Болезнь Альцгеймера (AD) является необратимой, прогрессирующей болезнью мозга, которая медленно разрушает когнитивные способности, в частности , память и мышление и, в конечном счете, способность решать самые простые задачи повседневной жизни. Несмотря на лечение, которое может помочь справиться с симптомами AD, эффективных лекарств от болезни сегодня нет. Следует также отметить , что AD является лишь одной из многих форм деменции или прогрессивных когнитивных нарушений, которые часто просматриваются врачами клиницистами. При болезни Альцгеймера наблюдается аномальное отложение двух белков, амилоида и тау. Амилоид накапливается в виде бляшек , а тау в виде нейрофибриллярных клубочков. При болезни Альцгйемера наблюдается прогрессирующе повреждение нейронов и связей между нейронами, что в конечном итоге приводит к гибели нейронов. Этот процесс первоначально и постепенно распространяется на центр обучения и памяти мозга - гиппокамп , а затем и на другие области мозга ( эти изменения мозга начинаются за 10-20 лет до появления признаков или симптомов заболевания).
Обычные методы визуализации головного мозга, такие как компьютерная томография (КТ) и магнитно-резонансная томография (МРТ), не выявляют амилоидных бляшек и нейрофибриллярных клубочков. Молекулярная визуализация ( вид медицинской визуализации, который позволяет проследить подробные картины того, что происходит внутри организма на молекулярном и клеточном уровне, молекулярная визуализация позволяет врачам наблюдать физиологические процессы и функциональные измнения в структурах мозга) предоставляет уникальную возможность визуализировать каждую из этих характерных особенностей болезни Альцгеймера. Кроме того, молекулярная визуализация позволяет идентифицировать болезнь на самых ранних стадиях, часто до появления симптомов или аномалий, которые могут быть обнаружены при других диагностических тестах.
При возникновении ряда заболеваний биохимическая активность клеток начинает меняться. Например, раковые клетки размножаются с гораздо большей скоростью и более активны, чем нормальные клетки. Клетки мозга, пораженные патологическим процессом при деменции потребляют меньше энергии, чем нормальные клетки мозга, а клетки сердца , лишенные адекватного кровотока, также начинают погибать. По мере прогрессирования болезни эта аномальная клеточная активность начинает влиять на ткань и структуры тела, вызывая анатомические изменения, которые могут наблюдаться при КТ или МРТ - сканировании. Например, раковые клетки могут образовывать опухоль. При потере клеток головного мозга общий объем головного мозга может уменьшаться или пораженные части мозга могут отличаться по плотности по сравнению с нормальными областями. Аналогично, клетки сердечной мышцы, которые поражаются, прекращают сокращаться, а общая функция сердца ухудшается.
Большинство методов молекулярной визуализации включает в себя устройство формирования изображения и визуализирующий агент или зонд . Для визуализации клеточной активности используются различные средства визуализации, такие как химические процессы, связанные с метаболизмом , использованием кислорода или кровотоком. В ядерной медицине, которая является средой молекулярной визуализации, визуализирующим агентом является радиолиганд , соединение, которое включает радиоактивный атом или изотоп. Другие методы молекулярной визуализации, такие как оптическая визуализация и молекулярный ультразвук, используют множество других агентов. Магнитно-резонансная спектроскопия способен измерять определенные химические уровни в организме без использования средства визуализации. Как только визуализирующий агент вводится в организм, он накапливается в целевом органе или прикрепляется к определенным клеткам. Устройство формирования изображения обнаруживает агент формирования изображения и создает изображения, которые показывают, как он распространяется в теле. Эта схема распределения помогает врачам различать, насколько хорошо функционируют органы и ткани.
Диагностика AD в настоящее время является сложным процессом, который может включать подробную историю ( анамнез ) пациентов, соматические и неврологические исследования, лабораторные анализы. Клинический диагноз AD имеет точность всего 63%, а тесты, такие как просьба «нарисовать часы», становятся положительными в конце процесса болезни, когда мало что можно сделать для лечения AD (Henderson, 2012). Новые диагностические критерии Ассоциации Альцгеймера подчеркивают важность диагностических биомаркеров, таких как молекулярная нейровизуализация.
Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) включает использование устройства формирования изображения (ПЭТ-сканера) и радиолиганда, который вводится в кровоток пациента. Часто используемым ПЭТ- радиолигандом при оценке деменции является 18 F-фтордезоксиглюкоза (FDG) , соединение, полученное из глюкозы и небольшого количества радиоактивного фтора. Более активные клетки головного мозга накапливают больше индикаторов FDG. Точность диагностики FDG ПЭТ-сканирования для AD составляет 93% (Bohnen et al., 2012). FDG PET также позволяет дифференцировать AD от других форм деменции. Амилоидный ПЭТ использует радиолиганд, который избирательно маркирует амилоидные бляшки, накапливающиеся при AD (Johnson et al., 2013). Лица моложе 60 лет демонстрируют положительный амилоидный ПЭТ , который очень прогностичен для болезни Альцгйемера (AD). Отрицательный амилоидный ПЭТ у пациента с симптомами слабоумия прогностичен в отношении какой-либо другой формы деменции. Однако в возрасте старше 60 лет может быть 20% или более ложноположительных показателей (Henderson, 2012; Johnson et al., 2013). Поэтому информация от изображений всегда должна интерпретироваться в сочетании с другими клиническими симптомами и лабораторными показателями.
Независимо от используемого ПЭТ-индикатора, как только радиоактивный агент накапливается в мозге, наблюдается естественный процесс затухания, в конечном итоге, это приводит к образованию фотонов, небольших пакетов световой энергии. Сканер PET способен обнаруживать эти фотоны и использовать их для создания трехмерных изображений, которые показывают, где и как радиолиганд распределяется в теле.
Однофотонная эмиссионная томография (SPECT) включает в себя использование устройства формирования изображения (сканер SPECT) и радиолиганда, который вводится в кровоток пациента. При перфузионной визуализации SPECT трассирующее вещество накапливается в клетках, исходя из того, сколько крови они получают. Поскольку кровоток является коррелятом активности в головном мозге, SPECT показывает области повышенной и сниженной активности мозга. Процесс перфузии при SPECT может демонстрировать снижение функции в височных долях, теменных долях и постуральной цингулярной извилине в соответствии с клинической картиной AD и обеспечивает надежное средство дифференциальной диагностики AD от других типов деменции. Независимо от используемого индикатора SPECT, как только радиоактивный каскад накапливается в мозге, естественный распад в конечном итоге приводит к гамма-фотонам. Сканер SPECT, который способен обнаруживать эти гамма-фотоны, создает трехмерные изображения, которые показывают, как радиоагент распределяется в мозге.Сканеры PET и SPECT часто сочетаются с компьютерной томографией, которая дает подробные представления об анатомии. Комбинация двух методов визуализации - так называемая совместная регистрация, слияние изображений или гибридная визуализация - позволяет просматривать информацию из двух разных видов сканирования в одном наборе изображений. В КТ-снимке используется рентгеновское оборудование, а в некоторых случаях - материал, повышающий контрастность, для создания трехмерных изображений.
Процедура PET начинается с внутривенной (IV) инъекции радиолиганда. Для последнего можноопределить время его распространения по всему телу. В случае FDG оно может составлять от 30 до 60 минут. В случае перфузии SPECT, индикатор захватывает изображение функции мозга через 40 минут. Затем пациента помещают в сканер, где детекторы используются для создания трехмерного изображения распределения трассировщика. Сканирование рассматривается и интерпретируется квалифицированным специалистом по визуализации, таким как врач ядерной медицины или радиолог.
Исследователи изучают использование PET и SPECT для:
- диагностике АД в начале процесса заболевания
- дифференциальной диагностике АД от других типов деменции
- контроля прогрессирования заболевания
- определения эффективности новых методов лечения
- лучшего понимания патогенеза AD, включая ее причины и факторы прогрессирования
Каковы преимущества ПЭТ для исследования мозга?
- ПЭТ позволяет непосредственно визуализировать метаболическую активность.
- Исследования ПЭТ позволяют обнаружить аномальную функцию мозга до того, как структурные изменения, вызванные смертью клеток головного мозга, можно увидеть на КТ или МРТ.
- ПЭТ полезен для выявления конкретных типов деменции, таких как болезнь Альцгеймера и лобно - височная деменция . При этих нарушениях раннее повреждение головного мозга может не влиять на объем или структуру мозга, которые можно идентифицировать при КТ или МР.
Добавить комментарий