Funkcja wejścia tętniczego

Funkcja wejściowa tętnicy (AIF), znana również jako funkcja wejściowa osocza, odnosi się do stężenia znacznika w osoczu krwi w tętnicy mierzonego w czasie. Najstarszy zapis w PubMed pokazuje, że AIF był używany przez Harveya i in. w 1962 r. do pomiaru wymiany materiałów między krwinkami czerwonymi a osoczem krwi oraz przez innych badaczy w 1983 r. do badań pozytronowej tomografii emisyjnej (PET). Obecnie analiza kinetyczna jest wykonywana w różnych obrazowania medycznego , które wymagają AIF jako jednego z danych wejściowych do modelu matematycznego, na przykład w dynamicznym obrazowaniu PET lub tomografii komputerowej perfuzji lub dynamicznym rezonansie magnetycznym ze wzmocnieniem kontrastowym (DCE-MRI ).

Jak uzyskuje się AIF

Przykład funkcji wejścia tętniczego pokazujący stężenie znacznika w osoczu krwi w czasie.

AIF można uzyskać na kilka różnych sposobów, na przykład stosując inwazyjną metodę ciągłego pobierania próbek krwi tętniczej za pomocą internetowego monitora krwi, stosując inwazyjną metodę pobierania próbek krwi tętniczej w dyskretnych punktach czasowych po wstrzyknięciu, stosując metodę minimalnie inwazyjną z wykorzystaniem populacyjny AIF, w przypadku którego funkcja wejściowa u pacjenta jest szacowana częściowo na podstawie wcześniejszych informacji uzyskanych z poprzedniej populacji, a częściowo na podstawie informacji o krwi samego pacjenta uzyskanych w czasie skanowania lub przy użyciu funkcji wejściowej tętniczej pochodzącej z obrazu ( IDAIF) uzyskane przez umieszczenie obszaru zainteresowania (ROI) nad tętnicą i kalibrację otrzymanych krzywych względem próbek krwi żylnej pobranych podczas późniejszych faz (od 30 do 60 minut) skanowania dynamicznego, kiedy stężenia znacznika żylnego i tętniczego wyrównają się.

Skanowanie dynamiczne to skanowanie, w którym obrazy dwuwymiarowe (2D) lub trójwymiarowe (3D) są pozyskiwane wielokrotnie w pewnym okresie czasu, tworząc szeregi czasowe zestawów danych obrazów 2D/3D. Na przykład dynamiczny skan PET uzyskany w ciągu jednej godziny zawiera kilka pierwszych krótkich klatek obrazu uzyskanych przez 5 sekund, aby uchwycić szybką dynamikę znacznika natychmiast po wstrzyknięciu znacznika i późniejszych klatek uzyskanych przez 30 sekund. Każdy punkt danych na krzywej AIF reprezentuje pomiar stężenia znacznika z tętnicy uzyskany z każdej z tych ram czasowych obrazu uzyskanych w czasie, z zastosowanymi zewnętrznymi poprawkami. [ potrzebne źródło ]

Te cztery metody są krótko opisane w następujący sposób:

Ciągłe pobieranie krwi tętniczej

Ciągłe pobieranie krwi tętniczej jest inwazyjne, bolesne i nieprzyjemne dla pacjentów. Ciągłe pobieranie próbek krwi tętniczej uzyskano u kobiet po menopauzie obrazowanych przy użyciu [ 18F ]NaF do badań kości.

Dyskretne pobieranie krwi tętniczej

Dyskretne pobieranie krwi tętniczej jest inwazyjne, bolesne i nieprzyjemne dla pacjentów. Cooka i in. zmierzyli pojedyncze próbki krwi i porównali je z ciągłym pobieraniem próbek krwi tętniczej u kobiet po menopauzie obrazowanych przy użyciu [ 18F ]NaF do badań kości. W innym badaniu z udziałem pacjentów z rakiem głowy i szyi obrazowanym za pomocą [ 18F ]FLT PET oraz w wielu innych badaniach uzyskano oddzielne próbki tętnic w celu oszacowania funkcji wlotu tętniczego.

Podejście do uzyskiwania dyskretnych próbek krwi tętniczej opierało się na obserwacji, że szczyt bolusa pojawia się 5 minut po wstrzyknięciu i że druga część krzywej w większości przypadków przedstawia pojedynczą lub dwuwykładniczą krzywą. Sugerowało to, że ciągłe pobieranie próbek krwi tętniczej nie było konieczne, a dyskretne próbki krwi tętniczej wystarczały do ​​uzyskania ciągłych krzywych przy użyciu wykładniczego dopasowania modelu. [ potrzebne źródło ]

Metoda populacyjna

Funkcja wejściowa oparta na populacji generalnie opiera się na zbiorze danych uzyskanym wcześniej przez innych badaczy w określonym zbiorze populacji i używane są wartości średnie. Metody te na ogół dają lepsze wyniki, jeśli wykorzystuje się dużą liczbę zbiorów danych i opiera się na założeniu, że funkcja wejściowa u nowego pacjenta w tej podgrupie populacji będzie nieznacznie różniła się od średnich wartości populacji. W badaniu dotyczącym zapalenia nerwów autor wykorzystał populacyjną funkcję wejściową u zdrowych ochotników i pacjentów po przeszczepie wątroby, obrazowanych za pomocą [ 18 F]GE-180 PET. W innym badaniu zdrowych osób z grupy kontrolnej oraz pacjentów z chorobą Parkinsona i Alzheimera obrazowano za pomocą [ 18 F]FEPPA PET. Zanotti-Fregonara i in. dokładnie przejrzeli literaturę na temat funkcji wejścia tętniczego stosowanej do obrazowania PET mózgu i zasugerowali możliwość populacyjnych funkcji wejścia tętniczego jako potencjalnej alternatywy dla inwazyjnego pobierania próbek tętniczych. [ potrzebne źródło ]

Jednak Blake i in. wyprowadził metodę opartą na półpopulacji zdrowych kobiet po menopauzie, zobrazowanych przy użyciu [ 18 F] NaF do badań kości w oparciu o obserwację, że późniejsza część funkcji wejścia tętniczego może być skonstruowana z próbek krwi żylnej, ponieważ stężenie we krwi żylnej i tętniczej znacznika wynosi 30 minut po wstrzyknięciu. Wyprowadzili szczyt krzywej z poprzedniego badania, w którym uzyskano ciągłe pobieranie próbek tętniczych, a późniejszą część krzywej z próbek krwi żylnej indywidualnego pacjenta, u którego ma być oszacowany AIF. Po połączeniu uzyskuje się w rezultacie funkcję wejścia tętniczego opartą na połowie populacji. [ potrzebne źródło ]

Metoda oparta na obrazie

Funkcja wejścia tętniczego oparta na obrazie (IDAIF) uzyskiwana przez pomiar liczby znaczników w aorcie , tętnicy szyjnej lub tętnicy promieniowej stanowi alternatywę dla inwazyjnego pobierania krwi tętniczej. IDAIF w aorcie można określić, mierząc liczbę znaczników w lewej komorze, aorcie wstępującej i aorcie brzusznej, co zostało wcześniej potwierdzone przez różnych badaczy.

Tętnicza krzywa czasu-aktywności (TAC) z danych obrazowych wymaga poprawek na metabolity powstające w czasie, różnice między aktywnością krwi pełnej i osocza, które nie są stałe w czasie, korektę błędów częściowej objętości (PVE) ze względu na mały rozmiar ROI, błędy rozlewania spowodowane aktywnością sąsiednich tkanek poza obszarem ROI, błąd spowodowany ruchem pacjenta oraz szumy wprowadzone z powodu ograniczonej liczby zliczeń uzyskanych w każdym przedziale czasowym obrazu z powodu krótkich przedziałów czasowych. Błędy te są korygowane za pomocą późnych próbek krwi żylnej, a uzyskana krzywa nazywana jest funkcją wejścia tętniczego (AIF). Istnieje wiele metod wypróbowanych przez naukowców na przestrzeni lat.

Zobacz też

  1. Bibliografia    _ „Ekstrakcja nerkowa para-aminohipuranu i kreatyniny mierzona przez ciągłe pobieranie próbek in vivo krwi tętniczej i nerkowej”. Ann NY Acad Sci . 102 (1): 46–54. Bibcode : 1962NYASA.102...46H . doi : 10.1111/j.1749-6632.1962.tb13624.x . PMID 13960801 . S2CID 32041591 .
  2. ^   Herscovitch, P (1983). „Przepływ krwi w mózgu mierzony za pomocą dożylnego H2 (15) OI Teoria i analiza błędów”. J. Nucl. Med . 24 (9): 782–9. PMID 6604139 .
  3. Bibliografia   _ Huang, Karolina Południowa; Ratib, O.; Hoffman, E.; Phelps, ja; Schelbert, HR (1983). „Pomiary regionalnych stężeń radioznacznika w tkankach i puli krwi na podstawie seryjnych obrazów tomograficznych serca”. J Nucl Med . 24 (11): 987–96. PMID 6605418 .
  4. ^ a b c d e f     Cook, Gary JR; Lodge, Martin A.; Marsden, Paweł K.; Dynes, Angela; Fogelman, Ignac (1999). „Nieinwazyjna ocena kinetyki szkieletu za pomocą pozytonowej tomografii emisyjnej fluoru-18-fluorku: ocena funkcji wejściowych tętnic pochodzących z obrazu i populacji”. European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging . 26 (11): 1424-1429. doi : 10.1007/s002590050474 . ISSN 1619-7070 . PMID 10552083 . S2CID 22595140 .
  5. ^     Lui, YW; Tang, ostry dyżur; Allmendinger AM; Spektor, V. (2010). „Ocena perfuzji CT w warunkach niedokrwienia mózgu: wzorce i pułapki” . American Journal of Neuroradiology . 31 (9): 1552–1563. doi : 10.3174/ajnr.a2026 . ISSN 0195-6108 . PMC 7965002 . PMID 20190208 .
  6. ^    Schabel, Matthias C. (31.01.2012). „Ujednolicony model odpowiedzi impulsowej dla DCE-MRI” . Rezonans magnetyczny w medycynie . 68 (5): 1632–1646. doi : 10.1002/mrm.24162 . ISSN 0740-3194 . PMID 22294448 .
  7. ^ Tanuj Puri, Sarah Wiscombe, Sally Marshall, John Simpson, Josephine Naish, Pete Thelwall. Zmiany właściwości naczyń płucnych w ludzkim modelu ostrego uszkodzenia płuc mierzone za pomocą DCE-MRI, podczas 20. dorocznego spotkania naukowego brytyjskiego oddziału Międzynarodowego Towarzystwa Rezonansu Magnetycznego w Medycynie (ISMRM), Edynburg, Wielka Brytania, wrzesień 2014 r.
  8. ^ ab Marques     , Tiago Reis; Ashok, Abhishekh H.; Angelescu, Ilinca; Borgan, Wiara; Myers, Jim; Lingford-Hughes, Anne; Nutt, David J.; Veronese, Mattia; Turkheimer, Federico E.; Howes, Oliver D. (2020-04-15). „Różnice receptorów GABA-A w schizofrenii: badanie pozytonowej tomografii emisyjnej przy użyciu [11C] Ro154513” . Psychiatria molekularna . 26 (6): 2616–2625. doi : 10.1038/s41380-020-0711-y . ISSN 1359-4184 . PMC 8440185 . PMID 32296127 .
  9. Bibliografia     _ Siddique, Musib; Puri, Tanuj; Mróz, Michelle Lorraine; Moore, Amelia Elżbieta; Gotować, Gary James R.; Fogelman, Ignac (2012). „Funkcja wejściowa półpopulacji do ilościowego określania statycznych i dynamicznych skanów PET z fluorkiem 18F” . Komunikaty medycyny nuklearnej . 33 (8): 881–888. doi : 10.1097/MNM.0b013e3283550275 . ISSN 0143-3636 . PMID 22617486 . S2CID 42973690 .
  10. ^ abc Tanuj ; Puri,     Blake, Glen M.; Siddique, Musib; Mróz, Michelle L.; Kucharz, Gary JR; Marsden, Paweł K.; Fogelman, Ignac; Curran, Kathleen M. (2011). „Weryfikacja nowych funkcji wejścia tętniczego pochodzących z obrazu w aorcie za pomocą pozytronowej tomografii emisyjnej fluorku 18F”. Komunikaty medycyny nuklearnej . 32 (6): 486–495. doi : 10.1097/MNM.0b013e3283452918 . ISSN 0143-3636 . PMID 21386733 . S2CID 32105830 .
  11. ^ ab Cook     , Gary JR; Lodge, Martin A.; Blake, Glen M.; Marsden, Paweł K.; Fogelman, Ignac (2010-02-18). „Różnice w kinetyce szkieletu między kością kręgową i ramienną mierzone za pomocą pozytronowej tomografii emisyjnej 18F-fluorku u kobiet po menopauzie”. Dziennik badań kości i minerałów . 15 (4): 763–769. doi : 10.1359/jbmr.2000.15.4.763 . ISSN 0884-0431 . PMID 10780868 . S2CID 10630967 .
  12. Bibliografia     _ Liu, Dan; Chalkidou, Anastazja; Marsden, Paweł; Landau, Dawid; Fenwick, John D. (2013). „Oszacowanie funkcji wejściowych z dynamicznych badań [18F] FLT PET głowy i szyi z poprawką na efekty częściowej objętości” . Badania EJNMMI . 3 (1): 84. doi : 10.1186/2191-219X-3-84 . ISSN 2191-219X . PMC 4109699 . PMID 24369816 .
  13. Bibliografia     _ Dirks, Meike; Schütze, chrześcijanin; Wilke, Florian; Mamach, Marcin; Wirrys, Ann-Katrin; Pflugrad, Henning; Hamann, Linda; Langer, Laura BN; Wetzel, chrześcijanin; Lukacevic, Mario (23.04.2020). „Wiarygodna ocena ilościowa badań zapalenia nerwów 18F-GE-180 PET przy użyciu indywidualnie skalowanej funkcji wejściowej opartej na populacji lub późnego stosunku tkanki do krwi” . European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging . 47 (12): 2887–2900. doi : 10.1007/s00259-020-04810-1 . ISSN 1619-7070 . PMC 7651670 . PMID 32322915 .
  14. ^     Mabrouk, Rostom; Strafella, Antonio P.; Knezevic, Dunja; Ghadery, Krystyna; Mizrahi, Romina; Gharehgazlou, Avideh; Koshimori, Juko; Houle, Sylvain; Rusjan, Pablo (2017-05-17). Garg, Pradeep (red.). „Studium wykonalności kwantyfikacji TSPO za pomocą [18F] FEPPA przy użyciu populacyjnej funkcji wejściowej” . PLOS JEDEN . 12 (5): e0177785. Bibcode : 2017PLoSO..1277785M . doi : 10.1371/journal.pone.0177785 . ISSN 1932-6203 . PMC 5435246 . Identyfikator PMID 28545084 .
  15. ^     Zanotti-Fregonara, Paolo; Chen, Kewei; Liow, Jeih-San; Fujita, Masahiro; Innis, Robert B (2011-08-03). „Funkcja wejściowa oparta na obrazie dla badań PET mózgu: wiele wyzwań i niewiele możliwości” . Dziennik mózgowego przepływu krwi i metabolizmu . 31 (10): 1986–1998. doi : 10.1038/jcbfm.2011.107 . ISSN 0271-678X . PMC 3208145 . PMID 21811289 .
  16. ^ ab Blake     , Glen Mervyn; Siddique, Musib; Puri, Tanuj; Mróz, Michelle Lorraine; Moore, Amelia Elżbieta; Gotować, Gary James R.; Fogelman, Ignac (sierpień 2012). „Funkcja wejściowa półpopulacji do ilościowego określania statycznych i dynamicznych skanów PET z fluorkiem 18F” . Komunikaty medycyny nuklearnej . 33 (8): 881–888. doi : 10.1097/MNM.0b013e3283550275 . ISSN 0143-3636 . PMID 22617486 . S2CID 42973690 .
  17. Bibliografia     _ Erlandsson, Kjell; Prawo, Ian; Larsson, Henrik BW; Ourselin, Sebastien; Arridge, Szymon; Atkinson, Dawid; Hutton, Brian F (2017). „Oszacowanie funkcji wejściowej pochodzącej z obrazu z tętnicami szyjnymi zdefiniowanymi przez MR w badaniach FDG-PET na ludziach przy użyciu nowatorskiej metody korekcji częściowej objętości” . Dziennik mózgowego przepływu krwi i metabolizmu . 37 (4): 1398–1409. doi : 10.1177/0271678X16656197 . ISSN 0271-678X . PMC 5453460 . PMID 27342321 .
  18. ^   Nuyts, J (1996). „Trójwymiarowa korekcja przechodzenia i odzyskiwania obrazów PET mięśnia sercowego”. Dziennik medycyny nuklearnej . 37 (5): 767–74. PMID 8965143 .
  19. ^    van der Weerdt, Arno P.; Boellaard, Ronald; Visser, Frans C.; Lammertsma, Adriaan A. (27.02.2007). „Dokładność trybu akwizycji 3D do badań FDG PET mięśnia sercowego przy użyciu skanera opartego na BGO” . European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging . 34 (9): 1439-1446. doi : 10.1007/s00259-007-0367-8 . ISSN 1619-7070 . PMID 17333179 .
  20. ^     Puri, Tanuj; Blake, Glen M.; Siddique, Musib; Mróz, Michelle L.; Kucharz, Gary JR; Marsden, Paweł K.; Fogelman, Ignac; Curran, Kathleen M. (czerwiec 2011). „Weryfikacja nowych funkcji wejścia tętniczego pochodzących z obrazu w aorcie za pomocą pozytronowej tomografii emisyjnej fluorku 18F”. Komunikaty medycyny nuklearnej . 32 (6): 486–495. doi : 10.1097/mnm.0b013e3283452918 . ISSN 0143-3636 . PMID 21386733 . S2CID 32105830 .
  21. Bibliografia     _ Liow, Jeih-San; Paweł, Sumen; Morse, Cheryl L.; Haskali, Mohammad B.; Męski, Lester; Szczerbinin, Siergiej; Rubel, J. Craig; Kant, Nancy; Collins, Emily C.; Nuthall, Hugh N. (2020-03-14). „Kwantyfikacja PET mózgowej O-GlcNAcase z [18F]LSN3316612 u zdrowych ochotników” . Badania EJNMMI . 10 (1): 20. doi : 10.1186/s13550-020-0616-4 . ISSN 2191-219X . PMC 7072082 . PMID 32172476 .
  22. ^     Ringheim, Anna; Campos Neto, Guilherme de Carvalho; Anazodo, Udunna; Cui, Lumeng; da Cunha, Marcelo Livorsi; Vitor, Taise; Martins, Karine Minaif; Miranda, Ana Claudia Camargo; de Barboza, Marycel Figols; Fuscaldi, Leonardo Lima; Lemos, Gustavo Caserta (24.02.2020). „Modelowanie kinetyczne 68Ga-PSMA-11 i walidacja uproszczonych metod oznaczania ilościowego u pacjentów z pierwotnym rakiem prostaty” . Badania EJNMMI . 10 (1): 12. doi : 10.1186/s13550-020-0594-6 . ISSN 2191-219X . PMC 7058750 . PMID 32140850 .
Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Arterial_input_function&oldid=1110798459 ”