Objectives: Early detection is essential for the treatment approaches of Parkinson's disease (PD). Clinical criteria alone may be insufficient to distinguish early PD from other conditions. This study aimed to investigate the transfer rate constants of 6-18F-fluoro-L-dopa (18F-FDOPA) in positron emission tomography (PET) brain images as a sensitive parameter to detect early PD.
Methods: Retrospective 18F-FDOPA PET data of five patients with early PD were collected. PET data were acquired for 90 min after intravenous injection of 306-379 MBq 18F-FDOPA, and reconstructed into a series of 18 five-minute frames. Reoriented PET images were coregistered and normalized with the PET brain template on the statistical parametric mapping. The 18F-FDOPA activity concentrations were measured in the striatum, caudate, and putamen on both sides: Contralateral (as PD) and ipsilateral (as control) to the main motor symptoms. The pharmacokinetic model was generated using the SAAM II simulation software. The transfer rate constants across the blood-brain barrier (forward, K1 and reverse, k2) and decarboxylation rate constants (k3) were estimated in these regions.
Results: The activity uptakes in the contralateral striatum (0.0323%±0.0091%) and putamen (0.0169%±0.0054%) were significantly lower than the control (0.0353%±0.0086%, 0.0199%±0.0054%, respectively). The K1 and k3 were significantly lower in the contralateral striatum and putamen (p<0.05). There were no significant differences in any transfer rate constants in the caudate.
Conclusion: The transfer rate constants (K1 and k3) of 18F-FDOPA on the contralateral striatum and putamen were significantly lower than the control. These biokinetic data could be potential indicators for quantitative detection of early PD diagnosis.
Amaç: Parkinson hastalığının (PH) tedavi yaklaşımında erken tanı önemlidir. Klinik kriterler tek başına erken PH’yi diğer nedenlerden ayırt etmek için yetersiz olabilir. Bu çalışmada, 6-18F-floro-L-dopa (18F-FDOPA) pozitron emisyon tomografisi (PET) beyin görüntülemede transfer hızı sabitlerinin erken PH saptanmasında duyarlı bir parametre olup olmadığının araştırılması amaçlanmıştır.
Yöntem: Erken PH’li beş hastanın geriye dönük 18F-FDOPA PET verileri toplandı. PET verileri, 306-379 MBq 18F-FDOPA’nın intravenöz enjeksiyonundan sonra 90 dakika süreyle alındı ve 18 adet beşer dakikalık bir dizi halinde rekonstrükte edildi. Reoryante edilen PET görüntüleri istatistiksel parametrik haritalama üzerindeki beyin PET şablonu ile birleştirildi ve normalize edildi. 18F-FDOPA aktivite konsantrasyonları her iki tarafta striatum, kaudat ve putamende ölçüldü: Ana motor semptomlara karşı kontralateral (PH olarak) ve ipsilateral (kontrol olarak). Farmakokinetik model SAAM II simülasyon yazılımı kullanılarak geliştirildi. Bu bölgelerde kan-beyin bariyeri boyunca transfer hızı sabitleri (ileri, K1 ve geri, k2) ve dekarboksilasyon hızı sabitleri (k3) tahmini ölçümleri yapıldı.
Bulgular: Kontralateral striatumda (%0,0323±%0,0091) ve putamende (%0,0169±%0,0054) aktivite alımları kontrolden anlamlı derecede düşüktü (sırasıyla; 0,0353%±0,0086%, 0,0199%±0,0054%). K1 ve k3 kontralateral striatum ve putamenlerde anlamlı derecede düşüktü (p<0,05). Kaudattaki herhangi bir transfer hızı sabitinde anlamlı bir fark yoktu.
Sonuç: Kontralateral striatum ve putamendeki 18F-FDOPA’nın transfer hızı sabitleri (K1 ve k3) kontrolden anlamlı derecede düşüktü. Bu biyokinetik veriler, erken evre PH tanısının kantitatif tespiti için potansiyel göstergeler olabilir.
Keywords: 18F-FDOPA; early Parkinson’s disease detection; pharmacokinetic model; quantitative analysis; statistical parametric mapping.