Hodnocení distribuce dopaminových D2 receptorů pomocí 123I-IBZM SPECT u lateralizovaných a jednostranných dystonií Evaluation of the distribution of dopamine D2 receptors

Overview

Úvod: Dystonie je syndrom charakterizovaný trvalou svalovou kontrakcí, která má za následek rotační a opakované pohyby částí těla nebo abnormální postoje. Přesná patofyziologie idiopatické dystonie je stále nejasná. Systematický výzkum mimovolných pohybů charakterizovaných stálou lateralitou postojů nebo pohybů nebyl proveden. Cílem naší studie bylo určit symetrii denzity dopaminových D2 receptorů pomocí ¹²³I-IBZM SPECT ve vztahu k rotaci hlavy u pacientů s jednostrannou nebo lateralizovanou dystonií.

Metody: Vyšetřili jsme 17 pacientů s klinickou diagnózou cervikální dystonie. Jednalo se o 11 mužů a 6 žen průměrného věku 48 let (25–64). Strukturální poruchy mozku byly vyloučeny pomocí CT a MRI. K hodnocení dopaminových receptorů jsme použili ¹²³I-IBZM, pro zobrazení jsme použili dvoudetektorovou SPECT gama kameru. Hodnotili jsme velikost a intenzitu akumulace radiofarmaka včetně její symetrie ve striatu pomocí pěti různých metod. Rovněž jsme hodnotili spolehlivost metod pomocí inter- a intraobserver variability a metodologické variability.

Výsledky: Všechny testované metody, které jsme použili pro hodnocení symetrie akumulace ¹²³I-IBZM ve striatu, jsou stejně spolehlivé včetně nejjednoduššího vizuálního hodnocení. Korelace s klinickým nálezem byla lepší u kvantitativního hodnocení. U 13 ze 17 pacientů s rotační cervikální dystonií byla denzita dopaminových D2 receptorů ve striatu vyšší ispilaterálně vůči směru rotace hlavy.

Závěr: Asymetrická hustota dopaminových receptorů, která koresponduje se stranou motorické a posturální asymetrie, podporuje představu, že směr rotačního chování zvířat a směr cervikální dystonie u lidí může být predisponován.

Klíčová slova:

idiopatická cervikální dystonie – 123I-IBZM SPECT – asymetrie D2 receptorů

Úvod

Dystonie je syndrom charakterizovaný přetrvávající svalovou kontrakcí, která vede k rotaci a opakovaným pohybům příslušné části těla nebo způsobuje abnormální postoje. ¹ Dystonie je obvykle klasifikována podle věku jejího vzniku, podle příčiny a podle postižené části těla. Nejvíce se vyskytuje fokální idiopatická dystonie dospělých, která má nejčastěji fenotyp ve formě cervikální dystonie. Strukturální změny jako příčina této porucha nebyly potvrzeny. ^2,3

Přesné patofyziologické změny u dystonie jsou stále nejasné. Vzhledem k tomu, že u pacientů se sekundární dystonií byly popsány strukturální změny v nucleus caudatus a putamen, se předpokládá, že se u pacientů s idiopatickou dystonií jedná o funkční změny těchto bazálních ganglií. ^4,5 Přesněji řečeno, na různých formách dystonie se může podílet nigrostriatální dopaminergní systém. Tato představa vychází z toho, že u familiární dystonie, která odpovídá na léčbu dopaminem, se předpokládá porucha syntézy dopaminu. To je spojeno se sníženou akumulací ¹⁸F-DOPA na PET v nucleus caudatus a putamen. Také sporadické studie se SPECT zobrazením za použití radiofarmak pro zobrazení D2 receptorů prokázaly u cervikální dystonie symetrické nebo asymetrické snížení postsynaptické vazebné kapacity ve striatu. ^1,6,7

V naší studii jsme se snažili zjistit, zda je cervikální dystonie vždy spojená se změnami denzity dopaminových D2 receptorů ve striatu a zda je přítomná nějaká asymetrie ve vztahu ke směru rotace hlavy. Jako ligand postsynaptických D2 receptorů jsme použili ¹²³I-IBZM. ^8-10 Hodnotili jsme různé metody použité pro kvantifikaci akumulace ¹²³I-IBZM, zejména ve vztahu ke stranové symetrii. Analýza SPECT obrazů může být vizuální, ale pro hodnocení denzity receptorů je nezbytná kvantitativní analýza. ¹¹ Vazebný potenciál ligandu s nízkou afinitou a reverzibilní vazbou může být hodnocen pomocí poměru specifické a nespecifické vazby, jakmile distribuce ligandu dosáhne pseudo rovnovážný stav. Přitom striatum (nucleus caudatus a putamen) je považováno za oblast specifické vazby na dopaminové D2 receptory. Na druhou stranu za oblast nespecifické vazby je považován mozeček, frontální a okcipitální mozková kůra. Existují různé metody vytváření a umístění oblastí zájmu (ROI), jako je např. volné kreslení rukou, standardizované geometrické obrazce (pravoúhlé, okrouhlé či eliptické) a anatomické označení využívající morfologické zobrazovací metody (CT, MRI).

 

Materiál a metody

Pacienti

Provedení studie bylo povoleno lokální etickou komisí. Studie se zúčastnilo 17 pacientů, kteří podepsali informovaný souhlas. Soubor byl tvořen 11 muži a 6 ženami průměrného věku 48 (25–64) let. Všichni pacienti měli stanovenou diagnózu cervikální dystonie (idiopatická, dystonická torticollis). Závažnost dystonické deviace byla hodnocena pomocí TWSTRS škály (Toronto-Western Spasmodic Torticollis Rating Scale), která sčítá parametry rotace hlavy, úklonu, flexe, sagitálního a laterálního posunu spolu s parametry charakterizujícími dobu trvání dystonie a efekt senzorických triků. ¹² Směr rotace hlavy doleva byl přítomen u 10 pacientů a doprava u 7 pacientů. Strukturální léze mozku (tj. symptomatická dystonie) byly vyloučeny pomocí CT a MRI. Žádný se studovaných pacientů neměl léčbu, která by mohla ovlivnit zobrazení dopaminových receptorů.

 

Radiofarmakum

Jako ligand pro dopaminové D2 receptory jsme použili ¹²³I-IBZM(S-2-hydroxy-3-iodo-6-methoxy-N-[(1-ethyl-2-pyrrolidiniyl)methyl]benzamide, Amersham Cygne, Eindhoven, The Netherlands) dodávaný komerčně. Radiochemická čistota byla lepší než 95 %, radionuklidová čistota byla nejméně 99,95 %. Specifická radioaktivita byla vyšší než 75 TBq/mmol.

 

Zobrazování

Abychom zabránili ozáření štítné žlázy volným ¹²³I jódem, podali jsme každému pacientovi 1 hodinu před aplikací radiofarmaka 300 mg chloristanu draselného perorálně. Sterilní apyrogenní ¹²³I-IBZM byl podán jako bolus do antekubitální žíly o aktivity 185 MBq. Doba zobrazení technikou SPECT byla založena na in vivo kinetických datech, která prokázala, že specifická vazba ve striatu v čase narůstá po dobu 40 minut a pak dosahuje stabilní hodnoty po dobu 2 hodin. ^1,13 Snímání dat jsme tedy začínali 40 až 80 minut po podání radiofarmaka. K zobrazování jsme použili dvoudetektorovou gama kameru spojenou s vyhodnocovacím počítačem. Pro lepší rozlišení jsme použili fan beam kolimátor pro nízké energie, snímání probíhalo po kruhové dráze s hlavou pacienta umístěnou ve středu rotace. Průměr rotace detektoru byl 13–15 cm. Snímali jsme 120 obrazů po dráze 360 stupňů v matici 128 x 128 krokovým způsobem. Snímací čas byl 40 až 50 minut, celkem jsme zaznamenali 3 až 5 milionů impulzů. Fotopík analyzátoru byl nastaven na energii 159 keV se symetrickým oknem šíře 10 %. Uložení pacienta s rotační torticollis je zvláštní výzva, protože pacient musí ideálně udržet po dobu snímání hlavu v klidu. ¹ Proto jsme pacientům doporučovali uložení hlavy pokud možno s největším pohodlím a odchylku jsme korigovali až při rekonstrukci. U všech pacientů byla ihned po skončení snímání provedena korekce na nehomogenitu, centrum rotace a fyzikální poločas přeměny radionuklidu. Rekonstrukce byla provedena pomocí filtrované zpětné projekce (FBP) a pomocí iterativního algoritmu (OSEM), pro korekci na zeslabení záření jsme použili Changovu metodu s koeficientem 0,12/cm a Metzův filtr s parametry power 30, cutoff 31.

V průběhu rekonstrukce jsme provedli korekci na nevhodnou polohu hlavy. Transverzální řezy umožnily korekci na rotaci hlavy, koronární řezy na úklon hlavy a sagitální řezy umožnily definovat orbitomeatální rovinu pro konečnou genezi transverzálních řezů paralelních s touto rovinou. Takto vytvořené řezy jsme pak použili pro hodnocení. Pro vizuální i pro kvantitativní hodnocení jsme použili oblast s nejvyšší akumulací radiofarmaka. Použili jsme dvě různé oblasti. Jako tenký řez jsme označili oblast zaujímající zhruba jednu prostřední desetinu tloušťky striata, jako tlustý řez pak oblast zahrnující zhruba prostřední třetinu objemu striata.

 

Oblasti zájmu (ROI)

Metoda vytvoření oblastí zájmu je ilustrovaná na obrázcích 1 a 2. První metoda používala geometrický přístup, druhá metoda pak princip ohraničení spojením bodů se stejnou akumulací (isocontour) pomocí komerčního software.

Geometrické oblasti zájmu jsou na obrázku 1. Použili jsme standardní eliptický tvar. Elipsa byla vytvořena ručně tak, aby co nejpřesněji označila hranice pravého striata a pak stejná elipsa byla použita i pro označení striata levého. Oblasti zájmu frontální a okcipitální mozkové kůry byly kruhovité stejné velikosti opět vytvořené rukou a umístěné na stejných řezech jako ROI striata.

Isocontour ROI jsou ilustrované na obrázku 2. Základní ROI byla eliptická pro striatum a kruhová pro frontální a okcipitální kůru. Velikost eliptické ROI byla zvolena tak, že striatum zaujímalo zhruba její polovinu. Uvnitř základní ROI pak software hledal hranice nepravidelného objektu (jako je striatum) pomocí metody druhé derivace. Během této procedury byly obrazy vyhlazené, takže došlo ke změně počtu impulzů v maticových pixelech.

Každá ROI byla u každého pacienta označena celkem desetkrát, abychom mohli hodnotit reprodukovatelnost výsledků.

 

Kvantifikace akumulace ¹²³I-IBZM

Hodnotili jsme velikost plochy i úroveň akumulace radiofarmaka ve striatu včetně symetrie. Spolehlivost jsme testovali pomocí intraobserver variability (odstup hodnocení více než 3 měsíce) a interobserver variability (2 hodnotitelé) včetně metodologické variability. Pro hodnocení velikosti akumulace ve vztahu k oblastem s nespecifickou vazbou jsme použili ROI frontální a okcipitální kůry. Vazebný potenciál ¹²³I-IBZM byl vyjádřen poměrem průměrného počtu impulzů/pixel ve striatu k průměrnému počtu impulzů/pixel ve frontální nebo okcipitální kůře (S/FC a S/OC). Symetrie akumulace radiofarmaka ve striatu byla vyjádřena jako poměr průměrného počtu impulzů/pixel v pravém striatu ke stejnému parametru v levém striatu (UR/UL). Pro porovnání jsme použili 5 různých metod:

Metoda 1: Vizuální hodnocení – subjektivní hodnocení každým hodnotitelem; výsledky byly označeny číselnými kódy pro statistické hodnocení.

Metoda 2: Použili jsme geometrické ROI pro hodnocení akumulace ¹²³I-IBZM. Tuto metodu jsme použili pouze na tenkých řezech.

Metoda 3: Hodnotili jsme plochu i akumulaci pomocí isocontour ROI pouze na tenkých řezech.

Metoda 4: Totéž jako metoda 3, jen na tlustých řezech.

Metoda 5: Totéž jako metoda 4, rekonstrukce provedena iterativní metodou.

Rovněž jsme zkoumali vztah asymetrie akumulace ¹²³I-IBZM ve striatu ke směru rotace hlavy.

 

Intra-observer variabilita pro kvantitativní analýzu (metoda 2)
	hodnocení 1		hodnocení 2		rozdíl párů
parametr	průměr	sigma	průměr	sigma	průměr	sigma	p (t test)
uptake vpravo	125.72	15.76	134.05	16.79	-8.33	9.66	0.003
uptake vlevo	128.08	16.39	137.88	18.58	-9.79	11.24	0.002
UR/UL	0.983	0.052	0.975	0.071	0.008	0.033	0.346
S/FC	1.622	0.180	1.703	0.171	-0.081	0.102	0.005
S/OC	1.602	0.192	1.743	0.151	-0.141	0.202	0.011

Tab. 1 uptake – počet impulzů v ROI striata, UR – uptake v pravém striatu, UL – uptake v levém striatu, S – uptake v obou striatech, FC – uptake ve frontální kůře, OC – uptake v okcipitální kůře.

 

 

Intra-observer variabilita pro kvantitativní analýzu (metoda 3)
	hodnocení 1		hodnocení 2		rozdíl párů
parametr	průměr	sigma	průměr	sigma	průměr	sigma	p (t test)
plocha vpravo	326.24	74.95	348.82	54.84	-22.59	68.71	0.194
plocha vlevo	301.00	73.45	332.47	45.09	-31.47	52.72	0.026
AR/AL	1.104	0.201	1.062	0.190	0.041	0.148	0.267
uptake vpravo	182.32	12.55	175.16	10.68	7.16	11.12	0.017
uptake vlevo	188.02	12.38	180.47	8.78	7.55	9.20	0.004
UR/UL	0.972	0.072	0.972	0.074	0.000	0.029	1.000
S/FC	1.702	0.163	1.837	0.195	-0.135	0.123	0.000
S/OC	1.711	0.188	1.849	0.155	-0.138	0.226	0.023

Tab. 2 plocha – počet pixelů v ROI striata, AR – počet pixelů v pravém striatu, AL – počet pixelů v levém striatu, uptake – počet impulzů v ROI striata, UR – uptake v pravém striatu, UL – uptake v levém striatu, S – uptake v obou striatech, FC – uptake ve frontální kůře, OC – uptake v okcipitální kůře.

 

 

Inter-observer variabilita pro kvantitativní analýzu (metoda 2)
	hodnotitel 1		hodnotitel 2		rozdíl párů
parametr	průměr	sigma	průměr	sigma	průměr	sigma	p (t test)
uptake vpravo	125.72	15.76	137.81	20.98	-12.088	16.147	0,007
uptake vlevo	128.08	16.39	139.65	21.80	-11.565	17.499	0.015
UR/UL	0.983	0.052	0.991	0.063	-0.008	0.04	0.445
S/FC	1.622	0.180	1.704	0.358	-0.082	0.33	0.323
S/OC	1.602	0.192	1.598	0.302	0.005	0.356	0.957

Tab. 3 uptake – počet impulzů v ROI striata, UR – uptake v pravém striatu, UL – uptake v levém striatu, S – uptake v obou stiratech, FC – uptake ve frontální kůře, OC – uptake v okcipitální kůře.

 

 

Inter-observer variabilita pro kvantitativní analýzu (metoda 3)
	hodnotitel 1		hodnotitel 2		rozdíl párů
parametr	průměr	sigma	průměr	sigma	průměr	sigma	p (t test)
plocha vpravo	326.24	74.95	278.00	38.03	48.24	70.91	0.013
plocha vlevo	301.00	73.45	278.65	46.68	22.35	57.57	0.129
AR/AL	1.104	0.201	1.009	0.126	0.095	0.184	0.050
uptake vpravo	182.32	12.55	182.85	10.53	-0.529	11.54	0.852
uptake vlevo	188.02	12.38	184.88	10.34	3.15	9.93	0.210
UR/UL	0.972	0.072	0.991	0.074	-0.019	0.050	0.132
S/FC	1.702	0.163	1.889	0.179	-0.187	0.110	0.000
S/OC	1.711	0.188	1.759	0.110	-0.048	0.191	0.318

Tab. 4 plocha – počet pixelů v ROI striata, AR – počet pixelů v pravém striatu, AL – počet pixelů v levém striatu, uptake – počet impulzů v ROI striata, UR – uptake v pravém striatu, UL – uptake v levém striatu, S – uptake v obou striatech, FC – uptake ve frontální kůře, OC – uptake v okcipitální kůře.

 

 

Statistická analýza

Pro hodnocení variability vizuální analýzy jsme použili chí kvadrát test, Fisherův přesný test a kappa koeficient shody. Reprodukovatelnost označení ROI jsme hodnotili pomocí variačního koeficientu. Dvoustranný Studentův párový test jsme aplikovali na hodnocení intra a interobserver variability. Srovnání různých metod jsme provedli analýzou rozptylu (ANOVA). Pro hodnocení vztahu symetrie akumulace ¹²³I-IBZM ve striatu a směru rotace hlavy jsme využili kontingenční tabulky s chí kvadrát testem, Fischerův přesný test a koeficient kappa. Všechny testy byly provedeny pomocí software SPSS 11.0. Všechny testy byly dvoustranné, hladina významnosti byla 0,05.

 

Radiační zátěž

Radiační zátěž byla určena podle standardů MIRD (Committee on Medical Internal Radiation Dose). Nejvyšší byla pro štítnou žlázu ve výši 0,16 mGy/1 MBq podané radioaktivity. Efektivní dávkový ekvivalent byl 0,034 mSV/MBq podané radioaktivity pro dospělé podle Amersham Cygne.

 

Výsledky

Plocha striata podle vizuálního hodnocení byla při opakovaném hodnocení (intraobserver variabilita) stejná u 5 pacientů, větší vlevo u 3 a větší vpravo u 5 pacientů (celková shoda 13/17). Akumulace ¹²³I-IBZM byla shodně hodnocena větší vlevo u 12 a vpravo u 5 pacientů (celková shoda 17/17). Statistická analýza potvrdila dobrou shodu jak při hodnocení plochy striata, tak akumulace ¹²³I-IBZM (p = 0,003 a kappa = 0,649 pro plochu, p = 0,000 a kappa = 1,000 pro akumulaci ¹²³I-IBZM).

Plocha striata byla při vizuálním hodnocení dvěma hodnotiteli (interobserver variabilita) shodně větší vlevo u 4 a vpravo také u 4 pacientů (celková shoda 8/17). Akumulace ¹²³I-IBZM byla shodně vyšší vlevo u 11 a vpravo u 5 pacientů (celková shoda 16/17). Statistická analýza prokázala žádnou shodu při hodnocení plochy striata (p = 0,214), ale velmi dobrou shodu při hodnocení akumulace ¹²³I-IBZM (p = 0,001, kappa 0,866).

Intraobserver variabilita kvantitativní analýzy je v tabulce 1 a 2. Téměř všechny parametry se při statistické analýze významně lišily kromě symetrie akumulace a plochy striata.

Interobserver variabilita kvantitativní analýzy je v tabulce 3 a 4. Statistická analýza prokázala hraniční shodu poměru plochy striata a žádný významný rozdíl při hodnocení symetrie akumulace ¹²³I-IBZM.

Variační koeficient použitý pro hodnocení reprodukovatelnosti označení ROI byl pod 1 % (0,38 pro geometrickou metodu a 0,91 pro metodu isocontour).

Srovnání různých metod použitých pro hodnocení symetrie akumulace a vazebné kapacity ¹²³I-IBZM je v tabulce 5. Srovnání plochy striata hodnocené metodou 1 nebylo provedeno, protože byly použity geometrické ROI stejné velikosti. Podle analýzy ANOVA nebyly mezi metodami, které hodnotily symetrii plochy striata a akumulace ¹²³I-IBZM, žádné rozdíly. Podobně jsme nezjistili žádný rozdíl ve vazebné kapacitě ¹²³I-IBZM, pokud jsme jako referenční oblast nespecifické vazby na dopaminové D2 receptory v mozku použili okcipitální kůru. Rozdíly byly zjištěny pro metody, které jako referenční oblast nespecifické vazby v mozku použily frontální kortex, ale Bonferoniho analýza neprokázala významné rozdíly mezi metodami navzájem (metoda 1 vs. metoda 2 p = 1,000; vs. metoda 3 p = 0,071; vs. metoda 4 p = 0,069).

Vztah asymetrie striata ke směru rotace hlavy je v tabulce 6. Statistická analýza neprokázala žádný statisticky významný rozdíl mezi jednotlivými metodami, ale nejnižší p a nejvyšší kappa byly dosaženy pro metody 3 a 5 (p = 0,191 a kappa = 0,358 pro obě metody). Příklad pro metodu 5 ukazuje tabulka 7. Jedenáct ze 17 pacientů mělo relativně vyšší akumulaci ¹²³I-IBZM v levém striatu a rotace jejich hlavy vždy směřovala doleva. Pouze dva pacienti měli relativně zvýšenou akumulaci v pravém striatu a rotace jejich hlavy vždy směřovala doprava (celkem shoda u 13/17 pacientů, tj. 76 %).

 

Diskuze

Hlavní hodnotou zobrazení dopaminových D2 receptorů technikou SPECT je stanovení poměru akumulace v pravém a levém striatu, který slouží k hodnocení rozsahu a efektu poruchy dopaminových receptorů u neurodegenerativních chorob. Tato metoda má však řadu slabin. ^14,15 Z tohoto důvodu a také vzhledem k primárnímu cíli naší studie jsme testovali pouze metody sloužící k výpočtu symetrie hustoty dopaminových receptorů. V této situaci pak není potřeba hodnotit vazebnou kapacitu striata pro ¹²³I-IBZM, která je vyjádřená jako poměr akumulace ligandu ve specifické oblasti mozku (striatum) vůči oblastem s nespecifickou vazbou (mozeček, frontální a okcipitální mozková kůra).

Metoda sloužící pro výpočet symetrie akumulace ¹²³I-IBZM ve striatu musí být nezávislá na technických a subjektivních vlivech, aby mohla být použita na jakémkoli pracovišti a jakýmkoli lékařem a současně nesmí být komplikovaná a časově náročná. Proto jsme testovali 5 různých metod včetně nejjednoduššího kvalitativního vizuálního hodnocení. Kvantitativní metody se lišily způsobem vytváření transversálních řezů (tenké vs. tlusté) a způsobem generování ROI (geometrické vs. isocontour).

V literatuře je zmíněno několik možností vytváření transversálních řezů mozkem. ^1,14-16 My jsme použili standardní proceduru, která může být provedena na jakémkoli zobrazovacím zařízení nukleární medicíny. Testovali jsme pouze vliv výběru řezu mozkem na výpočet symetrie akumulace ¹²³I-IBZM ve striatu. Všechny testované metody poskytly výsledky, které se statisticky významně nelišily. To znamená, že výběr řezu mozkem, který obsahuje striatum, neměl v naší studii vliv na výpočet symetrie akumulace. To je v rozporu se studií Radau et al ¹⁵, který vyvinul pro kvantifikaci automatickou metodu. Avšak takto navržená metoda je poměrně komplikovaná a nelze ji snadno přenést na jiné pracoviště. Také Hertl et al ¹⁴ tvrdí, že použití řezů mozkem, které obsahují celý objem striata, je lepší, než použití řezů, které obsahují pouze jeho část. Na druhou stranu jsou naše výsledky ve shodě se studiemi Hierholzer et al ¹ and Verhoeff et al ¹⁶, které hodnotily pouze řezy obsahující části striata s nejvyšší akumulací ¹²³I-IBZM. Tyto diskrepance mohou být vysvětleny odlišnými cíli těchto studií.

Také vytváření ROI se může lišit. Existují dva základní přístupy. Jeden používá předdefinované vzory ROI vytvořené na základě stereotaktického atlasu mozku, druhý používá ruční vykreslení ROI, které obsahují striatum (pravoúhlé, eliptické nebo isocontour). ^11,14-16 My jsme v naší studii použili jednak ručně vykreslené eliptické ROI, jednak automaticky generované isocontour. Ve shodě s pracemi Hertel et al ¹⁴ and Verhoeff et al ¹⁶ měly nejlepší reprodukovatelnost a nejnižší variační koeficient fixní geometrické ROI, které byly ručně vykreslené kolem striata. Další výhodou tohoto přístupu je možnost vykreslit ROI i v případě, že akumulace ligandu ve striatu je velmi nízká. Předdefinované vzory ROI nejsou rutinně dostupné.

Dalším cílem naší studie bylo zodpovědět otázku, zda je distribuce dopaminových D2 receptorů ve striatu u pacientů s cervikální dystonií významně asymetrická. A pokud ano, pak určit, ve které polovině mozku je hustota dopaminových D2 receptorů vyšší ve vztahu ke směru rotace hlavy. Tato otázka byla inspirována několika experimentálními studiemi. Pokud byla u myší provedena destrukce jednoho striata, objevilo se cirkulární chování ve směru této léze. Stereotaktická destrukce může být nahrazena injekcí 6-hydroxy-dopaminu do striata. To způsobní vyčerpání zásob dopaminu ve stejnostranném nucleus caudatus a vyvolá to stejný motorický efekt. ¹⁷ Jednostranná elektrolytická destrukce ventrální tegmentální oblasti mozkového kmene způsobila stejnostrannou rotační polohu hlavy spojenou s významným poklesem serotoninu a dopaminu ve stejnostranném nucleus caudatus. ^18,19 U opic vedla jednostranná destrukce vzestupné dopaminové dráhy ke stejnostranné rotaci hlavy, která byla provokována amfetaminem. ²⁰

Asymetrické držení těla konstantně v jednom směru bylo také pozorováno u zvířat bez vytvoření léze. U myší bylo vyvoláno cirkulární chování pouhým intraperitoneálním podáním amfetaminu bez jakékoli mozkové léze. Cirkulární chování se objevilo u 85–90 % zvířat vždy v preferovaném vrozeném směru. ²¹ Předpokládá se, že tento preferovaný směr rotace může být způsoben přirozenou asymetrií koncentrace dopaminu v mozku, protože na straně směru rotace bylo zjištěno o 10–15 % méně dopaminu než na druhé straně. ²² Přitom léky, které aktivují dopaminový systém (morfin, atropin, amfetamin, apomorfin) zvýrazňují asymetrický postoj. ^23-26 U myších albínů došlo po intraperitoneálním podání dopaminových agonistů k rotaci doleva u 65 %, u 35 % doprava. ²⁷ Čím byla myš aktivnější, tím více byla vyznačena preference rotace. ²⁸ Avšak směr rotační preference byl vyznačen i bez podání agonistů dopaminu. ²⁸

U psů bylo rotační chování pozorováno při únavě. Martinek a Dahme ²⁹ pozorovali bígly, kteří poté, co byli přemístěni do malé izolované místnosti, začali běhat dokola podél zdí vždy ve stejném směru. Případně si sedli na vždy stejnou kyčel a dostali záchvat generalizovaných křečí.

U lidí byl vztah mezi regionálním průtokem krve, regionálním metabolizmem glukózy v mozku a jednostrannou poruchou pohybu studován pomocí PET. Pouze dva ze sedmi pacientů, kteří měli asymetrickou dystonii, vykazovali abnormální průtok krve v putamen – byla vyšší na kontralaterální straně vzhledem ke straně dystonie. ³⁰ Pacienti s cervikální dystonií vykazovali výrazně vyšší spotřebu glukózy v nucleus lentiformis oboustranně bez ohledu na stranu rotace. ³¹ U 16 pacientů s cervikální dystonií nebyla zjištěna levopravá diference spotřeby glukózy ve striatu, pallidu nebo thalamu. ³² Tyto nálezy nemají žádný rozhodný vztah k cíli naší studie, protože průtok krve a úroveň spotřeby glukózy jsou nespecifické znaky funkce neuronů. Avšak Chase et al ³³ zjistil významnou asymetrii ve spotřebě glukózy u 6 pacientů s cervikální dystonií.

Porucha dopaminových D2 receptorů a porucha hybnosti byla studována u pacientů jak s generalizovanou, tak s fokální dystonií, jak s DOPA responzivní, tak non-responzivní. Studie PET s ¹⁸F-6-fluorodopa (F-dopa) vykazovaly jak přítomnost vztahu mezi dopaminergní aktivitou a směrem jednostranné dystonie, tak jeho nepřítomnost. Akumulace Fluorodopy sloužila jako marker presynaptického dopaminového poolu. Gilman et al ³⁴ zjistil symetrickou spotřebu ¹⁸F-FDG v nucleus caudatus u jednoho z pěti pacientů s jednostrannou idiopatickou torzní dystonií. Lang et al ³⁵ zjistil pokles spotřeby ¹⁸F-FDG v kontralaterálním putamen u 5 z 9 pacientů. Leenders et al ³⁶ potvrdil pokles akumulace ¹⁸F-dopa v kontralaterálním striatu u dvou pacientů s cervikální dystonií a zvýšené K3 (ekvivalent součinu rychlosti akumulace radioligandu a počtu specifických vazebných míst) ve striatu u pěti dalších jednostranně dystonických pacientů. Index vazby dopaminových D2 receptorů na PET studiích s ¹¹C raclopridem u dopa responzivních dystonií byl významně vyšší ve striatu ³⁷, na druhou stranu byl nižší ve striatu non-responzivních pacientů studovaných s ¹⁸F-spiperonem. ³⁸

 

Srovnání různých kvantitativních metod pro symetrii akumulace a vazby 123I-IBZM
	metoda 2		metoda 3		metoda 4		metoda 5
parametr	průměr	sigma	průměr	sigma	průměr	sigma	průměr	sigma
AR/AL			1.103	0.201	1.048	0.168	1.114	0.223
UR/UL	0.983	0.052	0.972	0.072	0.981	0.069	0.974	0.081
S/FC	1.622	0.180	1.702	0.163	1.772	0.184	1.772	0.140
S/OC	1.602	0.192	1.711	0.188	1.744	0.170	1.672	0.149

všechny metody
	homogenita rozptylů		ANOVA		Bonferroni
parametr	Levenova statistika	p	F statistika	p	p
AR/AL	0.547	0.583	0.533	0.590	NS
UR/UL	0.618	0.606	0.102	0.958	NS
S/FC	1.363	0.262	3.060	0.034	NS
S/OC	1.465	0.232	2.048	0.116	NS

Tab. 5 AR – počet pixelů v pravém striatu, AL – počet pixelů v levém striatu, uptake – počet impulzů v ROI striata, UR – uptake v pravém striatu, UL – uptake v levém striatu, S – uptake v obou stiratech, FC – uptake ve frontální kůře, OC – uptake v okcipitální kůře.

 

 

Vztah mezi směrem rotace hlavy a akumulací 123I-IBZM
zvýšená akumulace
číslo pacienta	rotace	metoda 1	metoda 2		metoda 3		metoda 4		metoda 5
1	L	L	R	1.01	L	0.99	R	1.02	L	0.96
2	L	L	L	0.97	L	0.99	L	0.98	L	0.96
3	L	L	L	0.94	L	0.96	L	0.97	L	0.98
4	L	R	R	1.02	R	1.07	R	1.07	R	1.09
5	L	L	L	0.96	L	0.96	L	0.93	L	0.91
6	R	L	L	0.94	L	0.88	L	0.91	L	0.93
7	L	L	L	0.97	L	0.93	L	0.90	L	0.89
8	L	L	L	0.94	L	0.98	L	0.99	L	0.98
9	L	R	L	0.97	L	0.99	L	0.96	L	0.94
10	L	L	L	0.95	L	0.90	L	0.93	L	0.96
11	R	L	L	0.97	L	0.89	L	0.92	L	0.94
12	L	L	L	0.99	L	0.93	L	0.90	L	0.84
13	R	R	R	1.14	R	1.17	R	1.16	R	1.18
14	L	L	L	0.98	L	0.98	R	1.02	L	1.00
15	R	L	L	0.93	L	0.90	L	1.00	L	0.93
16	R	R	R	1.06	R	1.04	R	1.05	R	1.09
17	L	R	L	0.97	L	0.96	L	0.97	L	0.98

Tab. 6 L – rotace hlavy doleva nebo zvýšená akumulace v levém striatu; R – rotace hlavy doprava nebo zvýšená akumulace v pravém striatu. U metody 2–5 je v pravém sloupci uveden poměr akumulace ¹²³I-IBZM v pravém a v levém striatu (R/L).

 

 

Vztah mezi směrem rotace hlavy a akumulací 123I-IBZM
		zvýšená akumulace		celkem
		L	R
rotace	L	11	1	12
	R	3	2	5
celkem		14	3	17
Chí-kvadrát test: p = 0.119
Fisherův exaktní test p = 0.191
kappa = 0.358, p = 0.119

Tab. 7 L – rotace hlavy doleva nebo zvýšená akumulace v levém striatu; R – rotace hlavy doprava nebo zvýšená akumulace v pravém striatu.

 

 

ZÁVĚR

Ze všech studovaných metod použitých pro hodnocení symetrie/asymetrie akumulace ¹²³I-IBZM ve striatu žádná nebyla více reprodukovatelná než ostatní včetně nejjednoduššího vizuálního hodnocení. Shoda s klinickým obrazem však byla lepší při kvantitativním hodnocení. Na základě našich výsledků můžeme doporučit vytváření ROI technikou isocontour uvnitř ROI vykreslené kolem striata jak pro rekonstrukci řezů filtrovanou zpětnou projekcí, tak iterativní metodou.

U 13 ze 17 pacientů s rotační cervikální dystonií v naší studii byla akumulace ¹²³I-IBZM zvýšená ve stejnostranném striatu vzhledem k rotaci hlavy (resp. byla snížená ve striatu kontralaterálně vzhledem k rotaci). Tyto výsledky korespondují s nálezy na PET ve studiích Leenderse ³⁶ a Langa ³⁵, přitom SPECT hlavně detekuje postsynaptický dopaminový pool, zatímco PET informuje zejména o presynaptickém množství dopaminu. Strana zvýšeného obsahu dopaminu u lidí s cervikální dystonií (ipsilaterálně ke straně rotace) nekoresponduje se zvýšeným obsahem dopaminu u myší, krys a koček, kde je kontralaterální. Tato kontroverze vyžaduje další výzkum.

Obecným problémem SPECT studií je zobrazení pouze relativní distribuce radioaktivity. Nelze tedy rozhodnout, zda je relativně vyšší akumulace ¹²³I-IBZM na jedné straně odrazem vyšší koncentrace dopaminových receptorů ve tejnostranném striatu nebo je odrazem zvýšené koncentrace vlastního dopaminu v kontralaterálním striatu, který pak může soutěžit se stejnými vazebnými místy. ¹³ Takovéto rozhodnutí by mohlo být dáno měřením absolutního množství radioligandu ve striatu pomocí PET. Důležitou roli také může hrát závislost na věku: vychytávání dopaminu ve striatu klesá ve stáří, takže je celková akumulace dopaminu u dystonických pacientů pod normální úrovní. ² Nicméně asymetrická akumulace ¹²³I-IBZM jako ligandu postsynaptických dopaminových D2 receptorů, která koresponduje se stranou posturální a motorické asymetrie, podporuje názor, že směr cirkulárního chování zvířat a směr cervikální dystonie u lidí může být predisponován.