Tomografi Emisi Positron

Positron emission tomography (PET) adalah metode studi intravital mengenai aktivitas metabolisme dan fungsional jaringan tubuh. Metode ini didasarkan pada fenomena emisi positron, diamati pada radiofarmaka yang dimasukkan ke dalam tubuh dengan distribusi dan akumulasi di berbagai organ. Pada neurologi, titik utama penerapan metode ini adalah mempelajari metabolisme otak pada sejumlah penyakit. Perubahan akumulasi nuklida di area otak menunjukkan adanya pelanggaran aktivitas neuron.

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

Indikasi untuk tomografi emisi positron

Indikasi untuk Positron emission tomography adalah tes untuk hibernasi miokard pada pasien yang membutuhkan operasi bypass arteri koroner dan atau transplantasi jantung yang ditransplantasikan dan analisis membedakan nekrosis metastasis dan fibrosis dalam pembesaran kelenjar getah bening pada pasien dengan kanker. PET juga digunakan untuk mengevaluasi nodul paru dan menentukan apakah mereka aktif secara metabolik, mendiagnosis kanker paru-paru, kanker leher, limfoma dan melanoma. CT dapat dikombinasikan dengan positron emission tomography untuk mengkorelasikan data morfologi dan fungsional.

Persiapan untuk Tomografi Emisi Positron

PET diberikan pada waktu perut kosong (makanan terakhir adalah 4-6 jam sebelum ujian). Durasi penelitian adalah 30 sampai 75 menit, tergantung pada volume prosedur. Selama 30-40 menit, diperlukan untuk memasukkan obat yang disuntikkan ke dalam proses metabolisme tubuh, pasien harus berada dalam kondisi yang meminimalkan kemungkinan aktivitas motor, bicara dan emosional untuk mengurangi kemungkinan hasil positif palsu. Untuk ini, pasien ditempatkan di ruangan terpisah dengan dinding kedap suara; pasien berbaring dengan mata tertutup.

Metode alternatif

Beberapa metode alternatif neuroimaging fungsional, seperti spektroskopi resonansi magnetik, CT pemancar foton tunggal, perfusi dan MRI fungsional, dapat berfungsi sebagai alternatif PET.

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

Tomografi emisi foton tunggal

Varian studi radioisotop yang lebih murah dari struktur intravital otak adalah sebuah tomografi emisi foton tunggal.

Metode ini didasarkan pada perekaman radiasi kuantum yang dipancarkan oleh isotop radioaktif. Berbeda dengan metode PET, tomografi hitung foton tunggal menggunakan elemen yang tidak terlibat dalam metabolisme (Tc99, TI-01), dan tidak dipasangkan namun kuanta tunggal (foton) dicatat menggunakan ruang y yang berputar di sekitar objek.

Salah satu modifikasi metode tomografi emisi foton tunggal adalah visualisasi aliran darah serebral lokal. Pasien diperbolehkan menghirup campuran gas yang mengandung xenon-133, yang larut dalam darah, dan menggunakan analisis komputer, gambar tiga dimensi dari distribusi sumber emisi foton di otak dengan resolusi spasial sekitar 1,5 cm dibangun. Metode ini digunakan, khususnya, aliran darah serebral pada penyakit serebrovaskular dan dengan berbagai jenis demensia.

Evaluasi hasil

Evaluasi PET dilakukan dengan metode visual dan semi kuantitatif. Penilaian visual data PET dilakukan dengan menggunakan warna hitam dan putih, dan berbagai skala warna, yang memungkinkan untuk menentukan intensitas akumulasi radiofarmasi di berbagai bagian otak, untuk mengidentifikasi fokus metabolisme patologis, untuk menilai lokalisasi, kontur dan ukurannya.

Dalam analisis semi kuantitatif, rasio akumulasi radiofarmasi antara dua wilayah yang sama besarnya dihitung, yang salah satunya sesuai dengan bagian paling aktif dari proses patologis, yang lain ke wilayah kontralateral yang tidak berubah pada otak.

Penggunaan PET dalam neurologi dapat mengatasi masalah berikut:

• untuk mempelajari aktivitas zona otak tertentu pada penyajian berbagai rangsangan;
• melakukan diagnosa awal penyakit;
• Untuk melakukan diagnosis diferensial proses patologis yang serupa pada manifestasi klinis;
• memprediksi jalannya penyakit, mengevaluasi keefektifan terapi.

Indikasi utama penggunaan teknik neurologi adalah sebagai berikut:

• patologi serebrovaskular;
• epilepsi;
• Penyakit Alzheimer dan bentuk demensia lainnya;
• penyakit degeneratif otak (penyakit Parkinson, penyakit Huntington);
• penyakit demielinasi;
• sebuah tumor otak.

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

Epilepsi

PET dengan 18-fluorodeoxyglucose memungkinkan untuk mendeteksi fokus epileptogenik, terutama dengan focal epilepsy, dan untuk menilai gangguan metabolik pada fokus ini. Pada periode inter-epilepsi, zona fokus epileptogenik ditandai dengan hipometabolisme glucometabolik, dan daerah metabolisme yang berkurang dalam banyak kasus secara signifikan melebihi ukuran fokus, yang ditetapkan dengan menggunakan metode struktural neuroimaging. Selain itu, PET dapat mendeteksi tonjolan epileptogenik meskipun tidak ada perubahan elektroensefalografi dan struktural, dapat digunakan dalam diagnosis banding serangan epilepsi dan non-epilepsi terhadap hilangnya kesadaran. Sensitivitas dan spesifisitas metode meningkat secara signifikan dengan penggunaan gabungan PET dengan electroencephalography (EEG).

Pada saat kejang epilepsi, peningkatan metabolisme glukosa regional di area fokus epileptogenik diamati, sering dikombinasikan dengan penekanan di area otak yang lain, dan setelah serangan tersebut, hipometriisme kembali mencatat, tingkat keparahannya mulai berkurang dengan andal setelah 24 jam sejak saat kejang.

PET juga bisa digunakan dengan sukses saat menentukan pertanyaan indikasi perawatan bedah berbagai bentuk epilepsi. Penilaian pra operasi terhadap lokalisasi fokus epilepsi memberi kesempatan untuk memilih taktik pengobatan yang optimal dan untuk membuat perkiraan hasil intervensi yang diusulkan lebih obyektif.

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

Patologi serebrovaskular

Dalam diagnosis stroke iskemik, PET dianggap sebagai metode untuk menentukan jaringan otak yang layak dan berpotensi pulih dalam penumbra iskemik, yang akan membantu mengklarifikasi indikasi terapi reperfusi (trombolisis). Penggunaan ligan dari reseptor benzodiazepin pusat yang berfungsi sebagai penanda integritas neuronal memungkinkan untuk secara jelas membatasi jaringan otak yang rusak dan dapat diobati dengan baik dalam penumbra iskemik pada tahap awal stroke. Hal ini juga memungkinkan untuk melakukan diagnosis banding antara fokus iskemik segar dan tua pada pasien dengan episode iskemik berulang.

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

Penyakit Alzheimer dan jenis demensia lainnya

Dalam diagnosis penyakit Alzheimer, sensitivitas PET adalah 76 sampai 93% (rata-rata 86%), yang dikonfirmasi oleh bahan-bahan penelitian otopsi.

PET dalam penyakit Alzheimer ditandai dengan penurunan fokal otak yang diucapkan, terutama di daerah asosiatif neokorteks korteks (pinggang posterior, temporomandibular dan korteks multimodal frontal), dan perubahannya lebih menonjol di belahan bumi yang dominan. Pada saat yang sama, ganglia basal, talamus, cerebellum dan korteks, yang bertanggung jawab untuk fungsi sensorik dan motorik utama, tetap dipertahankan. Penyakit Alzheimer yang paling khas adalah hipometabolisme bilateral di daerah temporomembrane otak, yang pada tahap lanjut dapat dikombinasikan dengan penurunan metabolisme di korteks frontal.

Demensia disebabkan oleh penyakit serebrovaskular, hal ini ditandai dengan lesi primer dari lobus frontal, termasuk pinggang dan frontal gyrus atas. Juga, pada pasien dengan demensia vaskular biasanya menunjukkan "spotted" daerah mengurangi metabolisme dalam materi putih dan korteks, sering menderita otak dan struktur subkortikal. Dengan demensia frontotemporal, penurunan metabolisme di bagian frontal, anterior dan medial dari korteks temporal terungkap. Pada pasien dengan demensia dengan badan Lewy mencatat temporoparietal defisiensi metabolik bilateral yang menyerupai perubahan pada penyakit Alzheimer, tetapi sering terlibat korteks oksipital dan otak kecil, biasanya utuh dalam demensia tipe Alzheimer.

Pola perubahan metabolik dalam berbagai kondisi disertai demensia

Etiologi demensia	Zona gangguan metabolisme
Penyakit Alzheimer	Kekalahan korteks cingulate parietal, temporal dan posterior terjadi pertama-tama dengan pelestarian relatif dari korteks sensorimotor primer dan primer primer dan dengan pelestarian striatum, thalamus dan serebellum. Pada tahap awal, kekurangan sering memanifestasikan dirinya secara asimetris, namun proses degeneratif pada akhirnya memanifestasikan dirinya secara bilateral.
Demensia vaskular	Hipometabolisme dan hipoperfusi di daerah korteks, subkortikal yang terkena dan otak serebelum
Demensia jenis frontal	Korteks frontal, bagian anterior korteks temporal, bagian midtemporal mengalami tingkat keparahan awal yang lebih tinggi dari pada korteks temporal parietal dan lateral, dengan pelestarian relatif dari kreteks sensorimotor dan visual primer.
Houteon Huntington	Inti kuda dan nukleat lenticular sebelumnya terkena keterlibatan korteks secara bertahap
Demensia pada Penyakit Parkinson	Gangguan karakteristik penyakit Alzheimer, namun dengan daerah mediamotoral yang lebih awet dan pelestarian korteks visual yang kurang.
Demensia dengan tubuh Levy	Gangguan khas penyakit Alzheimer, namun dengan kurang amannya korteks visual dan, mungkin, serebelum

 Penggunaan PET sebagai prediktor pengembangan demensia tipe Alzheimer sangat menjanjikan, terutama pada pasien dengan gangguan kognitif ringan sampai sedang.

Saat ini, upaya dilakukan dengan PET untuk mempelajari amyloidosis serebral in vivo, menggunakan ligan amiloid khusus, untuk diagnosis praklinis demensia pada orang-orang dengan faktor risiko. Studi tentang tingkat keparahan dan lokalisasi amyloidosis serebral juga memungkinkan diagnosis yang andal dalam berbagai tahap penyakit. Selain itu, penggunaan PET, terutama dalam dinamika, memungkinkan untuk memprediksi secara lebih akurat jalannya penyakit dan secara obyektif mengevaluasi keefektifan terapi.

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

Penyakit Parkinson

PET dengan penggunaan ligan spesifik B18-fluorodepa memungkinkan penyakit Parkinson untuk mengukur defisit sintesis dan penyimpanan dopamin di dalam terminal striatal presinaptik. Adanya perubahan karakteristik memungkinkan sudah pada tahap awal, kadang-kadang stadium praklinis untuk menetapkan diagnosis dan mengatur pelaksanaan tindakan pencegahan dan penyembuhan.

Penggunaan PET memungkinkan diagnosis banding penyakit Parkinson dengan penyakit lain, pada gambaran klinisnya terdapat gejala ekstrapiramidal, misalnya dengan atrofi multisistem.

Untuk menilai keadaan reseptor dopamin itu sendiri, seseorang dapat menggunakan PET dengan ligan reseptor H ₂ dengan raclopride. Penyakit Parkinson mengurangi jumlah terminal dopaminergik presynaptic dan jumlah dopamin transporter dalam celah sinaptik, sedangkan pada penyakit neurodegenerative lainnya (misalnya, beberapa system atrophy, palsy supranuclear progresif dan cortico-basal degenerasi) mengurangi jumlah reseptor dopamin di striatum.

Selain itu, penggunaan PET memungkinkan Anda untuk memprediksi arah dan laju perkembangan penyakit, mengevaluasi keefektifan terapi obat yang sedang berlangsung, dan membantu menentukan indikasi perawatan bedah.

Huntington's chorea dan hyperkinesis lainnya

Hasil PET dengan korea Huntington ditandai oleh penurunan metabolisme glukosa di wilayah inti kaudatus, yang memungkinkan terjadinya diatema penyakit praklinis pada orang-orang yang memiliki risiko tinggi terkena penyakit ini akibat penelitian DNA.

Ketika torsi dystonia menggunakan PET dengan pengurangan daerah 18-fluorodeoxyglucose mendeteksi di tingkat glukosa metabolisme dan berekor inti lentiformnom dan bidang proyeksi frontal Thalamy-lembaga mediodorsal inti pada tingkat keseluruhan disimpan metabolisme.

Multiple Sclerosis

PET dengan 18-fluorodeoxyglucose pada pasien dengan multiple sclerosis menunjukkan perubahan yang menyebar dalam metabolisme otak, termasuk dalam materi abu-abu. Gangguan metabolik kuantitatif yang terungkap dapat berfungsi sebagai penanda aktivitas penyakit, dan juga mencerminkan mekanisme patofisiologis eksaserbasi, membantu dalam memprediksi jalannya penyakit dan mengevaluasi keefektifan terapi.

Tumor otak

CT atau MRI memungkinkan Anda memperoleh informasi yang andal tentang lokalisasi dan tingkat kerusakan tumor pada jaringan otak, namun tidak sepenuhnya memungkinkan diferensiasi presisi tinggi dari lesi jinak dari yang ganas. Selain itu, metode struktural neuroimaging tidak memiliki spesifisitas yang cukup untuk membedakan kambuhnya tumor dari nekrosis radiasi. Dalam kasus ini, PET menjadi metode pilihan.

Seiring dengan 18-fluorodeoxyglucose, radiofarmasi lainnya digunakan untuk mendiagnosis tumor otak, misalnya ¹¹ C-methionine dan ¹¹ C-tyrosine. Secara khusus, PET dengan ¹¹ C-methionine adalah metode yang lebih sensitif untuk mendeteksi astrocytomas dibandingkan PET dengan 18-fluorodeoxyglucose, dan juga dapat digunakan untuk mengevaluasi tumor tingkat rendah. PET dengan ¹¹ C-tirosin memungkinkan untuk membedakan tumor ganas dari lesi otak jinak. Selain itu, tumor otak tingkat tinggi dan rendah menunjukkan kinetika penyerapan radiofarmaka yang berbeda.

Saat ini, PET adalah salah satu penelitian yang paling akurat dan berteknologi tinggi untuk diagnosis berbagai penyakit pada sistem saraf. Selain itu, metode ini dapat digunakan sebagai studi tentang berfungsinya otak pada orang sehat untuk tujuan penelitian.

Penggunaan metode ini karena peralatan yang tidak memadai dan biaya tinggi tetap sangat terbatas dan hanya tersedia di pusat penelitian besar, namun potensi PET cukup tinggi. Sangat menjanjikan adalah pengenalan teknik yang melibatkan eksekusi simultan MRI dan PET dengan penyejajaran berikutnya dari gambar, yang akan memungkinkan memperoleh informasi maksimal mengenai perubahan struktural dan fungsional di berbagai bagian jaringan otak.

Apa itu tomografi emisi positron?

Tidak seperti MRI atau CT standar, terutama yang menyediakan citra anatomis organ, PET menilai perubahan fungsional pada tingkat metabolisme sel, yang dapat dikenali pada tahap awal penyakit preklinis, ketika metode struktural neuroimaging tidak menunjukkan adanya perubahan patologis.

PET menggunakan berbagai radiofarmasi yang diberi label dengan oksigen, karbon, nitrogen, glukosa, yaitu. Metabolit alami tubuh, yang termasuk dalam metabolisme bersamaan dengan metabolit endogennya sendiri. Akibatnya, memungkinkan untuk mengevaluasi proses yang terjadi di tingkat sel.

Radiofarmaka yang paling umum digunakan dalam PET adalah fluorodeoxyglucose. Dari radiofarmasi yang paling umum digunakan untuk PET, ¹¹ C-methionine (MET) dan ¹¹ C-tyrosine juga dapat disebutkan .

Beban radiasi pada dosis maksimum obat yang disuntikkan sesuai dengan beban radiasi yang diterima pasien dengan rontgen dada dalam dua proyeksi, sehingga penelitian ini relatif aman. Hal ini dikontraindikasikan untuk orang yang menderita diabetes, dengan kadar gula lebih dari 6,5 mmol / l. Kontraindikasi meliputi kehamilan dan menyusui.