{sup 18}F-sodium fluoride positron emission tomography assessed microcalcifications in culprit and non-culprit human carotid plaques

• Published in: Journal of nuclear cardiology Vol. 26; no. 4
• Main Authors: Hop, H., Boer, S. A. de, Reijrink, M., Kamphuisen, P. W., Borst, M. H. de, Pol, R. A., Zeebregts, C. J., Hillebrands, J. L., Slart, R. H. J. A., Boersma, H. H., Doorduin, J., Mulder, D. J.
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: United States 15.08.2019
• Subjects: CAROTID ARTERIES; FLUORINE 18; IN VITRO; PATIENTS; POSITRON COMPUTED TOMOGRAPHY; RADIOLOGY AND NUCLEAR MEDICINE; SODIUM FLUORIDES; UPTAKE
• ISSN: 1532-6551; 1532-6551
• DOI: 10.1007/s12350-018-1325-5

Background: {sup 18}F-NaF positron emission tomography (PET) targets microcalcifications. We compared in vitro microPET assessed {sup 18}F-NaF uptake between culprit and non-culprit human carotid plaques. Furthermore, we compared {sup 18}F-NaF uptake with calcification visualized on microcomputed tomography (microCT). Methods: Carotid plaques from stroke patients undergoing surgery were incubated in {sup 18}F-NaF and scanned using a microPET and a microCT scan. The average PET assessed {sup 18}F-NaF uptake was expressed as percentage of the incubation dose per gram (%Inc/g). {sup 18}F-NaF PET volume of interest (VOI) was compared with CT calcification VOI. Results: 23 carotid plaques (17 culprit, 6 non-culprit) were included. The average {sup 18}F-NaF uptake in culprit carotid plaques was comparable with the uptake in non-culprit carotid plaques (median 2.32 %Inc/g [IQR 1.98 to 2.81] vs. median 2.35 %Inc/g [IQR 1.77 to 3.00], P = 0.916). Only a median of 10% (IQR 4 to 25) of CT calcification VOI showed increased {sup 18}F-NaF uptake, while merely a median of 35% (IQR 6 to 42) of {sup 18}F-NaF PET VOI showed calcification on CT. Conclusions: {sup 18}F-NaF PET represents a different stage in the calcification process than CT. We observed a similar PET assessed {sup 18}F-NaF uptake and pattern in culprit and non-culprit plaques of high-risk patients, indicating that this method may be of more value in early atherosclerotic stenosis development. [French] French Abstract: Contexte: La tomographie par émission de positons (TEP) au {sup 18}F-NaF marque les micro-calcifications. Nous avons comparé in vitro les plaques carotidiennes humaines responsable d’accident vasculaire cérébrales marquées au {sup 18}F-NaF avec une microTEP et leur calcification au moyen d’un microCT Méthodes: Les plaques carotidiennes de patients victimes d’un accident vasculaire cérébral qui ont bénéficié d’ une intervention chirurgicale ont été incubées dans du {sup 18}F-NaF et imagées avec une microTEP et un microCT. Le pourcentage d’absorption moyen de {sup 18}F-NaF par gr de tissu (% Inc/g) ont été comparées au volume d’intérêt (VOI) des calcifications mesurées par CT. Résultats: 23 plaques carotidiennes (17 responsables d’un AVC et 6 non responsables) ont été incluses. Le % moyen d’absorption de {sup 18}F-NaF dans les plaques carotidiennes responsables furent comparable à l’absorption dans les plaques non responsables (2,32% Inc/g vs 2,35% Inc/g , p = 0,916). Dix pourcent seulement des calcifications visualisées par CT démontrèrent une augmentation d’absorption de {sup 18}F-NaF et 35% des plaques montrant une absorption de {sup 18}F-NaF PET VOI démontrèrent des calcifications au CT. Conclusions: L’imagerie de l’absorption de {sup 18}F-NaF par tomographie à positrons représente un processus physiopathologique différent de l’imagerie des calcifications par CT. L’absorption du {sup 18}F-NaF par les plaques responsables et non responsables d’accidents vasculaire cérébraux pourrait s’avérer utile dans le diagnostic précoce des sténoses athéromateuses. [Spanish] Spanish Abstract: Antecedentes: La tomografía por emisión de positrones (PET) con {sup 18}F-floruro de sodio ({sup 18}F-NaF) demuestra microcalcificaciones. En este estudio, comparamos la captación de {sup 18}F-NaF entre placas carotideas culpables y no culpables valorada con microPET in vitro. Además, comparamos la captación de {sup 18}F-NAF con las calcificaciones detectadas por microtomografía computada (microCT). Métodos: Placas carotídeas de pacientes postoperados que sufrieron de un evento vascular cerebral fueron incubadas en 18-NaF y escaneadas usando microPET y microCT. El promedio de la captación fue expresado como porcentaje de la dosis de incubación por gramo (%Inc/gr). El volumen de interés (VOI) del PET {sup 18}F-NaF se comparó con el VOI de calcificación por CT. Resultados: Se incluyeron 23 placas carotídeas (17 culpables y 6 no culpables). El promedio de la captación de {sup 18}F-NaF en placas carotídeas culpable fue comparable al de las placas no culpables. (mediana 2.32%Inc/gr [IQR1.98-2.81] vs. mediana 2.35%Inc/gr [IQR1.77-3], p=.916). Solo una mediana de 10% (IQR 4-25) del VOI en CT mostró un aumento en la captación de {sup 18}F-NaF, mientras una mediana de 35% (IQR 6-42) del VOI de PET {sup 18}F-NaF mostró calcificación en CT. Conclusiones: La tomografía por emisión de positrones con {sup 18}F-NaF evalúa una etapa distinta en el proceso de calcificación que la CT. El patrón de captación de {sup 18}F-NaF que observamos en este estudio fue similar entre placas culpables y no culpables de pacientes de alto riesgo, lo cual indica que este método puede ser de mayor valor en el desarrollo temprano de la estenosis ateroesclerótica. [Chinese] Chinese Abstract: 背景: F18 氟化钠正电子发射断层扫描 (PET) 可用于检测微钙化。我们使用微型 PET 来评估病人体外 F18 氟化钠在颈动脉罪犯和非罪犯斑块之间的的摄取区别。此外, 我们还将 F18 氟化钠的摄取与 microCT 扫描检测的钙化进行对比。 方法: 将接受手术的中风患者的颈动脉斑块在 F18 氟化钠中培养并用 microPE 和 microCT 进行扫描。PET 对 F18 氟化钠的平均摄取率表示为每克培养剂量的百分比。F18 氟化钠 PET 中的感兴趣区域和 CT 钙化图像中的感兴趣区域 (VOI) 进行比较。 结果: 一共有 23个颈动脉斑块, 其中 17个罪犯斑块和 6个非罪犯斑块。罪犯和非罪犯颈动脉斑块的 F18 氟化钠的平均摄取率无明显差异 (中值 2.32 % Inc/g [IQR 1.98-2.81] vs. 中值2.35 % Inc/g [IQR 1.77-3.00], p = 0.916)。仅中值为10% [IQR 4-25] 的 CT 钙化 VOI 显示有F18氟化钠的摄取增加, 中值为 35%[IQR 6-42] 的 F18 氟化钠 PET VOI 显示有CT 上的钙化。 结论: 相较于 CT, F18 氟化钠 PET 展现了钙化过程中的一个不同阶段。在高危病人中, 我们观察到罪犯和非罪犯斑块具有类似的 PET F18 氟化钠摄取和模式, 表明该方法可能在早期动脉粥样硬化狭窄发展中具有更高的价值。.