SCOPUS
SCIE
Comparative evaluation of the algorithms for parametric mapping of the novel myocardial PET imaging agent <sup>18</sup> F-FPTP
저자
Kim, Ji Who ; Seo, Seongho ; Kim, Hyeon Sik ; Kim, Dong-Yeon ; Lee, Ho-Young ; Kang, Keon Wook ; Lee, Dong Soo ; Bom, Hee-Seung ; Min, Jung-Joon ; Lee, Jae Sung
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2017
작성언어
-주제어
등재정보
SCOPUS,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
469-479(11쪽)
제공처
<P><B>Objective</B></P><P>(<SUP>18</SUP>F-fluoropentyl)triphenylphosphonium salt (<SUP>18</SUP>F-FPTP) is a new promising myocardial PET imaging tracer. It shows high accumulation in cardiomyocytes and rapid clearance from liver. We performed compartmental analysis of <SUP>18</SUP>F-FPTP PET images in rat and evaluated two linear analyses: linear least-squares (LLS) and a basis function method (BFM) for generating parametric images. The minimum dynamic scan duration for kinetic analysis was also investigated and computer simulation undertaken.</P><P><B>Methods</B></P><P><SUP>18</SUP>F-FPTP dynamic PET (18 min) and CT images were acquired from rats with myocardial infarction (MI) (<I>n</I> = 12). Regions of interest (ROIs) were on the left ventricle, normal myocardium, and MI region. Two-compartment (<I>K</I><SUB>1</SUB> and <I>k</I><SUB>2</SUB>; 2C2P) and three-compartment (<I>K</I><SUB>1</SUB>–<I>k</I><SUB>3</SUB>; 3C3P) models with irreversible uptake were compared for goodness-of-fit. Partial volume and spillover correction terms (<I>V</I><SUB><I>a</I></SUB> and <I>α</I> = 1 − <I>V</I><SUB><I>a</I></SUB>) were also incorporated. LLS and BFM were applied to ROI- and voxel-based kinetic parameter estimations. Results were compared with the standard ROI-based nonlinear least-squares (NLS) results of the corresponding compartment model. A simulation explored statistical properties of the estimation methods.</P><P><B>Results</B></P><P>The 2C2P model was most suitable for describing <SUP>18</SUP>F-FPTP kinetics. Average <I>K</I><SUB>1</SUB>, <I>k</I><SUB>2</SUB>, and <I>V</I><SUB><I>a</I></SUB> values were, respectively, 6.8 (ml/min/g), 1.1 (min<SUP>−1</SUP>), and 0.44 in normal myocardium and 1.4 (ml/min/g), 1.1 (min<SUP>−1</SUP>), and 0.32, in MI tissue. Ten minutes of data was sufficient for the estimation. LLS and BFM estimations correlated well with NLS values for the ROI level (<I>K</I><SUB>1</SUB>: <I>y</I> = 1.06<I>x</I> + 0.13, <I>r</I><SUP><I>2</I></SUP> = 0.96 and <I>y</I> = 1.13<I>x</I> + 0.08, <I>r</I><SUP><I>2</I></SUP> = 0.97) and voxel level (<I>K</I><SUB>1</SUB>: <I>y</I> = 1.22<I>x</I> − 0.30, <I>r</I><SUP><I>2</I></SUP> = 0.90 and <I>y</I> = 1.26<I>x</I> + 0.00, <I>r</I><SUP><I>2</I></SUP> = 0.92). Regional distribution of kinetic parametric images (<I>αK</I><SUB>1</SUB>, <I>K</I><SUB>1</SUB>, <I>k</I><SUB>2</SUB>, <I>V</I><SUB>a</SUB>) was physiologically relevant. LLS and BFM showed more robust characteristics than NLS in the simulation.</P><P><B>Conclusions</B></P><P>Fast kinetics and highly specific uptake of <SUP>18</SUP>F-FPTP by myocardium enabled quantitative analysis with the 2C2P model using only the initial 10 min of data. LLS and BFM were feasible for estimating voxel-wise parameters. These two methods will be useful for quantitative evaluation of <SUP>18</SUP>F-FPTP distribution in myocardium and in further studies with different conditions, disease models, and species.</P><P><B>Electronic supplementary material</B></P><P>The online version of this article (doi:10.1007/s12149-017-1171-6) contains supplementary material, which is available to authorized users.</P>
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