而可以观察示踪剂在体内的动态变化

– 高空间分辨率:uEXPLORER 可以提供高达 2.8 毫米的空间分辨率,可以清晰地显示细小的结构和病变

方法与结果

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研究团队对8名参与者(6名健康志愿者和2名患有外周血管疾病的患者)进行了[11C]-丁醇全身灌注成像,采用动态采集和动力学分析的方法,测量了各个器官和组织的灌注值,并评估了重复性和稳定性。他们发现,[11C]-丁醇全身灌注成像可以获得可靠和一致的结果,灌注值与文献报道的范围相符。此外,他们还观察了生理应激(如冷加压测试)和疾病(如外周血管狭窄)对灌注的影响,发现[11C]-丁醇全身灌注成像可以灵敏地检测到局部的灌注变化。

(A)组织类型子集的代表性[11C]-丁醇时间-活性曲线(0 – 150 s)。(B) BHV(baseline healthy volunteers) 30分钟动态采集的归一化TIDA(total image-derived activity)(mean±SD),Desc.aorta=降主动脉

以30秒为增量,拟合60-270秒的AT(acquisition time)时间-活度曲线,评估AT对BHV参数估计(mean±SD)的影响

基于BHV ROI的动力学参数估计(平均6 SD)

重测研究的相关分析和Bland-Altman图。K1 (A)和vb (B)在两次访问中表现出强烈的一致性。在K1和vb的Bland-Altman图中,观察到对数变换数据点的正态性

冠状位参数图像示例(基线)

同一患者静息和应激(CPT:cold pressor test,冷压试验)参数图像比较,相对于静息脑灰质(A)、心肌(B)和骨骼肌(C)灌注增加。(B) CPT短轴(SA)、水平长轴(HLA)和垂直长轴(VLA)视图显示心肌灌注增加。(C)同样,大腿轴向横截面显示特定肌肉群K1增加

(A)患者1 PVD(peripheral vascular disease,周围血管疾病)的参数K1图像。MIP显示左小腿血流灌注增加,位于腘窝阻塞下方(星号)。下图为虚线处的灌注横断面图像,在CT上叠加。短轴(SA)、水平长轴(HLA)和垂直长轴(VLA)视图显示早期心肌梗死部位灌注减少(箭头)。(B) PVD患者2的灌注图像显示了几种异常,包括相对于BHV增大的RV和低肾皮质灌注(箭头)

结论

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这项研究证明了[11C]-丁醇全身灌注成像的可行性和有效性,为全身灌注的定量测量提供了一种新的方法。这种方法可以用于研究不同器官和组织的灌注特征,以及灌注与全身代谢和功能的关系,有助于深入理解人体的生理和病理过程,以及评估药物和治疗的效果。


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