التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني للدماغ

📅 آخر تحديث: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 2 صور
الموسوعة الحرة

التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني للدماغ هو أحد أنواع التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET) الذي يُستخدم لقياس استقلاب الدماغ وتوزيع المواد الكيميائية الخارجية الموسومة إشعاعيًا في جميع أنحاء الدماغ. يقيس التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني الانبعاثات من المواد الكيميائية النشطة استقلابيًا والموسومة إشعاعيًا والتي تم حقنها في مجرى الدم. تُعالج بيانات الانبعاثات من التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني للدماغ بواسطة الحاسوب لإنتاج صور متعددة الأبعاد لتوزيع المواد الكيميائية في جميع أنحاء الدماغ. [ 1 ] : 57

عملية

تُنتَج النظائر المشعة المُصدرة للبوزيترونات عادةً بواسطة السيكلوترون ، وتُوسَم المواد الكيميائية بهذه الذرات المشعة. وتشمل النظائر المشعة المستخدمة في العيادات عادةً الفلوريد-18 (18F) ، والكربون-11 (11C) ، والأكسجين -15 (15O) . يُحقن المركب الموسوم، والذي يُسمى المتتبع الإشعاعي أو الرابط الإشعاعي ، في مجرى الدم، وينتقل في النهاية إلى الدماغ عبر الدورة الدموية. تكشف أجهزة الكشف في ماسح التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET) النشاط الإشعاعي أثناء شحن المركب في مناطق مختلفة من الدماغ. يستخدم الحاسوب البيانات التي تجمعها أجهزة الكشف لإنشاء صور متعددة الأبعاد (عادةً ثلاثية الأبعاد حجمية أو رباعية الأبعاد متغيرة مع الزمن) تُظهر توزيع المتتبع الإشعاعي في الدماغ بمرور الوقت. وتُعد مجموعة واسعة من الروابط مفيدة بشكل خاص لرسم خرائط جوانب مختلفة من نشاط الناقلات العصبية، ويُعد الشكل الموسوم من الجلوكوز، مثل FDG ، أكثر متتبعات PET استخدامًا . [ 2 ] [ 3 ]

المزايا والعيوب

تتمثل الفائدة الأكبر للتصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET) في قدرته على إظهار تدفق الأكسجين واستقلاب الجلوكوز في أنسجة الدماغ العامل. تعكس هذه القياسات مستوى نشاط الدماغ في مختلف مناطقه، وتتيح لنا فهمًا أعمق لكيفية عمله. تفوقت فحوصات PET على جميع طرق التصوير الأيضي الأخرى من حيث الدقة وسرعة الإنجاز (في غضون 30 ثانية فقط) عند ظهورها لأول مرة. سمحت الدقة المحسّنة بدراسة أفضل لمنطقة الدماغ التي يتم تنشيطها أثناء مهمة معينة. أما العيب الأكبر للتصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني فهو أن النشاط الإشعاعي يتلاشى بسرعة، مما يجعله محدودًا في مراقبة المهام القصيرة. [ 1 ] : 60

الاستخدامات

صور مُلتقطة بتقنية التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (مقاطع محورية) تُظهر تأثيرات التعرض المزمن للأدوية على بروتينات مختلفة تُشارك في نقل الدوبامين العصبي، وعلى وظائف الدماغ (كما تم تقييمها من خلال استقلاب الجلوكوز في الدماغ). في حين أن بعض التأثيرات مشتركة بين العديد من أنواع المخدرات، إلا أن بعضها الآخر أكثر تحديدًا. تشمل هذه التأثيرات انخفاض مستوى إنزيم أوكسيداز أحادي الأمين B في الدماغ (الإنزيم المُشارك في استقلاب الدوبامين) لدى مُدخني السجائر. تم استخدام مقياس قوس قزح لترميز صور التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني؛ حيث يتم عرض تركيز المُتتبع الإشعاعي من الأعلى إلى الأدنى كالتالي: أحمر > أصفر > أخضر > أزرق. [ 4 ]

قبل أن يصبح استخدام التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) شائعًا، كان التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET) هو الطريقة المفضلة لتصوير الدماغ وظيفيًا (مقارنةً بالتصوير البنيوي)، ولا يزال يُسهم إسهامًا كبيرًا في علم الأعصاب . كما يُعدّ التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني مفيدًا في الجراحة التجسيمية الموجهة بالتصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني والجراحة الإشعاعية لعلاج أورام الدماغ، والتشوهات الشريانية الوريدية، وغيرها من الحالات التي يمكن علاجها جراحيًا. [ 5 ]

يُستخدم التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET) أيضًا لتشخيص أمراض الدماغ، لا سيما أن أورام الدماغ والسكتات الدماغية والأمراض التنكسية العصبية (مثل مرض الزهايمر ومرض باركنسون) تُحدث جميعها تغييرات كبيرة في استقلاب الدماغ، مما يؤدي بدوره إلى تغييرات قابلة للكشف في صور PET. ويُعدّ التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني مفيدًا للغاية في الحالات المبكرة لبعض أنواع الخرف (ومن الأمثلة الكلاسيكية مرض الزهايمر ومرض بيك )، حيث يكون الضرر المبكر منتشرًا جدًا ولا يُحدث فرقًا كبيرًا في حجم الدماغ وبنيته العامة، بحيث لا تُحدث تغييرات كافية في صور الأشعة المقطعية والتصوير بالرنين المغناطيسي القياسي للتمييز بينه وبين النطاق "الطبيعي" لضمور القشرة الدماغية الذي يحدث مع التقدم في السن (لدى الكثيرين وليس جميعهم)، والذي لا يُسبب الخرف السريري.

يُستخدم التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET) بشكل فعال في تشخيص التصلب المتعدد ومتلازمات إزالة الميالين المكتسبة الأخرى ، ولكن بشكل رئيسي لأغراض البحث في آليات المرض وليس التشخيص. ويستخدم هذا النوع من التصوير مواد مشعة محددة لرصد نشاط الخلايا الدبقية الصغيرة . ويُستخدم حاليًا بروتين ناقل 18 كيلو دالتون (TSPO) على نطاق واسع. [ 6 ] كما تُجرى أحيانًا فحوصات PET-CT مُدمجة . [ 7 ]

أنواع المتتبعات

يقيس التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني باستخدام الأكسجين -15 تدفق الدم إلى الدماغ بشكل غير مباشر. في هذه الطريقة، تشير زيادة إشارة النشاط الإشعاعي إلى زيادة تدفق الدم، والذي يُفترض أنه يرتبط بزيادة نشاط الدماغ. ونظرًا لأن عمر النصف للأكسجين-15 يبلغ دقيقتين، فإنه يجب نقله مباشرةً من مسرع الجسيمات الطبي (سيكلوترون) لاستخدامه في هذه التطبيقات، وهو أمر صعب.

يستفيد التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني باستخدام 18F-FDG من حقيقة أن الدماغ يستهلك الجلوكوز بسرعة في الظروف الطبيعية. يقيس التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني القياسي للدماغ باستخدام 18F-FDG استهلاك الجلوكوز في مناطق محددة، ويمكن استخدامه في التشخيص المرضي العصبي.

أدى تطوير عدد من المجسات الجديدة للتصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET) غير الجراحي والحيوي للتجمعات العصبية في الدماغ البشري إلى جعل تصوير الأميلويد بتقنية PET على وشك الاستخدام السريري. [ 3 ] يعتمد تصوير الأميلويد على مسح PET مع متتبع مشع يرتبط بلوحات الأميلويد. ويمكن لهذا المسح توفير صور تفصيلية لتوزيع الأميلويد قبل ظهور الخرف. [ 8 ] من أوائل مجسات تصوير الأميلويد: 2-(1-{6-[(2-[ 18F ]فلوروإيثيل)(ميثيل)أمينو]-2-نفثيل}إيثيليدين)مالونونيتريل ([ 18F ]FDDNP) [ 12 ] الذي طُوِّر في جامعة كاليفورنيا، لوس أنجلوس، وN-ميثيل-[ 11 C]2-(4'-ميثيل أمينوفينيل)-6-هيدروكسي بنزوثيازول [ 13 ] (المعروف باسم مركب بيتسبرغ B ) الذي طُوِّر في جامعة بيتسبرغ. تتيح هذه المجسات التصويرية للأميلويد رؤية لويحات الأميلويد، مما يُسهم في التشخيص السريري الإيجابي لمرض الزهايمر، كما يُساعد في تطوير علاجات جديدة مضادة للأميلويد. يُعدّ [ 11C ]PMP (بروبيونات N-[ 11C ]ميثيل بيبيريدين-4-يل) مستحضرًا صيدلانيًا إشعاعيًا جديدًا يُستخدم في التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET) لتحديد نشاط نظام الناقل العصبي أستيل كولين، وذلك من خلال عمله كركيزة لإنزيم أستيل كولين إستراز. وقد أظهر فحص ما بعد الوفاة لمرضى الزهايمر انخفاضًا في مستويات أستيل كولين إستراز. يُستخدم [ 11C ]PMP لرسم خريطة نشاط أستيل كولين إستراز في الدماغ، مما قد يُتيح تشخيص مرض الزهايمر قبل الوفاة ويُساعد في مراقبة علاجاته. [ 14 ] طوّرت شركة Avid Radiopharmaceuticals وسوّقت مركبًا يُسمى فلوربيتابير ، يستخدم النظير المشع طويل الأمد فلور-18 للكشف عن لويحات الأميلويد باستخدام فحوصات التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET). [ 15 ]

في عام 2024، تمت الموافقة في الولايات المتحدة وأوروبا على فلورتاوسيبير (18F)، وهو متتبع آخر للتصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET) يستخدم للكشف عن بروتين تاو في التشابكات الليفية العصبية ، وهي السمة المميزة الثانية لمرض الزهايمر. [ 16 ]

أجهزة التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET) المخصصة للدماغ

NeuroLF - نظام تصوير مقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET) مخصص للدماغ. الصورة مقدمة من شركة Positrigo AG، سويسرا.

في عام ٢٠١٩، نشر كاتانا وآخرون [ ١٧ ] مقالًا استعراضيًا بعنوان "تطوير أجهزة تصوير الدماغ بتقنية التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني: التطورات الحديثة والآفاق المستقبلية". وتعمل شركات عديدة حول العالم على تطوير نظام تصوير دماغي بتقنية التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني، سواءً لأغراض البحث العلمي أو للاستخدام السريري الروتيني. ومن هذه الشركات شركة بوزيتريجو التي تعمل على نظام نيورو إل إف .

التحديات

يتمثل أحد التحديات الرئيسية لتطوير مواد التتبع الجديدة للتصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET) للتصوير العصبي في ضرورة قدرة هذه المواد على عبور الحاجز الدموي الدماغي. وعادةً ما تُستخدم جزيئات صغيرة قابلة للذوبان في الدهون، لقدرتها على عبور الحاجز الدموي الدماغي عبر الانتشار السلبي بوساطة الدهون .

مع ذلك، ومع اتجاه صناعة الأدوية نحو استخدام الجزيئات الحيوية الكبيرة في العلاجات، ركزت الأبحاث الحديثة أيضًا على استخدام جزيئات حيوية، مثل الأجسام المضادة ، كمتتبعات في التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET). وقد زادت صعوبة عبور هذه المتتبعات الأكبر حجمًا حاجز الدم الدماغي (BBB) ​​نظرًا لكبر حجمها الذي يعيق انتشارها السلبي عبره. لذا، تبحث الدراسات الحديثة في طرق لنقل الجزيئات الحيوية عبر حاجز الدم الدماغي باستخدام أنظمة النقل الذاتية، بما في ذلك النواقل الوسيطة مثل نواقل الجلوكوز والأحماض الأمينية، والنقل الخلوي الوسيط بالمستقبلات للأنسولين أو الترانسفيرين . [ 18 ]

مراجع

  1. 1 2 نيلسون إل جي، ماركوفيتش إتش جيه (1999). علم الأعصاب الإدراكي للذاكرة . سياتل: هوغريف وهوبر للنشر. ص  57.
  2. ↑ فالابهاجوسولا، شانكار (2009). التصوير الجزيئي: المستحضرات الصيدلانية الإشعاعية للتصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET) والتصوير المقطعي المحوسب بإصدار فوتون واحد (SPECT ). سبرينغر-فيرلاغ. ISBN 978-3-540-76735-0. OCLC 437345781 . 
  3. 1 2 شولياراس إل، أوبراين جيه تي (أكتوبر 2023). " استخدام تقنيات التصوير العصبي في التشخيص المبكر والتفريقي للخرف" . الطب النفسي الجزيئي . 28 (10): 4084-4097 . doi : 10.1038/s41380-023-02215-8 . PMC 10827668. PMID 37608222 .  
  4. ↑ فولكو، ن. د.، فاولر، ج. س.، وانغ، ج. ج. (مايو 2003). " دماغ الإنسان المدمن: رؤى من دراسات التصوير" . مجلة التحقيقات السريرية . 111 (10): 1444-1451 . doi : 10.1172/jci18533 . PMC 155054. PMID 12750391 .  
  5. ↑ ليفيفيير، مارك؛ ماساجير، نيكولا؛ ويكلر، ديفيد؛ لورنزوني، خوسيه؛ رويز، سلفادور؛ ديفريينت، دانيال؛ ديفيد، فيليب؛ ديسميدت، فرانسواز؛ سيمون، ستيفان؛ هوت، بول فان؛ بروتشي، جاك؛ غولدمان، سيرج (1 يوليو 2004). "استخدام صور التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني التجسيمي في تخطيط جرعات الجراحة الإشعاعية لأورام الدماغ: الخبرة السريرية والتصنيف المقترح" . مجلة الطب النووي . 45 (7): 1146-1154 . PMID 15235060 . 
  6. ↑ أيراس إل، نيلوند إم، ريسانين إي (مارس 2018). "تقييم تنشيط الخلايا الدبقية الصغيرة لدى مرضى التصلب المتعدد باستخدام التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني" . فرونتيرز إن نيورولوجي . 9 181. doi : 10.3389/fneur.2018.00181 . PMC 5879102. PMID 29632509 .  
  7. ↑ مالو-بيون سي، لامبرت آر، ديكاري جي سي، توربان إس (فبراير 2018). "التصوير الطبي لمتلازمة إزالة الميالين المكتسبة باستخدام التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني/التصوير المقطعي المحوسب مع 18F-FDG". الطب النووي السريري . 43 (2): 103-105 . doi : 10.1097/RLU.0000000000001916 . PMID 29215409 . 
  8. 1 2 شابلو، م؛ إياكارينو، ل؛ سليماني-ميغوني، د؛ رابينوفيتشي، ج.د. (يونيو 2022). "دور التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني للأميلويد في تصوير الاضطرابات التنكسية العصبية: مراجعة" . مجلة الطب النووي . 63 (ملحق 1): 13S– 19S . doi : 10.2967/jnumed.121.263195 . PMC 9165727. PMID 35649652 .  
  9. ^ ناسو، سيجي؛ هاتا، تاكاشي؛ ناكاجيما، تورو؛ سوزوكي ، يوتاكا (مايو 2002). "تقييم 18 F-FDG PET في السكتة الدماغية الحادة: تقييم التراكم المفرط حول الآفة". كاكو إيجاكو . 39 (2): 103- 110. أو سي إل سي 111541783 . بميد 12058418 . نيد 10025136171 .   
  10. ↑ ديردين، كولين ب.؛ فيدين، توم أو.؛ ​​سيمونز، نيكولاس ر.؛ يوندت، كينت د.؛ فريتش، سوزان م.؛ جروب، روبرت ل.؛ باورز، ويليام ج. (أغسطس 1999). "طريقة التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني القائمة على العد للتنبؤ بالسكتة الدماغية الإقفارية لدى المرضى الذين يعانون من انسداد الشريان السباتي المصحوب بأعراض". مجلة علم الأشعة . 212 (2): 499-506 . doi : 10.1148/radiology.212.2.r99au27499 . PMID 10429709 . 
  11. ↑ ريد، إس جيه؛ هيرانو، تي؛ أبوت، دي إف؛ ساشينيديس، جي آي؛ توشون-دانغوي، إتش جيه؛ تشان، جي جي؛ إيغان، جي إف؛ سكوت، إيه إم؛ بلادين، سي إف؛ مكاي، دبليو جيه؛ دونان، جي إيه (1 ديسمبر 1998). "تحديد الأنسجة ناقصة الأكسجين بعد السكتة الدماغية الإقفارية الحادة باستخدام التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني و18F-فلوروميسونيدازول". علم الأعصاب . 51 (6): 1617-1621 . doi : 10.1212/WNL.51.6.1617 . PMID 9855512. S2CID 34075 .  
  12. ↑ أغديبا إي دي، كيبي في، ليو جيه، فلوريس-توريس إس، ساتيامورثي إن، بيتريك إيه، وآخرون . (ديسمبر 2001). "خصائص ارتباط مشتقات 6-ثنائي ألكيل أمينو-2-نفثيل إيثيليدين المشعة بالفلور كمجسات تصوير مقطعي بالإصدار البوزيتروني للويحات بيتا أميلويد في مرض الزهايمر" . مجلة علم الأعصاب . 21 (24): RC189. doi : 10.1523/JNEUROSCI.21-24-j0004.2001 . PMC 6763047. PMID 11734604 .   
  13. ↑ ماثيس سي إيه، باكسكاي بي جيه، كاجداس إس تي، ماكليلان إم إي، فروتش إم بي، هايمان بي تي، وآخرون . (فبراير 2002). "مشتق ثيوفلافين-تي محب للدهون للتصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET) للأميلويد في الدماغ". رسائل الكيمياء الحيوية والطبية . 12 (3): 295-298 . doi : 10.1016/S0960-894X(01)00734-X . PMID 11814781 .  
  14. ↑ كول، دي إي؛ كوب، آر إيه؛ مينوشيما، إس؛ سنايدر، إس إي؛ فيكارو، إي بي؛ فوستر، إن إل؛ فراي، كيه إيه؛ كيلبورن، إم آر (1 مارس 1999). "الرسم البياني الحيوي لنشاط أستيل كولين إستراز الدماغي في الشيخوخة ومرض الزهايمر". علم الأعصاب . 52 (4): 691-699 . doi : 10.1212/wnl.52.4.691 . PMID 10078712. S2CID 11057426 .  
  15. ↑ كولاتا، جينا (24 يونيو 2010). "يُتوقع ظهور بوادر للكشف عن مرض الزهايمر" . صحيفة نيويورك تايمز .
  16. ↑ "تقرير التقييم الأوروبي لدواء تاوفيد" . وكالة الأدوية الأوروبية . 27 يونيو 2024. تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 فبراير 2025 .
  17. ↑Catana, Ciprian (2019). "Development of Dedicated Brain PET Imaging Devices: Recent Advances and Future Perspectives". Journal of Nuclear Medicine. 60 (8): 1044–1052. doi:10.2967/jnumed.118.217901. PMC 6681695. PMID 31028166.
  18. ↑Sehlin D, Syvänen S (December 2019). "Engineered antibodies: new possibilities for brain PET?". European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 46 (13): 2848–2858. doi:10.1007/s00259-019-04426-0. PMC 6879437. PMID 31342134.