Резюме

Заден план

18 F-флуородеоксиглюкоза (FDG) PET играе важна роля при откриването на сърдечно-съдова саркоидоза (CS). Дифузното поемане на стената на лявата камера (LV) понякога затруднява разграничаването между положително поемане и физиологично поемане. Целите на това проучване бяха да се оценят ефектите от 18-часовото гладуване с нисковъглехидратна диета (LCD) спрямо минимум 6-часови препарати на гладно върху дифузно поглъщане на LV FDG и нива на свободни мастни киселини (FFA) при пациенти със съмнение за CS.

Методи

Осемдесет и двама пациенти със съмнение за CS бяха разделени на 2 протокола за подготовка: единият с минимум 6 часа бързо без LCD подготовка (група A, n = 58), а другият с минимум 18 часа бързо с LCD подготовка (група B, n = 24). Всички пациенти също са получавали интравенозно нефракциониран хепарин (UFH; 50 IU/kg) преди инжектирането на FDG.

Резултати

Група А показа по-висок процент на дифузно поглъщане на ЛН, отколкото група В (27,6 срещу 0,0%, P = .0041). Група В показва по-високи нива на FFA (1159,1 ± 393,0, 650,5 ± 310,9 μEq/L, P

Въведение

18 F-флуородеоксиглюкозна (FDG) позитронно-емисионна томография (PET) играе важна роля при откриването на активни възпалителни лезии при сърдечно-съдова саркоидоза (CS) .1-4 Наскоро Обществото за сърдечен ритъм (HRS) публикува консенсусно изявление относно диагностика и управление на аритмии, свързани с CS.5. В това изявление FDG PET се препоръчва за напреднали сърдечни образи при диагностика на CS. Следователно протоколът за подготовка на FDG PET и интерпретацията на изображения трябва да бъдат подобрени и стандартизирани. Японското общество по ядрена кардиология (JSNC) също е издало FDG PET образни изображения за диагностика CS.1. Положителният модел на поемане се определя чрез визуална оценка в HRS и JSNC насоки. Чрез добавяне на количествен параметър към стандартния визуален анализ, FDG PET може да подобри способността за диагностициране на пациенти с CS. За оценка на усвояването на FDG бяха предложени параметри, базирани на обема, за оценка на прогресията на заболяването при оценката на злокачествени тумори.6,7 Ahmadian et al също прилагат измерване на обема на FDG за пациенти със сърдечна саркоидоза.

Материали и методи

Предмети и дизайн на обучение

Този протокол за изследване е одобрен от комисията по етика на Медицинския факултет на университета Хокайдо. Писмено информирано съгласие е получено преди проучването. Пациенти със съмнение за CS, които са претърпели FDG PET или PET/CT от февруари 2002 г. до юни 2013 г., са включени в настоящото проучване. Пациентите бяха изключени, ако им липсваха кръвни проби или последните не бяха достатъчни за целите на измерванията. Пациенти с анамнеза за коронарна артериална болест (ИБС) също бяха изключени от това проучване. Също така изключихме пациенти с други известни сърдечни заболявания като миокардит, клапни сърдечни заболявания или други кардиомиопатии, идентифицирани чрез ехокардиография. От 95 пациенти, 13 са изключени, защото им липсват кръвни проби или достатъчно голяма кръвна проба за подробни измервания (n = 12), или защото са имали хипогликемия преди FDG PET/CT сканирането (n = 1).

Група пациенти

Окончателното проучване включва 82 пациенти (22 мъже и 60 жени), на възраст от 22 до 76 години (54,1 ± 15,8 години). Пациентите бяха разделени последователно на 2 групи въз основа на техния протокол за подготовка на FDG. Между февруари 2002 г. и април 2010 г. 58 пациенти са подложени на гладно поне 6 часа без LCD (група A). След май 2010 г. 24 пациенти са претърпели гладуване в продължение на 18 часа с LCD (група В). Пациентите от група В са яли LCD с по-малко от 5 g въглехидрати на хранене, заедно с варено яйце, тофу с люспи на боне и пилешки гърди на скара с пържени зеленчуци.2 Диабетните лекарства са пропуснати от сутринта. Дългодействащият инсулин е пропуснат в началото на предната вечер. Пациентите не бяха разделени на случаен принцип между двата протокола. По-скоро те бяха поставени в един от двата протокола според сроковете на проучването. Група А (6-часовата бърза група) е сформирана преди май 2010 г .; група В (18-часовата бърза група) е сформирана след май 2010 г. В група А ние допълнително разделихме пациентите на две групи въз основа на констатациите от FDG: положителни за дифузно поемане на LV FDG (група А1) и отрицателни за дифузно поемане на LV FDG ( група А2).

Инжектиране на хепарин и вземане на кръв

Преди FDG PET изображенията проверихме за противопоказания за употреба на хепарин като активно кървене, риск от кървене или анамнеза за индуцирана от хепарин тромбоцитопения. Нито един от пациентите в тази популация не е имал противопоказания за употреба на хепарин. Всички пациенти са получавали интравенозно нефракциониран хепарин (UFH; 50 IU/kg, Mochida, Tokyo) 15 минути преди инжектирането на FDG. Нивото на плазмената глюкоза на гладно (FPG) също е измерено преди инжектирането на FDG (Фигура 1).

18-часовото

FDG PET протокол за събиране на данни. Група A (n = 58): минимум 6 часа на гладно преди FDG PET изследвания. Група В (n = 24): минимум 18 часа на гладно с нисковъглехидратна диета. И двете групи са прилагали нефракциониран хепарин (UFH) 15 минути преди инжектирането на FDG. Сканирането се извършва на 60 минути след приложението на FDG. Кръвни проби бяха получени преди и 15 минути след приложението на UFH за измерване на имунореактивен инсулин (IRI) и свободни мастни киселини (FFA). Нивото на плазмената глюкоза на гладно (FPG) беше измерено преди инжектирането на UFH

FDG PET или PET/CT изображения

Събирането на PET данни се извършва с помощта на скенер Siemens ECAT Exact 47 или Siemens ECAT Exact HR + (Siemens/CTI, Knoxville, TN, USA) (n = 50). Образите с PET/CT бяха извършени с помощта на Biograph 64 TruePoint с TrueV (Siemens Япония, Токио) (n = 32). Сканиране на трансмисия за PET или CT с ниски дози за PET/CT беше извършено за корекция на затихването. Шестдесет минути след прилагането на FDG е извършено статично FDG сканиране.1 Всички сканирания са извършени с помощта на изображения на цялото тяло.

FDG PET или PET/CT образен анализ

Отначало поглъщането на миокарда в LV FDG се оценява визуално. Определено поглъщане на FDG в цялата стена на LV, по-високо от поглъщането на черния дроб, беше определено като дифузно поемане на LV FDG въз основа на насоките на JSNC.

Статистически анализи

Данните са изразени като средно ± стандартно отклонение (SD) и a P стойност по-малка от .05 се счита за статистически значима. За вътрешногрупови сравнения бяха приложени тестове с ранг на Wilcoxon за сравнение на разликите в кръвните проби между пациентите в 6-часовата група на гладно и тези в 18-часовата група на гладно. Точният тест на Fisher беше използван за сравняване на дискретни данни, както е подходящо. Статистическите изчисления бяха извършени с помощта на статистически софтуер (JMP версия 10, SAS Institute, Cary, NC, USA).

Резултати

Характеристики на пациента

Деветдесет и четири пациенти не са имали проблеми при продължителна подготовка на гладно и употреба на хепарин. Един пациент с гладуване над 18 часа е изпитвал хипогликемия преди приложението на FDG и този пациент не е бил подложен на FDG PET проучване.

Между двете групи няма значителни разлики в изходните характеристики, включително пол, възраст, честота на пациентите, които отговарят на критериите на японското министерство на здравеопазването и благосъстоянието (JMHW), 24 фракция на изтласкване на лявата камера (LVEF), скорост на фокално усвояване, и употреба на стероиди (Таблица 1).

Констатации от FDG PET или PET/CT

Нямаше противоречиви констатации между двамата наблюдатели. В група А 16 пациенти (27,6%) показват дифузно поглъщане на LV (Фигура 2А). От друга страна, нито един пациент (0,0%) в група В не е показал дифузно поглъщане на LV (Фигура 2В). Следователно група А показва високи честоти на дифузно поглъщане на LV FDG в сравнение с група В (P = .0041) (Таблица 2). Средните стойности ± SD на сърдечната лезия и SUVmax на LV кръвен басейн са съответно 1,9 ± 0,4 и 4,4 ± 2,1 за група А и 2,0 ± 0,5 и 5,0 ± 3,1 за група В, съответно. Нямаше значителни разлики между група А и група Б. Нямаше и значима корелация между FFA и SUVmax на кръвния басейн (r = 0,027, P = .84 за група А; r = 0,059, P = .78 за група В). Прагът на чернодробно усвояване по време на PET е значително по-нисък от този за PET/CT (2,28 ± 0,53 срещу 3,02 ± 0,64, P Фигура 2

Представителни дела. Фигура (A-D) показва 73-годишен мъж с дифузно поглъщане на LV FDG, който е инструктиран да гладува в продължение на минимум 6 часа и чиито нива на FPG и FFA са 95 mg/dL и 464 μEq/L на изходно ниво. Сърдечният метаболитен обем се оценява на 166,4 ml. Има множество необичайни усвоявания в медиастинални и хиларни лимфни възли. Фигура (Е.-З) показва 25-годишна жена без дифузно поглъщане на ЛН FDG, която е имала над 18 часа гладуване с нисковъглехидратна диета. Нейните нива на FPG и FFA са 76 mg/dL и 1924 μEq/L на изходно ниво. FDG PET/CT показва фокусно поглъщане на базалната предна стена. Сърдечният метаболитен обем се оценява на 8,3 ml. Има множество белодробни поглъщания и множество лимфни възли в надключични, медиастинални, хиларни и коремни области. MIP = проекция с максимален интензитет

Данни за кръвна проба преди приложението на UFH

Няма значителни разлики в нивата на инсулин в двете групи преди приложението на UFH (Таблица 3). Група В показа по-нисък FPG (84,3 ± 11,1 срещу 93,3 ± 15,2 mg/dL, P = 0,001) и по-висока FFA (1159,1 ± 393,0 срещу 650,5 ± 310,9 μEq/L, P Таблица 3 Данни за кръвна проба

В допълнение, в група А, пациентите от група А1 с дифузно поглъщане на LV FDG показват значително по-ниски нива на FFA, отколкото пациентите в група A2 без дифузно поглъщане на LV FDG преди инжектиране на UFH (432,1 ± 296,1 срещу 733,7 ± 276,8 μEq/L, P = .0023) (Фигура 4).

Нива на FFA за пациенти с и без дифузно поемане на LV FDG. Групата, която е гладувала по-дълго и е имала диета с ниско съдържание на въглехидрати, е показала по-високи нива на FFA преди инжектирането на UFH, отколкото групата с кратка бърза употреба. В групата с бързи бързи реакции, пациентите с LV дифузно поглъщане на FDG показват значително по-ниски нива на FFA, отколкото пациентите без LV дифузно поемане преди инжектирането на UFH. Група А1: пациенти с минимум 6 часа на гладно, които са показали положително дифузно поглъщане на LV FDG. Група А2: пациенти с минимум 6 часа на гладно, които показват отрицателно дифузно поглъщане на LV FDG. Група Б: пациенти с минимум 18 часа гладуване и LCD подготовка

Данни за кръвна проба след приложение на UFH

Приложението на UFH значително увеличава FFA и в двете групи (P Таблица 4 Данни за кръвна проба за пациенти с минимум 6 часа на гладно

Дискусия

Минималното 18-часово гладуване с подготовка на LCD намалява FPG, увеличава FFA преди приложението на UFH и води до значително потискане на дифузното поглъщане на LV FDG, според не само визуална оценка, но и анализ, базиран на обема, в сравнение с резултатите от по-кратко гладуване без LCD протокол. Администрацията на UFH доведе до повишаване на нивата на FFA; обаче нивата на FFA след приложение на UFH може да не играят съществена роля за намаляване на дифузното поглъщане на LV FDG.

Langah et al съобщават за ефектите от 18-часовия препарат на гладно върху потискането на физиологичното поемане на FDG от миокарда.13 Те посочват, че честотата на поглъщане на LV FDG при продължително гладуване е значително по-ниска, отколкото при протокола за кратко гладуване. В техния доклад само един от 10-те пациенти (10,0%) е имал дифузен модел. Morooka et al също съобщават за важността на продължителното гладуване за оценка на активните възпалителни лезии при сърдечна саркоидоза.30 В тяхното проучване здрави доброволци, които гладуват 18 часа, показват намалено физиологично поглъщане на LV FDG в сравнение със здрави доброволци, които са претърпели 12 часа гладуване с хепарин администрация. В допълнение, те предполагат, че нивото на FFA преди инжектирането на UFH може да бъде важният фактор за инхибиране на физиологичното поглъщане на LV FDG. Физиологичното поглъщане вероятно ще бъде ефективно инхибирано, когато нивото на FFA е над 760 μEq/L. Нашите текущи данни са съгласни с предишното им проучване. В това проучване приложихме по-дългия протокол на гладно при пациенти с CS и показахме полезността на този препарат за елиминиране на дифузното поглъщане на LV FDG в клинични условия. По този начин настоящото проучване добавя допълнителни прозрения към тези от предишни проучвания на Langah et al13 и Morooka et al.30

В настоящото проучване 18-часовата група на гладно също следва LCD. LCD също оказва влияние върху метаболизма на миокарда и може да допринесе за намаляване на физиологичното усвояване на FDG.31 Kobayashi et al съобщават за полезността на LCD за потискане на миокардното физиологично усвояване на FDG при здрави индивиди. 22 Kumar et al съобщават, че както ограничената диета, така и продължителността на гладно важна роля за определяне на модела и потискане на поглъщането на FDG от миокарда. 32 LCD може да е изиграл роля за намаляване на физиологичното поемане на FDG на LV в настоящото проучване; тъй като обаче не сме приложили LCD за по-късата група на гладно, не можем да заключим кой фактор е изиграл по-значима роля в настоящото проучване. По-нататъшно проучване, изследващо ефектите на LCD върху физиологичното поемане на FDG от миокарда при различни условия на гладно, трябва да се проведе в бъдеще.

UFH активира липопротеиновата липаза, повишава липолитичната активност на плазмата и повишава нивата на FFA.33,34 Следователно се очаква UFH да намали физиологичното поглъщане на LD FDG. В тази връзка нашата група прилага UFH за сърдечни FDG PET проучвания в CS.14,21. Въпреки това не са установени пълните ефекти на хепарина за намаляване на физиологичното поглъщане на LD FDG.1 В настоящото проучване UFH повишава плазмените нива на FFA в както група А, така и група Б. В допълнение, в групата с бърза бързина, разликата в нивата на FFA след 15 минути на приложение на UFH между пациенти с дифузно поемане на LV и тези без дифузно поемане на LV не е значителна. Настоящите данни са съгласни с тези от предишни доклади, показващи, че пациентите с повишена FFA са реагирали на UFH.14,35 Освен това, настоящите данни могат да означават, че остро увеличаващото се плазмено FFA от UFH може да няма съществена роля за намаляване на физиологичното поглъщане на LD FDG Неотдавнашно проучване на Gormsen et al съобщи, че натоварването с хепарин не намалява усвояването на FDG от миокарда.36 Нашите данни са съгласни с предишни данни и също могат да намекат за важността на по-продължителното гладуване с LCD, а не с приложението на хепарин. Въпреки това, ефектите на хепарин също трябва да бъдат оценени в бъдещи проучвания.

Разпределението на усвояването на FDG може да се промени при пациенти с диабет, които използват инсулин или перорални антидиабетни лекарства.37 В това проучване има четирима пациенти с диабет. Двама от тях бяха в група А, а другите два бяха в група В. Нивата им на FPG бяха по-ниски от 114 mg/dL и моделите им на поглъщане не бяха дифузни. Ако резултатите им бяха изключени, заключението остана същото.

Ограничения

Настоящото проучване имаше някои ограничения. Използвахме както PET, така и PET/CT системи. Детекторът и методът за корекция на затихването не бяха еднакви. Настоящите визуални анализи обаче се фокусират върху съществуването на дифузно физиологично поемане на FDG от миокарда. Този визуален подход беше прост и относително независим от корекцията на затихване или други спецификации на системата. Предишно проучване на Youssef и сътр. Оценява саркоидозата на сърдечното засягане, използвайки 3 различни PET скенери от 3 различни центъра.4 При количествения анализ всяка система показва, че обемът на сърдечния метаболизъм е значително по-голям в групата на дифузно поемане. Резултатите бяха последователни. По този начин ефектите от използването на различни PET системи могат да имат минимално въздействие върху настоящото проучване, подобно на предишното проучване на Youssef et al.

Пациентите от група А са инструктирани да гладуват минимум 6 часа; обаче действителното време на гладуване на група А не беше на разположение. За пациентите от група В времето на гладно се основава на самоотчитане. Всички пациенти обаче бяха приети в болница и им беше осигурена вечеря по едно и също време и следователно докладваното време на гладуване трябва да бъде точно. Очевидното цялостно натрупване на LV FDG, по-високо от усвояването на черния дроб, се определя като дифузно поемане на LV FDG. Въпреки това, понякога физиологичното поемане може да се наблюдава само в част от миокарда на LV, а не в цялото, и следователно е необходимо по-нататъшно разследване за разкриване на връзката между други модели на поглъщане на FDG и условия на гладно.

Напоследък продължителните модификации на гладно и диета, включително диета с ниско съдържание на въглехидрати и диета с високо съдържание на мазнини, се прилагат при FDG PET/CT проучвания при пациенти с CS. В настоящото проучване не сме оценявали ефектите от ястията с високо съдържание на мазнини. Ефектите от добавянето на диета с високо съдържание на мазнини трябва да бъдат проучени като следващата стъпка.

Придобити нови знания

Минималното 18-часово гладуване с LCD препарат намалява FPG, увеличава FFA преди приложението на UFH и води до значително потискане на дифузното поглъщане на LV FDG в сравнение с резултатите от по-краткото гладуване без LCD протокол. По-специално, нивото на FFA преди инжектирането на UFH е значително по-ниско при пациенти с дифузно поемане на LV, отколкото при пациенти без дифузно поемане на LV. След приложението на UFH и двете групи са имали значително повишен плазмен FFA. Въпреки това, по-ниската група на гладно имаше по-висока честота на физиологично поглъщане на FDG. Следователно UFH може да не играе съществена роля за намаляване на дифузното поглъщане на LV FDG. Това откритие добавя нов поглед върху това от предишни проучвания.

Заключения

Гладуването за повече от 18 часа, комбинирано с нисковъглехидратна диета, значително намалява физиологичното приемане на LV FDG и повишава нивата на FFA преди приложението на UFH в сравнение с случая с по-кратките препарати на гладно. Няма значителни разлики в нивата на FFA след инжектиране на UFH между пациенти с дифузно поглъщане на LV FDG и пациенти без дифузно поглъщане на LV FDG. Следователно, този протокол за продължително гладуване с нисковъглехидратна диета може да бъде полезен за откриване на възпалителни области на CS в клинични условия.