18F-fluorodeoksiglukoosin positroniemissiotomografian herkkyys ja toistettavuus hengityslihasten toiminnan arvioimiseksi (ResPET)

Hengityslihasten toiminnan arviointi on kriittistä sekä kliinisissä että tutkimusympäristöissä. Hengityslihasten toiminnan arviointityökalut ovat erityisen hyödyllisiä diagnosoinnissa, fenotyypin määrittämisessä, patofysiologian ymmärtämisessä ja hoitovasteiden arvioinnissa potilailla, joilla on hengitystieoireita, mukaan lukien potilaat, joilla on hengitystie- ja/tai hermo-lihassairauksia. Hengityslihasten toimintaa arvioidaan yleisimmin virtauksen (esim. spirometria) ja painemittaukset spontaanin ventilaation, vapaaehtoisen hengitystoiminnan tai keinotekoisesti herätettyjen vasteiden aikana magneettista tai sähköistä stimulaatiota käyttämällä. Jotkin näistä lähestymistavoista voivat olla rajoitettuja esimerkiksi silloin, kun esiintyy kasvojen lihasheikkoutta ja/tai kun kielekkeen toiminta on heikentynyt, esimerkiksi potilailla, joilla on bulbaarinen amyotrofinen lateraaliskleroosi tai myopatia. Näin ollen laajalti käytetyt hengitystoimenpiteet voivat olla huonoja hengityslihasten muutosten ennustajia, ja tämä voi vaikuttaa kliinisiin päätöksiin, kuten aikaan, jolloin non-invasiivinen ventilaatio tulisi aloittaa sairauden jatkumon sisällä.

Positroniemissiotomografia (PET) on isotooppilääketieteellinen toimenpide, joka perustuu radioleimattujen merkkiainemolekyylien positroniemissioiden mittaamiseen. Näiden radiomerkkiaineiden avulla voidaan mitata biologisia prosesseja ja saada koko kehon kuvia, jotka osoittavat radioaktiivisten merkkiaineiden kerääntymiskohdat. Fluorodeoksiglukoosi (18F-FDG) on radioaktiivisesti leimattu glukoosimolekyyli ja se on yleisin kliinisessä käytännössä käytetty radioaktiivinen merkkiaine. 18F-FDG PET yhdistetään useimmiten tietokonetomografiaan, mutta se voidaan myös yhdistää magneettikuvaukseen (18F-FDG PET-MRI). 18F-FDG PET:tä käytetään voimakkaasti kliinisissä onkologioissa (diagnostiikka, vaiheistus, vaste hoitoon, ennuste). 18F-FDG PET löytää sovellutuksia myös muilla aloilla infektioiden ja tulehdusprosessien havaitsemiseen. 18F-FDG:tä voidaan käyttää myös lihaksissa, jotka ovat suuria glukoosin käyttäjiä. 18F-FDG PET tarjoaa mahdollisuuden arvioida useiden lihasten kuvioita ja työmäärää samanaikaisesti, mikä tarjoaa globaalin kuvan motorisen tehtävän toteuttamiseen osallistuvista lihaksista, kuten aiemmin on osoitettu olkapäälihaksissa.

Ultraäänikuvaus (US) herättää kasvavaa kiinnostusta hengityslihasten toiminnan arviointiin, koska se mahdollistaa vuode- ja non-invasiiviset arvioinnit. Äskettäin uudet yhdysvaltalaiset tekniikat, kuten leikkausaaltoelalastografia (SWE), ovat osoittaneet lupauksia hengityslihasten työn arvioinnissa. Hengityslihasten US:sta johdettujen muuttujien kyky heijastaa lisääntynyttä lihastyötä on kuitenkin edelleen epäselvä. Siksi on tarpeen rakentaa todisteita, jotka tukevat ei-invasiivisia Yhdysvaltain biomarkkereita hengityslihasten toiminnalle.

18F-FDG PET tarjoaa ainutlaatuisen mahdollisuuden tutkia hengityslihasten kuvioita ja työmäärää. Lepotilassa 18F-FDG:n oton hengityslihaksessa tiedetään olevan vähäistä. Parhaan tietomme mukaan 18F-FDG:n ottoa hengityslihaksiin levossa terveillä koehenkilöillä ei kuitenkaan ole koskaan erityisesti raportoitu. On epäselvää, voidaanko 18F-FDG PET:tä käyttää hengityslihasten toiminnan muutosten seuraamiseen sairauden jatkumon sisällä vai vasteena interventioon, kuten ei-invasiivisen ventilaation aloittamiseen. Hengityslihasten aiheuttaman lisääntyneen 18F-FDG:n oton toistettavuutta on vielä arvioitava, ja se on edellytys sen muutokselle herkkyyden määrittämiselle. Lisäksi 18F-FDG:n lisääntymisen ja hengityslihasten työn välinen suhde arvioituna muilla menetelmillä (esim. virtaus- ja painemittaukset, pinnan elektromyografia (sEMG)) ja moniparametrisesta US:sta johdetut muuttujat ovat vielä määrittämättä. Koska MRI ei käytä ionisoivaa säteilyä ja pehmytkudosten erittäin korkeampien kontrastiominaisuuksien vuoksi, PET:n yhdistäminen MRI:hen CT:n sijaan on tärkeämpää PET-lihasanalyysien tarkoituksessa.