Gevoeligheid en reproduceerbaarheid van 18F-fluorodeoxyglucose positronemissietomografie voor beoordeling van ademhalingsspieractiviteit (ResPET)

De beoordeling van de ademhalingsspierfunctie is van cruciaal belang in zowel klinische als onderzoeksomgevingen. Hulpmiddelen voor de beoordeling van de respiratoire spierfunctie zijn vooral nuttig bij het diagnosticeren, fenotyperen, begrijpen van pathofysiologie en het beoordelen van behandelingsreacties bij patiënten met ademhalingssymptomen, waaronder kritieke heuvelpatiënten en patiënten met ademhalings- en/of neuromusculaire aandoeningen. Ademhalingsspierfunctie wordt meestal beoordeeld met behulp van flow (d.w.z. spirometrie) en drukmetingen tijdens spontane beademing, vrijwillige ademhalingsinspanningen of kunstmatig opgewekte reacties met behulp van magnetische of elektrische stimulatie. Sommige van deze benaderingen kunnen beperkt zijn, bijvoorbeeld wanneer spierzwakte in het gezicht optreedt en/of wanneer de functie van de glottis is aangetast, bijvoorbeeld bij patiënten met bulbaire amyotrofische laterale sclerose of myopathieën. Bijgevolg kunnen veelgebruikte ademhalingsmaatregelen slechte voorspellers zijn van veranderingen in de ademhalingsspieren en dit kan bijdragen aan het beïnvloeden van klinische beslissingen, zoals het tijdstip waarop niet-invasieve beademing moet worden gestart binnen het ziektecontinuüm.

Positronemissietomografie (PET) is een procedure in de nucleaire geneeskunde die is gebaseerd op de meting van positronemissie van radioactief gemerkte tracermoleculen. Met deze radiotracers kunnen biologische processen worden gemeten en kunnen beelden van het hele lichaam worden verkregen die plaatsen van accumulatie van radiotracers aantonen. Fluorodeoxyglucose (18F-FDG) is een radioactief gelabeld glucosemolecuul en is de meest gebruikte radiotracer die in de klinische praktijk wordt gebruikt. 18F-FDG PET wordt meestal gecombineerd met computertomografie, maar kan ook worden gecombineerd met magnetische resonantie beeldvorming (18F-FDG PET-MRI). 18F-FDG PET wordt veel gebruikt voor klinische oncologische doeleinden (diagnostiek, stadiëring, respons op behandeling, prognose). 18F-FDG PET vindt ook toepassingen op andere gebieden voor het opsporen van infecties en ontstekingsprocessen. 18F-FDG kan ook worden gebruikt in spieren die een grote glucoseverbruiker zijn. 18F-FDG PET biedt de mogelijkheid om de patronen en werkhoeveelheid van meerdere spieren tegelijk te beoordelen, waardoor een globaal beeld wordt verkregen van de spieren die betrokken zijn bij het uitvoeren van een motorische taak, zoals eerder aangetoond in schouderspieren.

Echografie (US) trekt een groeiende belangstelling voor de beoordeling van de respiratoire spierfunctie, omdat het bedside en niet-invasieve beoordelingen mogelijk maakt. Onlangs zijn nieuwe Amerikaanse technieken zoals shear wave elastography (SWE) veelbelovend gebleken voor de beoordeling van respiratoire spierarbeid. Het vermogen van variabelen die zijn afgeleid van de US van de ademhalingsspieren om toegenomen spierarbeid weer te geven, blijft echter onduidelijk. Daarom is het noodzakelijk om bewijzen te verzamelen die niet-invasieve Amerikaanse biomarkers voor de ademhalingsspierfunctie ondersteunen.

18F-FDG PET biedt een unieke mogelijkheid om patronen en inspanning van de ademhalingsspieren te onderzoeken. Het is bekend dat de opname van 18F-FDG in de ademhalingsspier in rust klein is. Voor zover ons bekend is de opname van 18F-FDG door de ademhalingsspieren in rust echter nooit specifiek gemeld bij gezonde proefpersonen. Het is onduidelijk of 18F-FDG PET kan worden gebruikt om veranderingen in ademhalingsspieractiviteit binnen het ziektecontinuüm te volgen of als reactie op een interventie zoals het starten van niet-invasieve beademing. De reproduceerbaarheid van verhoogde 18F-FDG-opname van de geïnduceerde ademhalingsspieren moet nog worden beoordeeld en is een vereiste om de gevoeligheid voor verandering te bepalen. Bovendien is de relatie tussen verhoogde 18F-FDG-opname en respiratoire spierarbeid zoals beoordeeld met behulp van andere methoden (bijv. flow- en drukmetingen, oppervlakte-elektromyografie (sEMG)) en variabelen afgeleid van multiparametrische US moeten nog worden bepaald. Aangezien MRI geen gebruik maakt van ioniserende straling, en vanwege de zeer hogere wekedelencontrastmogelijkheden, is het combineren van PET met MRI in plaats van CT relevanter voor ons doel voor PET-spieranalyses.