Tomografia ad emissione di positroni

La tomografia a emissione di positroni (PET) è un metodo di studio intravitale dell'attività metabolica e funzionale dei tessuti corporei. Il metodo si basa sul fenomeno dell'emissione di positroni, osservato nel radiofarmaco introdotto nel corpo con la sua distribuzione e accumulo in vari organi. In neurologia, il principale punto di applicazione del metodo è lo studio del metabolismo del cervello in una serie di malattie. I cambiamenti nell'accumulo di nuclidi in qualsiasi area del cervello suggeriscono una violazione dell'attività neuronale.

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Indicazioni per la tomografia ad emissione di positroni

Indicazioni per la tomografia ad emissione di positroni è un test per la sospensione del miocardio in pazienti che hanno bisogno di un intervento chirurgico di bypass e coronarica o il trapianto di cuore trapiantato e l'analisi sulla distinzione necrosi metastatico e fibrosi nei linfonodi ingrossati nei pazienti con tumore. PET viene utilizzata anche per la valutazione dei noduli polmonari e determinare se sono metabolicamente attiva, la diagnosi di cancro ai polmoni, il cancro del collo, linfoma e melanoma. La TC può essere combinata con la tomografia a emissione di positroni per correlare dati morfologici e funzionali.

Preparazione per la tomografia ad emissione di positroni

La PET viene somministrata a stomaco vuoto (l'ultimo pasto è 4-6 ore prima del test). La durata dello studio è compresa tra 30 e 75 minuti, a seconda del volume della procedura. Per 30-40 minuti, necessari per l'inclusione del farmaco iniettato nei processi metabolici del corpo, i pazienti devono essere in condizioni che riducano al minimo la possibilità di attività motoria, della parola e delle emozioni per ridurre la probabilità di risultati falsi positivi. Per questo, il paziente viene posto in una stanza separata con pareti insonorizzate; il paziente giace con gli occhi chiusi.

Metodi alternativi

Alcuni metodi alternativi di neuroimaging funzionale, come la spettroscopia a risonanza magnetica, l'emissione di un singolo fotone CT, la perfusione e la risonanza magnetica funzionale, possono servire come alternativa al PET.

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Tomografia ad emissione di un singolo fotone

Una variante meno costosa dello studio radioisotopico della struttura intravitale del cervello è una tomografia computerizzata a emissione di singolo fotone.

Questo metodo si basa sulla registrazione della radiazione quantistica emessa dagli isotopi radioattivi. Diversamente metodo PET, quando l'emissione di singoli fotoni tomografia computerizzata utilizzando elementi non coinvolti nel metabolismo (Ts99, TI-01) e con una rotazione intorno ad un oggetto le coppie di telecamere non sono registrati, e quanti singola (fotoni).

Una delle modifiche del metodo di tomografia computerizzata a emissione di fotone singolo è la visualizzazione del flusso ematico cerebrale locale. Il paziente può inalare una miscela di gas di xeno-133 viene disciolta nel sangue, e utilizzando analisi computerizzata dell'immagine tridimensionale della compilazione delle sorgenti di radiazioni fotone distribuzione nel cervello con una risoluzione spaziale di circa 1,5 cm. Questo metodo è utilizzato in particolare per la ricerca di peculiarità del locale flusso sanguigno cerebrale nelle malattie cerebrovascolari e con diversi tipi di demenza.

Valutazione dei risultati

La valutazione del PET viene effettuata con metodi visivi e semiquantitativi. Valutazione visiva dei dati PET viene eseguita utilizzando sia le scale di colore bianco e nero e diverse, consentendo di determinare l'intensità di accumulazione del radiofarmaco in varie regioni del cervello identificare le lesioni di metabolica patologica stimano la loro posizione, forme e dimensioni.

Quando l'analisi semiquantitativa calcolato tasso di accumulo radiofarmaco tra due aree di uguali dimensioni, con uno di essi corrisponde alla parte più attiva del processo patologico, un'altra porzione -neizmenonnomu cervello controlaterale.

L'uso della PET in neurologia può risolvere i seguenti problemi:

• studiare l'attività di certe zone del cervello dietro presentazione di vari stimoli;
• condurre una diagnosi precoce delle malattie;
• Effettuare diagnosi differenziale di processi patologici simili in manifestazioni cliniche;
• prevedere il decorso della malattia, valutare l'efficacia della terapia.

Le principali indicazioni per l'utilizzo della tecnica in neurologia sono le seguenti:

• patologia cerebrovascolare;
• epilessia;
• Morbo di Alzheimer e altre forme di demenza;
• malattie degenerative del cervello (morbo di Parkinson, malattia di Huntington);
• malattie demielinizzanti;
• un tumore al cervello.

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Epilessia

La PET con 18-fluorodesossiglucosio consente di rilevare focolai epilettogeni, in particolare con epilessia focale, e di valutare i disturbi metabolici in questi focolai. Nel periodo inter-epilettico, la zona del focus epilettogeno è caratterizzata da ipometabolismo glucometabolico, e la regione del metabolismo ridotto in molti casi supera in modo significativo la dimensione del focus, che viene stabilita usando metodi strutturali di neuroimaging. Inoltre, la PET può rilevare foci epilettogeni anche in assenza di cambiamenti elettroencefalografici e strutturali, può essere utilizzata nella diagnosi differenziale di attacchi epilettici e non epilettici di perdita di coscienza. Sensibilità e specificità del metodo aumentano significativamente con l'uso combinato di PET con elettroencefalografia (EEG).

Al momento di crisi epilettiche osservato aumento del metabolismo del glucosio regionale in focus epilettico, spesso combinato con una soppressione in altra area del cervello, e la nuova registrato dopo l'attacco gipometa-bolizm, la cui gravità comincia a diminuire in modo significativo dopo 24 ore dal momento del sequestro.

Il PET può anche essere usato con successo nel decidere la domanda di indicazioni per il trattamento chirurgico di varie forme di epilessia. La valutazione preoperatoria della localizzazione dei foci epilettici offre l'opportunità di scegliere le tattiche di trattamento ottimali e di effettuare una previsione più obiettiva dei risultati dell'intervento proposto.

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Patologia cerebrovascolare

Nella diagnosi di PET ictus ischemico considerato come un metodo per determinare una valida, tessuto cerebrale potenzialmente recuperabili nella zona di penombra ischemica, che chiariranno le indicazioni per la terapia di riperfusione (trombolisi). L'uso di ligandi di recettori centrali delle benzodiazepine servono marcatori di integrità neuronale, rende chiaramente distinguere tessuto cerebrale vitale e irreversibilmente danneggiata nella zona penombra ischemica in una fase iniziale della corsa. È anche possibile condurre una diagnosi differenziale tra foci ischemici freschi e vecchi in pazienti con episodi ischemici ripetuti.

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Malattia di Alzheimer e altri tipi di demenza

Nella diagnosi del morbo di Alzheimer, la sensibilità del PET è dal 76% al 93% (una media dell'86%), che è confermata dai materiali dello studio autoptico.

PET nella malattia di Alzheimer è caratterizzata da una marcata diminuzione nel metabolismo cerebrale focale prevalentemente nelle regioni neocorticali associative della corteccia (la vita posteriore, temporo-parietale e corteccia frontale multimodale), con i cambiamenti più pronunciati nell'emisfero dominante. Allo stesso tempo, i gangli della base, il talamo, il cervelletto e la corteccia, che sono responsabili delle funzioni sensoriali e motorie primarie, rimangono relativamente preservati. Il più tipico per la malattia di Alzheimer è l'ipometabolismo bilaterale nelle regioni temporomembrane del cervello, che negli stadi avanzati può essere combinato con una diminuzione del metabolismo nella corteccia frontale.

La demenza dovuta a malattia cerebrovascolare è caratterizzata da una lesione predominante dei lobi frontali, tra cui la vita e il giro frontale superiore. Inoltre, i pazienti con demenza vascolare mostrano solitamente aree "macchiate" di metabolismo ridotto nella sostanza bianca e la corteccia, spesso soffrono del cervelletto e delle strutture sottocorticali. Con la demenza frontotemporale si rivela una diminuzione del metabolismo nelle divisioni frontale, anteriore e mediale della corteccia temporale. Nei pazienti affetti da demenza con corpi di Lewy notato temporoparietale deficit metabolico bilaterale che ricorda i cambiamenti nella malattia di Alzheimer, ma spesso ha coinvolto la corteccia occipitale e il cervelletto, di solito è intatta nella demenza di tipo Alzheimer.

Modello di cambiamenti metabolici in varie condizioni accompagnati da demenza

Eziologia della demenza	Zone di disordini metabolici
Morbo di Alzheimer	La sconfitta della corteccia cingolata parietale, temporale e posteriore si verifica prima di tutto con la relativa conservazione della sensorimotoria primaria e della corteccia visiva primaria e con la conservazione dello striato, del talamo e del cervelletto. Nelle prime fasi, la carenza spesso si manifesta asimmetricamente, ma il processo degenerativo si manifesta alla fine bilateralmente
Demenza vascolare	Ipometabolismo e ipoperfusione nelle aree corticali, sottocorticali e nel cervelletto colpite
Demenza tipo frontale	Corteccia frontale, la corteccia temporale anteriore, dipartimenti mediotemporalnye soffrire prima di tutto con lesioni intrinsecamente di grado più elevato rispetto alla parietale e corteccia temporale laterale, con la conservazione relativa del sensomotorio primaria e corteccia visiva
Houteon Huntington	I nuclei di equiseto e lenticolare sono precedentemente afflitti da un progressivo e diffuso coinvolgimento della corteccia
Demenza nella malattia di Parkinson	Disturbi caratteristici della malattia di Alzheimer, ma con un'area mediamotorale più conservata e minore conservazione della corteccia visiva
Demenza con corpi di Levy	Disturbi tipici del morbo di Alzheimer, ma con meno sicurezza della corteccia visiva e, possibilmente, del cervelletto

 L'uso della PET come predittore dello sviluppo della demenza di tipo Alzheimer è promettente, specialmente nei pazienti con compromissione cognitiva da lieve a moderata.

Allo stato attuale, sono stati fatti tentativi con PET per studiare l'amiloidosi cerebrale in vivo, utilizzando speciali ligandi amiloidi, ai fini della diagnosi preclinica della demenza in soggetti con fattori di rischio. Lo studio della gravità e della localizzazione dell'amiloidosi cerebrale consente inoltre di migliorare in modo affidabile la diagnosi nelle diverse fasi della malattia. Inoltre, l'uso della PET, soprattutto in dinamica, rende possibile prevedere con maggiore precisione il decorso della malattia e valutare oggettivamente l'efficacia della terapia.

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Morbo di Parkinson

La PET con l'uso di un ligando specifico B18-fluorodepa consente al morbo di Parkinson di quantificare l'insufficienza di sintesi e l'accumulo di dopamina all'interno dei terminali striatali presinaptici. La presenza di cambiamenti caratteristici consente già nelle fasi precoci, a volte precliniche della malattia di stabilire una diagnosi e organizzare l'attuazione di misure preventive e curative.

L'uso del PET consente una diagnosi differenziale del morbo di Parkinson con altre malattie, nel quadro clinico di cui esistono sintomi extrapiramidali, ad esempio con atrofia multisistemica.

Per valutare lo stato dei recettori della dopamina stessi, si può usare PET con un ligando di recettori H ₂ con raclopride. Morbo di Parkinson riduce il numero di terminali dopaminergici presinaptici e il numero di trasportatore della dopamina nello spazio sinaptico, mentre in altre malattie neurodegenerative (ad esempio, atrofia multisistemica, paralisi sopranucleare progressiva e cortico-basale degenerazione) diminuisce il numero di recettori della dopamina nel corpo striato.

Inoltre, l'uso della PET consente di prevedere il decorso e il tasso di progressione della malattia, valutare l'efficacia della terapia farmacologica in corso e aiutare a determinare le indicazioni per il trattamento chirurgico.

Corea di Huntington e altre ipercinesie

I risultati della PET con corea di Huntington sono caratterizzati da una diminuzione del metabolismo del glucosio nella regione dei nuclei caudati, che rende possibile la diatesi preclinica di malattie in persone che hanno un alto rischio di sviluppare la malattia a seguito della ricerca sul DNA.

Quando distonia torsioni utilizza PET con la riduzione regionale 18 fluorodeossiglucosio rilevamento del livello di glucosio e metabolismo caudato nuclei lentiformnom e campi di proiezione frontale Thalamy agenzie mediodorsale nucleo ad un livello complessivo salvata del metabolismo.

Sclerosi multipla

La PET con 18-fluorodesossiglucosio in pazienti con sclerosi multipla dimostra cambiamenti diffusi nel metabolismo del cervello, inclusa la sostanza grigia. Le alterazioni metaboliche quantitative rivelate possono servire come marker dell'attività della malattia, oltre a riflettere i meccanismi fisiopatologici della riacutizzazione, aiutare a predire il decorso della malattia e valutare l'efficacia della terapia.

Tumori del cervello

La TC o la risonanza magnetica ti permettono di ottenere informazioni affidabili sulla localizzazione e l'entità del danno tumorale al tessuto cerebrale, ma non consente completamente una differenziazione di alta precisione di una lesione benigna da una neoplasia maligna. Inoltre, i metodi strutturali di neuroimaging non hanno una specificità sufficiente per differenziare la recidiva del tumore dalla necrosi delle radiazioni. In questi casi, il PET diventa il metodo di scelta.

Insieme al 18-fluorodesossiglucosio, altri radiofarmaci vengono utilizzati per diagnosticare tumori cerebrali, ad esempio ¹¹ C-metionina e ¹¹ C-tirosina. In particolare, il PET con ¹¹ C-metionina è un metodo più sensibile per rilevare gli astrocitomi rispetto al PET con 18-fluorodesossiglucosio e può anche essere utilizzato per valutare i tumori di basso grado. La PET con ¹¹ -tirosina consente di differenziare un tumore maligno da lesioni cerebrali benigne. Inoltre, i tumori cerebrali di alto e basso grado mostrano una cinetica diversa di assorbimento di questo radiofarmaco.

Al momento, la PET è una delle ricerche più accurate e altamente tecnologiche per la diagnosi di varie malattie del sistema nervoso. Inoltre, questo metodo può essere utilizzato come studio del funzionamento del cervello in persone sane per scopi di ricerca.

L'uso del metodo a causa di attrezzature inadeguate e costi elevati rimane estremamente limitato e disponibile solo nei grandi centri di ricerca, ma il potenziale del PET è piuttosto elevato. Estremamente promettente è l'introduzione di una tecnica che prevede l'esecuzione simultanea di MRI e PET con successivo allineamento delle immagini, che consentirà di ottenere il massimo di informazioni su cambiamenti strutturali e funzionali in diverse parti del tessuto cerebrale.

Cos'è la tomografia ad emissione di positroni?

Diversamente MRI standard o CT, immagine del corpo anatomico fornendo principalmente, mentre PET valutare i cambiamenti funzionali nel metabolismo cellulare, che può essere riconosciuto come già le prime fasi di pre-clinici della malattia, quando le tecniche di neuroimaging strutturali non rivelano alterazioni patologiche.

La PET utilizza una varietà di radiofarmaci etichettati con ossigeno, carbonio, azoto, glucosio, vale a dire metaboliti naturali del corpo, che sono inclusi nel metabolismo insieme ai propri metaboliti endogeni. Di conseguenza, diventa possibile valutare i processi che si svolgono a livello cellulare.

Il radiofarmaco più comune utilizzato nel PET è il fluorodesossiglucosio. Tra i radiofarmaci più comunemente utilizzati per il PET, si possono citare anche ¹¹ C-metionina (MET) e ¹¹ C-tirosina.

Il carico di radiazioni alla dose massima del farmaco iniettato corrisponde al carico di radiazioni ricevuto dal paziente con radiografia del torace in due proiezioni, quindi lo studio è relativamente sicuro. È controindicato per le persone che soffrono di diabete, con un contenuto di zuccheri superiore a 6,5 mmol / l. Le controindicazioni includono la gravidanza e l'allattamento.