1999/10 Különszám

A PET alkalmazása Magyarországon

A PET kardiológiai alkalmazása

Kőszegi Zsolt - Galuska László - Trón Lajos - Édes István

A fejlett országokban vezető halálok a koszorúér-betegség, ami a szívizom érellátási zavarát (isémiáját) hozza létre, az pedig miokardiális anyagcserezavart indukál. A pozitron emíssziós tomográfia (PET) non-invaziv módon nyújt kiváló lehetőséget a humán patofiziológiai folyamatok tanulmányozására.

Normál körülmények között a szív elsősorban a zsírsavak és a szénhidrátok égetésével fedezi tetemes energiaigényét. A miokardiális zsírsav-anyagcsere PET jelzésére a 11C-palmitinsav alkalmas. A leggyakrabban használt jelzőanyagokat az 1. táblázat foglalja össze. A szívizomban az elsődleges extrakciója több mint 50%, ezért a miokardiumban mérhető kezdeti aktivitása arányos a vérátáramlással. A kimosódása viszont az oxidatív lebomlását jellemzi, melynek végterméke 11C-CO2 lesz. Dinamikus vizsgálattal a regionális zsírsav-oxidáció csökkenését találták isémiában (1). A szívizom teljes oxidatív anyagcseréjét 11C-acetáttal lehet mérni. Az acetát ugyanis az oxidáció végső közös útján a Szent-Györgyi-Krebs-ciklusban ég el, így a kimosódási görbe első komponense az O2-felhasználást jellemzi. Monoexponenciális illesztéssel határozható meg a kimosási görbe időállandója (K-mono), amely a regionális O2-fogyasztással arányos. Az eddigi közlemények szerint a teljes oxidatív metabolizmus sebessége általában a szöveti vérátáramlással (perfúzióval) párhuzamosan változik (2).

1. táblázat • PET jelzőanyagok kardiológiai vizsgálatokhoz

A szív anyagcseréjének vizsgálatára a fenti - inkább kutatási területeken alkalmazott jelzőanyagokon kívül - klinikailag az életképesség vizsgálatok arany standardjának a glükóz analóg 18F-fluoro-dezoxi-glükózt (18FDG) használjuk, amely a viabilis szívizomsejtek jelölésével jól elkülöníti a heges és a károsodott vérellátás miatt rosszul összehúzódó "alvó" (hibernált) - még megmenthető - szívizmot, ezáltal előre jelezhető a koszorúér-áthidalásos (bypass) műtét eredményessége (3).

A vérátáramlás csökkenése a viabilis szívizom fokozott glükózfelvételét hozza létre, így a hibernált miokardiumra jellemző viszonylag megtartott metabolikus aktivitás (mismatch) a perfúziós vizsgálattal történő összehasonlítás révén mutatható ki. Perfúziós PET jelzőanyag (13NH4, H2 15O) hiányában elfogadott, hogy nyugalmi SPECT (single photon emission computed tomography) vizsgálat alkalmával a technéciummal jelzett, MIBI által meghatározott aktivitáshoz viszonyítják az 18FDG-felvételt. Akkor beszélünk mismatchről, ha egy szegmentumban a perfúzióhoz képest 1,2-szer nagyobb 18FDG-aktivitás észlelhető. Egy másik megközelítés szerint maga az 18FDG-felvétel mértéke is irányadó lehet az életképesség tekintetében. Ha a normál felénél nagyobb relatív aktivitás észlelhető egy szegmentumban, akkor az nem teljesen elhalt szívizom jelenlétére utal (4).

Azért is lehet erre az adatra támaszkodni, mert a PET vizsgálat alkalmával - más izotópos technikákkal ellentétben - ténylegesen meghatározható az egyes szegmentumok radioaktivitás-tartalma, hiszen az elnyelődés külső sugárforrás segítségével pontosan mérhető és korrigálható.

Az irodalmi adatokat saját eddigi vizsgálataink is alátámasztják. A PET vizsgálat alapján indikált coronaria bypass műtétet követően az echocardiographiás vizsgálat a szívfunkció jelentős javulását igazolta (1. ábra) (5,6).

1. ábra • Az 18FDG PET vizsgálat poszterobazálisan, a csúcson és poszterolaterálisan kis területű hegesedéseket jelez - nagy kiterjedésű környéki hibernáló miokardium együttes jelenlétével: A metabolikus aktivitás a definitív (hegesedést okozó) infarktusos területekre jellemzően az említett régiókban csak kis kiterjedésben mutat jelentős defektusokat, a környéki régiók BFDG felvétele relatíve megtartott. A felső sor a reorientáció menetét szemlélteti, a bal kamra hossztengelyét két irányból kell kijelölni. Az erre merőleges rövidtengelyű metszetsorozat látható a 2-3. sorban, a csúcstól a bázis felé haladva. A vastag nyilak a jelentős metabolikus csökkenéseket, defektusokat jelzik. Feltűnő a jobb kamra dílatációja és intenzív 18FDG felvétele. A műtét után három hónappal készült echokardiográfia a falmozgászavar enyhülését és az ejekciós frakció jelentős javulását (23%-ról 35%-ra) mutatta.

Megfigyelésünk szerint a metabolikus PET vizsgálatok segítséget nyújthatnak a szívizominfarktus szövődményeként kialakuló balkamrai aneurizmák anatómiai vagy funkcionális jellegének megítélésében is (7,8). Azt találtuk, hogy az anatómiai aneurizmák esetében az épnek tekinthető területekhez viszonyított relatív 18FDG-aktivitás nem éri el a 25%-ot. Az elkülönítés jelentőségét az adja, hogy az anatómiai aneurizmákat érdemes kimetszeni (rezekálni), míg a funkcionális aneurizmák területéhez vezető koszorúeret akkor indokolt áthidalni, ha az életképesség igazolható. A kimetszés megtervezéséhez, s a rezekciós vonal kijelöléséhez is segítséget jelent a heges terület PET-tel történő pontos kimutatása (2. ábra).

2. ábraBalkamrai aneurizma esete 18FDG PET csúcsi infarktus után aneurizma kialakulását jelzi. A bal felső panel első három sorában rövidtengelyű metszetsorozat látható, a 4. sorban transzaxiális szeletek. A jobb felső részben a rövidtengelyű metszetekből készült balkamrai (polar map) térkép. Alul bal oldalon szagittális, jobb oldalon horizontális szelet. A szívcsúcson az aneurizma területében izotópfelvétel-hiány, amely a fal teljes vastagságában hegesedésre utal.

A glükózfelvételt jelző 18FDG a glükózhoz hasonlóan jut a miokardiális sejtekbe, de ott foszforilálódást követően nem metabolizálódik tovább, hanem 18FDG-6-foszfát formájában akkumulálódik. Dinamikus vizsgálati körülmények között a Patlak-analízis alapján kvantifikálható az eredő foszforiláció. Az aktuális vércukorszint ismeretében kiszámítható a regionális miokardiális glükóz utilizáció (rMGU glükóz felhasználás) mmol/min/szívizomszövet (g) mértékegységben.

Saját mérésünk során a glükózfelvétel MIBI-SPECT-tel történő összehasonlítás során matching defektusnak bizonyuló területeken a miokardiális glukóz felvétel 0,12 mmol/min/g alatt, a mismatch területen 0,18 mmol/min/g feletti, míg a normál részeken átlagosan 0,24 mmol/min/g (szívizomszövet)-nek volt számítható (9). Fontos hangsúlyozni, hogy ez a vizsgálat orális szénhidrát töltést követően zajlott. Mivel a miokardium glükózhasznosítása komplex módon szabályozódik, más értékek várhatók éhgyomri körülmények között, vagy a mostanában javasolt "hiperinzulinémiás-euglikémiás clamp" alkalmazásával. Ez a technika alkalmat ad az egésztest-cukorfelvétel és az inzulin érzékenység/rezisztencia meghatározására is (10).

A glükóz intracelluláris felvételének részleteit tovább analizálhatjuk, ha a Blomquist által leírt metódussal kiszámítjuk a háromkompartmentes modell kinetikai állandóit (11). A k1 és a k2 a szív esetében valószínűleg elsősorban a glükóz transzporterek (GLUT1, GLUT4) aktivitásával függ össze, míg a glükóz intracelluláris foszforilálódásával inkább a k3 mutathat összefüggést. A kinetikai állandók változásának vizsgálata új in vivo eredményeket hozhat olyan betegségek patomechanizmusának kutatásában is, mint az I. és II. típusú diabetes mellitus. Az így szerzett ismeretek minden bizonnyal segítenek majd a miokardiális energia-háztartásba közvetlenül sejtszinten beavatkozó farmakológiai hatások lemérésében is.

IRODALOM

1 Grover-McKay M. Schelbert H, Schwaiger M, et al: Identification of impaired metabolic reserve by atrial pacing in patients with significant coronary artery stenosis. Circulation 1986; 74: 281-292

2 Gropler R, Siegel B, Sampathkumaran K, et al: Dependence of recovery of contractile function on maintenance of oxidative metabolism after myocardial infarction. J Am Coll Cardiol 1992; 19:989-997

3 Tillisch, J., Brunken, R., Marshall, R. et al: Reversibility of cardiac wall motion abnormalities predicted by positron emission tomography. N. Engl. J. Med. 314:884, 1986.

4 Peronne-Filardi, P., Bachorach B., Dilsizian V. et al: Regional Left Ventricular Uptake of 18-Fluo-rodeoxyglucose and 201-T1 in Patients With Chronic Coronary Artery Disease and Left Ventricular Dysfunction. Circulation 86: 1125, 1992.

5 Kőszegi Zs., Balkay L., Emri M. et al: Detection of glucose uptake in akinetic myocardium by 18FDG PET in relation to rest planar T1-201 scintigraphy. Cardiologia Hungarica suppl 3. 1995;20.

6 Kőszegi Zs., Szakáll Sz., Trón L., Hegedűs I., Édes I. Péterffy Á.: Nagykockázatú koszorúér bypass műtét eredményességének előrejelzése pozitron emissziós tomográfiával. Orvosi Hetilap 1997: 138:1691-1693

7 Kőszegi Zs., Szűk T., Voith L., Csapó K., Édes L, Balkay L., Trón L.: Metabolic and contractile reserve of infarcted myocardíum in relation to collateralisation. Journal of Nuclear Cardiology 1997; 4: S81.

8 Szűk T., Kőszegi Zs., Csapó K., Voith L., Édes L, Vaszily M., Tamás É., Bajnok L., Balkay L., Trón L.: Angiological and 18BFDG-PET characteristic of left ventricular functional and anatomical aneurysms. Journal of Nuclear Cardiology 1997; 4: S88

9 Kertész A., Kőszegi Zs., Fülöp T., Szakáll Sz., Balkay L., Emri M., Trón L.: Dinamikus 18FDG-PET vizsgálat a szívizom glükózfelvételének mérésére. Cardiológia Hungaríca, 98/suppl. 1:26

10 Knuuti MJ. Nuutila P, Routslainen U. Saraste M et al: Euglycemic hyperinsulinemic clamp and oral glucose load in stimulating myocardial glucose utilization during positron emission tomography. J Nucl Med, 1992; 33: 1255-1262.

11 Blomquist G.: On the construction of functional maps in positron emission tomography. J Cereb Blood Flow Metab 1984; 4:629-32.


<-- Vissza az 1999/10 (különszám) szám tartalomjegyzékére