Semi-kwantitatieve beoordeling [18F] FDG Tracer gebruiken bij patiënten met ernstige hersenletsel
Summary
[18F]-fluorodeoxyglucose (FDG) positron emissie tomografie-berekend tomografie is handig voor het glucose metabolisme aan hersenfunctie gerelateerde studie. Hier presenteren we een protocol voor een [18F] FDG tracer set-up en semikwantitatieve beoordeling van de regio-of-interest-analyse voor gerichte hersengebieden klinische verschijnselen bij patiënten met ernstig traumatisch hersenletsel is gekoppeld.
Abstract
Patiënten met ernstig traumatisch hersenletsel (sTBI) hebben moeite te weten of zij nauwkeurig van hun gedachten en emoties vanwege stoornissen van het bewustzijn uiten zijn, verstoord hoger brain functie, en verbale verstoringen. Als gevolg van een gebrek aan vermogen om te communiceren, zijn objectieve evaluaties van familieleden, medisch personeel en verzorgers nodig. Een dergelijke evaluatie is de beoordeling van functionerende hersengebieden. Multimodale brain imaging is onlangs gebruikt om te verkennen van de functie van de beschadigde hersengebieden. [18F]-fluorodeoxyglucose positron emissie tomografie-berekend tomografie ([18F] FDG-PET/CT) is een succesvol instrument voor de behandeling van de hersenfunctie. Echter, de beoordeling van de hersenen glucose metabolisme gebaseerd op [18F] FDG-PET/CT is niet gestandaardiseerd en hangt af van diverse verschillende parameters, evenals de conditie van de patiënt. Hier beschrijven we een aantal semikwantitatieve beoordeling protocollen voor beeldanalyse van een regio-of-interest (ROI) met behulp van zelf geproduceerde [18F] FDG traceurs bij patiënten met sTBI. Het protocol is gericht op screening van de deelnemers, voorbereiding van de tracer FDG [18F] in het hete lab, planning van de acquisitie van [18F] FDG-PET/CT hersenen beelden en meten van glucose metabolisme met behulp van de ROI-analyse van een gerichte hersenen gebied.
Introduction
Patiënten met sTBI worden gepresenteerd met onvoorziene neurologische problemen in de loop van revalidatie met motorische tekorten, zintuiglijke tekorten en psychiatrische instabiliteit1. Hoewel klinische beoordeling is algemeen verbaal uitgevoerd, zijn patiënten met sTBI zoals niet-reagerende wakkerheid syndroom of minimaal bewuste toestand moeilijk te weten of zij zijn nauwkeurig uiting geven aan hun gedachten en emoties verstoord door aandoeningen van het bewustzijn, hogere hersenfunctie, en verbale verstoringen2,3. Familieleden, medisch personeel en verzorgers zijn soms verward door onvoorziene neurologische veranderingen of het gebrek aan respons die kan ontstaan door onvoldoende in staat is communicatory4,5.
Multimodale brain imaging is onlangs gebruikt om te verkennen van regionale hersenen functie6,7,8,9. De hersenen is de belangrijkste afnemer van glucose-afgeleide energie, met glucose metabolisme verstrekken van ongeveer 95% van de adenosine trifosfaat (ATP) nodig voor de hersenen functioneren van10. De opname van [18F]-fluorodeoxyglucose (FDG) is een marker voor de opname van glucose door hersenweefsel. [18F] FDG-PET/CT [18F] FDG opname kan detecteren en is dus een nuttig hulpmiddel voor de behandeling van hersenen functie11. In het algemeen [18F] FDG beeldanalyse is onderverdeeld in twee categorieën: ROI analyse en voxel-gebaseerde analyse (VBA)12. Eerdere verslagen blijkt dat ROI analyse heeft de voorkeur voor het bestuderen van specifieke regio’s van traumatisch letsel. Dit is omdat VBA (zoals statistische parametrische toewijzing [SPM]) vereist coregistration en normalisatie naar een standaard hersenen, die niet goed in gevallen van TBI te wijten aan de hersenen weefsel vervorming zoals atrofie van de hersenen werkt, zwelling, uitbreiding en inkrimping van de ventriculaire ruimte7,12. Hoewel verschillende algoritmen en software hebben ontwikkeld voor het analyseren van de gegevens van de magnetische resonantie beeldvorming (MRI), metalen gebruikt in neurochirurgische en orthopedische chirurgie genereren lawaai artefacten7,12,13 . Onlangs, heeft het gebruik van photomultipliers met PET/CT apparaten de ruimtelijke resolutie van PET/CT-afgeleid hersenen beelden14verbeterd. Het huidige protocol richt zich op semi-kwantitatief meten van glucose opname via ROI analyse in [18F] met behulp van FDG-PET/CT zelf geproduceerd [18F] FDG traceurs bij patiënten met sTBI.
Protocol
Representative Results
Discussion
Dit protocol biedt de mogelijkheid om te voeren een aantal hersenen-glucose stofwisseling evaluaties met [18F] met behulp van FDG-PET/CT zelf geproduceerd [18F] FDG tracer bij één instelling.
De productie van [18F] FDG tracer volgt de procedure beschreven in het FDG handboek voor de exploitant van de synthesizer; voorzichtigheid is echter nodig met betrekking tot drie punten. Ten eerste, het bombardement tijd en energie (stap 2.5) moeten worden aangepast volg…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
De auteurs bedank Dr Uchino in het Sousen ziekenhuis voor alle procedures. De auteurs bedanken ook Adam Phillips uit de groep van de Edanz (www.edanzediting.com/ac) voor het bewerken van een ontwerp van dit manuscript.
Materials
| 20ml syringe | Terumo | SS-20ESZ | |
| 10ml syringe | Terumo | SS-10ESZ | |
| 1ml syringe | Terumo | SS-01T | |
| Protective plug | Top | ML-KS | |
| Three-way cock L type 180° | Terumo | TS-TL2K | |
| Extension tube | Top | X1-50 | |
| Indwelling needle 22G or 24G | Terumo | SR-OT2225C | |
| Tegaderm transparent dressing | 3M | 1624W | |
| Hepaflash 10U/ml 10ml | Terumo | PF-10HF10UA | |
| Auto dispensing and injection system | Universal Giken Co., Ltd. | UG-01 | |
| Fluid for auto dispensing and injection system | Universal Giken Co., Ltd. | UG-01-001 | |
| Millex-GS Syringe Filter Unit | Millipore | SLGSV255F | |
| Air needle | Terumo | XX-MFA2038 | |
| Check valve | Hakko | 23310100 | |
| Saline 500ml | HIKARI pharmaceutical Co., Ltd. | 18610155-3 | |
| Yukiban 25x7mm | Nitto | 3252 | |
| Elascot No.3 | Alcare | 44903221 | |
| Presnet No.3 27x20mm | Alcare | 11674 | |
| Steri Cotto a 4x4cm | Kawamoto | 023-720220-00 | |
| StatstripXp3 | Nova Biomedical | 11-110 | |
| Statstrip Glucose strips | Nova Biomedical | 11-106 | |
| JMSsheet | JMS | JN-SW3X | |
| Injection pad | Nichiban | No.30-N | |
| Stepty | Nichiban | No.80 | |
| Advantage Workstation | GE Healthcare | Volume Share 7. version 4.7 | |
| Discovery MI PET/CT | GE Healthcare | ||
| EV Insite | PSP | ||
| GE TRACERlab MXFDG synthesizer reagent kit | ABX | K-105TM | |
| TRACERlab MXFDG cassette | GE Healthcare | P5150ME | |
| Extension tube | Universal Giken Co., Ltd | AT511-ST-001 | |
| TSK sterilized injection needle 18×100 | Tochigiseiko | AT511-ST-004 | |
| TSK sterilized injection needle 18×60 | Tochigiseiko | AT511-ST-002 | |
| TSK sterilized injection needle 21×65 | Tochigiseiko | AT511-ST-003 | |
| Seal sterile vial -N 5ml | Mita Rika Kogyo Co., Ltd. | SSVN5CBFA | |
| k222 TLC plate | Universal Giken Co., Ltd. | AT511-01-005 | |
| Anion-cation test paper | Toyo Roshi Kaisha | 7030010 | |
| Endospecy ES-24S set | Seikagaku corporation | 20170 | |
| Sterile evacuated vial | Gi phama | 10214 | |
| 5ml syringe | Terumo | SS-05SZ | |
| Extension tube | Top | X-120 | |
| Finefilter F | Forte grow medical Co.Ltd. | F162 | |
| Millex FG | Merck | SLFG I25 LS | |
| Vented Millex GS | Merck | SLGS V25 5F | |
| Injection needle 18×38 | Terumo | NN-1838R | |
| Injection needle 21×38 | Terumo | NN-2138R | |
| Water-18O | Taiyo Nippon Sanso | F03-0027 | |
| Distilled water | Otsuka phrmaceutical | ||
| Hydrogen gas G1 | Hosi Iryou Sanki | ||
| Helium gas G1 | Hosi Iryou Sanki | ||
| Nitrogen G1 | Hosi Iryou Sanki | ||
| TRACERlabMXFDG | GE Healthcare | ||
| Sep-Pak Light Accell Plus QMA | WATERS | ||
| Sep-Pak Plus tC18 | WATERS | ||
| Sep-Pak Plus Alumina N | WATERS | ||
| HPLC with 3.9 X 300 mm columns | WATERS | ||
| US-2000 | Universal Giken CO. Ltd. | ||
| Kryptofix222 | Merck | ||
| EG Reader SV-12 | Seikagaku Corporation | ||
| UG-01 | Universal Giken Co., Ltd. | ||
| syngo.via | Siemens Healthineers | ||
| Advantage Workstation Volume Share 7, version 4.7 | GE Healthcare | ||
| Q clear | GE Healthcare | ||
| CRC-15PET dose calibrator | CAPINTEC, INC. |
References
- Godbolt, A. K., et al. Disorders of consciousness after severe traumatic brain injury: a Swedish-Icelandic study of incidence, outcomes and implications for optimizing care pathways. Journal of Rehabilitation Medicine. 45 (8), 741-748 (2013).
- Klingshirn, H., et al. Quality of evidence of rehabilitation interventions in long-term care for people with severe disorders of consciousness after brain injury: A systematic review. Journal of Rehabilitation Medicine. 47 (7), 577-585 (2015).
- Fischer, D. B., Truog, R. D. What is a reflex? A guide for understanding disorders of consciousness. Neurology. 85 (6), 543-548 (2015).
- Klingshirn, H., et al. RECAPDOC – a questionnaire for the documentation of rehabilitation care utilization in individuals with disorders of consciousness in long-term care in Germany: development and pretesting. BMC Health Services Research. 18 (1), 329 (2018).
- Stéfan, A., Mathé, J. F. SOFMER group. What are the disruptive symptoms of behavioral disorders after traumatic brain injury? A systematic review leading to recommendations for good practices. Annals of Physical and Rehabilitation. 59, 5-17 (2016).
- Liu, S., et al. Multimodal neuroimaging computing: a review of the applications in neuropsychiatric disorders. Brain Informatics. 2 (3), 167-180 (2015).
- Wong, K. P., et al. A semi-automated workflow solution for multimodal neuroimaging: application to patients with traumatic brain injury. Brain Informatics. 3 (1), 1-15 (2016).
- Chennu, S., et al. Brain networks predict metabolism, diagnosis and prognosis at the bedside in disorders of consciousness. Brain. 140 (8), 2120-2132 (2017).
- Di Perri, C., et al. Neural correlates of consciousnes s in patients who have emerged from a minimally conscious state: a cross-sectional multimodal imaging study. The Lancet Neurology. 15 (8), 830-842 (2016).
- Erecińska, M., Silver, I. A. ATP and brain function. Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism. 9 (1), 2-19 (1989).
- Lundgaard, I., et al. Direct neuronal glucose uptake heralds activity-dependent increases in cerebral metabolism. Nature Communications. 6, 6807 (2015).
- Byrnes, K. R., et al. FDG-PET imaging in mild traumatic brain injury: a critical review. Frontiers in Neuroenergetics. 5, 13 (2014).
- Mortensen, K. N., et al. Impact of Global Mean Normalization on Regional. Glucose Metabolism in the Human Brain. Neural Plasticity. , 6120925 (2018).
- Wagatsuma, K., et al. Comparison between new-generation SiPM-based and conventional PMT-based TOF-PET/CT. Physica Medica. 42, 203-210 (2017).
- Fukukita, H., et al. Japanese guideline for the oncology FDG-PET/CT data acquisition protocol: synopsis of Version 2.0. Annals of Nuclear Medicine. 28 (7), 693-705 (2014).
- Varrone, A., et al. EANM procedure guidelines for PET brain imaging using [18F]FDG, version 2. European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 36 (12), 2103-2110 (2009).
- Teasdale, G., Jennett, B. Assessment of coma and impaired consciousness. A practical scale. The Lancet. 2 (7872), 81-84 (1974).
- Valadka, A. B., Moore, E. J., Feliciano, D. V., Moore, E. E. Injury to the cranium. Trauma. , 377-399 (2000).
- Carney, N., et al. Guidelines for the Management of Severe Traumatic Brain Injury, Fourth Edition. Neurosurgery. 80 (1), 6-15 (2017).
- Giacino, J. T., Kalmar, K., Whyte, J. The JFK Coma Recovery Scale-Revised: measurement characteristics and diagnostic utility. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 85 (12), 2020-2029 (2004).
- Schnakers, C., et al. The Nociception Coma Scale: a new tool to assess nociception in disorders of consciousness. Pain. 148 (2), 215-219 (2010).
- Shiel, A., et al. The Wessex Head Injury Matrix (WHIM) main scale: a preliminary report on a scale to assess and monitor patient recovery after severe head injury. Clinical Rehabilitation. 14 (4), 408-416 (2000).
- GE Healthcare. . TRACERlabMXFDG operator manual, Version 1. , (2003).
- Yamaki, T., et al. Association between uncooperativeness and the glucose metabolism of patients with chronic behavioral disorders after severe traumatic brain injury: a cross-sectional retrospective study. BioPsychoSocial Medicine. 12, 6 (2018).
- Schwaiger, M., Wester, H. J. How many PET tracers do we need?. Journal of Nuclear Medicine. 52, (2011).
