Background — Atherosclerotic plaque rupture is usually a consequence of inflammatory cell activity within the plaque. Current imaging techniques provide anatomic data but no indication of plaque inflammation. The glucose analogue [ 18 F]-fluorodeoxyglucose ( 18 FDG) can be used to image inflammatory cell activity non-invasively by PET. In this study we tested whether 18 FDG-PET imaging can identify inflammation within carotid artery atherosclerotic plaques. Methods and Results — Eight patients with symptomatic carotid atherosclerosis were imaged using 18 FDG-PET and co-registered CT. Symptomatic carotid plaques were visible in 18 FDG-PET images acquired 3 hours post- 18 FDG injection. The estimated net 18 FDG accumulation rate (plaque/integral plasma) in symptomatic lesions was 27% higher than in contralateral asymptomatic lesions. There was no measurable 18 FDG uptake into normal carotid arteries. Autoradiography of excised plaques confirmed accumulation of deoxyglucose in macrophage-rich areas of the plaque. Conclusions — This study demonstrates that atherosclerotic plaque inflammation can be imaged with 18 FDG-PET, and that symptomatic, unstable plaques accumulate more 18 FDG than asymptomatic lesions.

Over time, both the functional and anatomical boundaries of `Wernicke's area' have become so broad as to be meaningless. We have re-analysed four functional neuroimaging (PET) studies, three previously published and one unpublished, to identify anatomically separable, functional subsystems in the left superior temporal cortex posterior to primary auditory cortex. From the results we identified a posterior stream of auditory processing. One part, directed along the supratemporal cortical plane, responded to both non-speech and speech sounds, including the sound of the speaker's own voice. Activity in its most posterior and medial part, at the junction with the inferior parietal lobe, was linked to speech production rather than perception. The second, more lateral and ventral part lay in the posterior left superior temporal sulcus, a region that responded to an external source of speech. In addition, this region was activated by the recall of lists of words during verbal fluency tasks. The results are compatible with an hypothesis that the posterior superior temporal cortex is specialized for processes involved in the mimicry of sounds, including repetition, the specific role of the posterior left superior temporal sulcus being to transiently represent phonetic sequences, whether heard or internally generated and rehearsed. These processes are central to the acquisition of long- term lexical memories of novel words.

SummaryThe neural systems involved in hearing and repeating single words were investigated in a series of experiments using PET. Neuropsychological and psycholinguistic studies implicate the involvement of posterior and anterior left perisylvian regions (Wernicke's and Broca's areas). Although previous functional neuroimaging studies have consistently shown activation of Wernicke's area, there has been only variable implication of Broca's area. This study demonstrates that Broca's area is involved in both auditory word perception and repetition but activation is dependent on task (greater during repetition than hearing) and stimulus presentation (greater when hearing words at a slow rate). The peak of frontal activation in response to hearing words is anterior to that associated with repeating words; the former is probably located in Brodmann's area 45, the latter in Brodmann's area 44 and the adjacent precentral sulcus. As Broca's area activation is more subtle and complex than that in Wernicke's area during these tasks, the likelihood of observing it is influenced by both the study design and the image analysis technique employed. As a secondary outcome from the study, the response of bilateral auditory association cortex to 'own voice' during repetition was shown to be the same as when listening to 'other voice' from a prerecorded tape.

Abstract Vascular calcification is a complex biological process that is a hallmark of atherosclerosis. While macrocalcification confers plaque stability, microcalcification is a key feature of high-risk atheroma and is associated with increased morbidity and mortality. Positron emission tomography and X-ray computed tomography (PET/CT) imaging of atherosclerosis using 18 F-sodium fluoride ( 18 F-NaF) has the potential to identify pathologically high-risk nascent microcalcification. However, the precise molecular mechanism of 18 F-NaF vascular uptake is still unknown. Here we use electron microscopy, autoradiography, histology and preclinical and clinical PET/CT to analyse 18 F-NaF binding. We show that 18 F-NaF adsorbs to calcified deposits within plaque with high affinity and is selective and specific. 18 F-NaF PET/CT imaging can distinguish between areas of macro- and microcalcification. This is the only currently available clinical imaging platform that can non-invasively detect microcalcification in active unstable atherosclerosis. The use of 18 F-NaF may foster new approaches to developing treatments for vascular calcification.

The aim of this study was to evaluate the effects of low-dose (10 mg) and high-dose (80 mg) atorvastatin on carotid plaque inflammation as determined by ultrasmall superparamagnetic iron oxide (USPIO)-enhanced carotid magnetic resonance imaging (MRI). The hypothesis was that treatment with 80 mg atorvastatin would demonstrate quantifiable changes in USPIO-enhanced MRI-defined inflammation within the first 3 months of therapy. Preliminary studies indicate that USPIO-enhanced MRI can identify macrophage infiltration in human carotid atheroma in vivo and hence may be a surrogate marker of plaque inflammation. Forty-seven patients with carotid stenosis >40% on duplex ultrasonography and who demonstrated intraplaque accumulation of USPIO on MRI at baseline were randomly assigned in a balanced, double-blind manner to either 10 or 80 mg atorvastatin daily for 12 weeks. Baseline statin therapy was equivalent to 10 mg of atorvastatin or less. The primary end point was change from baseline in signal intensity (ΔSI) on USPIO-enhanced MRI in carotid plaque at 6 and 12 weeks. Twenty patients completed 12 weeks of treatment in each group. A significant reduction from baseline in USPIO-defined inflammation was observed in the 80-mg group at both 6 weeks (ΔSI 0.13; p = 0.0003) and at 12 weeks (ΔSI 0.20; p < 0.0001). No difference was observed with the low-dose regimen. The 80-mg atorvastatin dose significantly reduced total cholesterol by 15% (p = 0.0003) and low-density lipoprotein cholesterol by 29% (p = 0.0001) at 12 weeks. Aggressive lipid-lowering therapy over a 3-month period is associated with significant reduction in USPIO-defined inflammation. USPIO-enhanced MRI methodology may be a useful imaging biomarker for the screening and assessment of therapeutic response to “anti-inflammatory” interventions in patients with atherosclerotic lesions. (Effects of Atorvastatin on Macrophage Activity and Plaque Inflammation Using Magnetic Resonance Imaging [ATHEROMA]; NCT00368589)

Inflammation drives atherosclerotic plaque rupture. Although inflammation can be measured using fluorine-18-labeled fluorodeoxyglucose positron emission tomography ([18F]FDG PET), [18F]FDG lacks cell specificity, and coronary imaging is unreliable because of myocardial spillover. This study tested the efficacy of gallium-68-labeled DOTATATE (68Ga-DOTATATE), a somatostatin receptor subtype-2 (SST2)-binding PET tracer, for imaging atherosclerotic inflammation. We confirmed 68Ga-DOTATATE binding in macrophages and excised carotid plaques. 68Ga-DOTATATE PET imaging was compared to [18F]FDG PET imaging in 42 patients with atherosclerosis. Target SSTR2 gene expression occurred exclusively in “proinflammatory” M1 macrophages, specific 68Ga-DOTATATE ligand binding to SST2 receptors occurred in CD68-positive macrophage-rich carotid plaque regions, and carotid SSTR2 mRNA was highly correlated with in vivo 68Ga-DOTATATE PET signals (r = 0.89; 95% confidence interval [CI]: 0.28 to 0.99; p = 0.02). 68Ga-DOTATATE mean of maximum tissue-to-blood ratios (mTBRmax) correctly identified culprit versus nonculprit arteries in patients with acute coronary syndrome (median difference: 0.69; interquartile range [IQR]: 0.22 to 1.15; p = 0.008) and transient ischemic attack/stroke (median difference: 0.13; IQR: 0.07 to 0.32; p = 0.003). 68Ga-DOTATATE mTBRmax predicted high-risk coronary computed tomography features (receiver operating characteristics area under the curve [ROC AUC]: 0.86; 95% CI: 0.80 to 0.92; p < 0.0001), and correlated with Framingham risk score (r = 0.53; 95% CI: 0.32 to 0.69; p <0.0001) and [18F]FDG uptake (r = 0.73; 95% CI: 0.64 to 0.81; p < 0.0001). [18F]FDG mTBRmax differentiated culprit from nonculprit carotid lesions (median difference: 0.12; IQR: 0.0 to 0.23; p = 0.008) and high-risk from lower-risk coronary arteries (ROC AUC: 0.76; 95% CI: 0.62 to 0.91; p = 0.002); however, myocardial [18F]FDG spillover rendered coronary [18F]FDG scans uninterpretable in 27 patients (64%). Coronary 68Ga-DOTATATE PET scans were readable in all patients. We validated 68Ga-DOTATATE PET as a novel marker of atherosclerotic inflammation and confirmed that 68Ga-DOTATATE offers superior coronary imaging, excellent macrophage specificity, and better power to discriminate high-risk versus low-risk coronary lesions than [18F]FDG. (Vascular Inflammation Imaging Using Somatostatin Receptor Positron Emission Tomography [VISION]; NCT02021188)

Objectives:

 The usefulness of the implantable loop recorder (ILR) with improved atrial fibrillation (AF) detection capability (Reveal XT) and the factors associated with AF in the setting of unexplained stroke were investigated. 

Methods:

 A cohort study is reported of 51 patients in whom ILRs were implanted for the investigation of ischemic stroke for which no cause had been found (cryptogenic) following appropriate vascular and cardiac imaging and at least 24 hours of cardiac rhythm monitoring. 

Results:

 The patients were aged from 17 to 73 (median 52) years. Of the 30 patients with a shunt investigation, 22 had a patent foramen ovale (73.3%; 95% confidence interval [CI] 56.5%–90.1%). AF was identified in 13 (25.5%; 95% CI 13.1%–37.9%) cases. AF was associated with increasing age (p = 0.018), interatrial conduction block (p = 0.02), left atrial volume (p = 0.025), and the occurrence of atrial premature contractions on preceding external monitoring (p = 0.004). The median (range) of monitoring prior to AF detection was 48 (0–154) days. 

Conclusion:

 In patients with unexplained stroke, AF was detected by ILR in 25.5%. Predictors of AF were identified, which may help to target investigations. ILRs may have a central role in the future in the investigation of patients with unexplained stroke.

Cerebral microbleeds are a potential neuroimaging biomarker of cerebral small vessel diseases that are prone to intracranial bleeding. We aimed to determine whether presence of cerebral microbleeds can identify patients at high risk of symptomatic intracranial haemorrhage when anticoagulated for atrial fibrillation after recent ischaemic stroke or transient ischaemic attack.

Background The Alberta Stroke Program Early Computed Tomography Score (ASPECTS) is an established 10-point quantitative topographic computed tomography scan score to assess early ischemic changes. We performed a non-inferiority trial between the e-ASPECTS software and neuroradiologists in scoring ASPECTS on non-contrast enhanced computed tomography images of acute ischemic stroke patients. Methods In this multicenter study, e-ASPECTS and three independent neuroradiologists retrospectively and blindly assessed baseline non-contrast enhanced computed tomography images of 132 patients with acute anterior circulation ischemic stroke. Follow-up scans served as ground truth to determine the definite area of infarction. Sensitivity, specificity, and accuracy for region- and score-based analysis, receiver-operating characteristic curves, Bland-Altman plots and Matthews correlation coefficients relative to the ground truth were calculated and comparisons were made between neuroradiologists and different pre-specified e-ASPECTS operating points. The non-inferiority margin was set to 10% for both sensitivity and specificity on region-based analysis. Results In total 2640 (132 patients × 20 regions per patient) ASPECTS regions were scored. Mean time from onset to baseline computed tomography was 146 ± 124 min and median NIH Stroke Scale (NIHSS) was 11 (6-17, interquartile range). Median ASPECTS for ground truth on follow-up imaging was 8 (6.5-9, interquartile range). In the region-based analysis, two e-ASPECTS operating points (sensitivity, specificity, and accuracy of 44%, 93%, 87% and 44%, 91%, 85%) were statistically non-inferior to all three neuroradiologists (all p-values <0.003). Both Matthews correlation coefficients for e-ASPECTS were higher (0.36 and 0.34) than those of all neuroradiologists (0.32, 0.31, and 0.3). Conclusions e-ASPECTS was non-inferior to three neuroradiologists in scoring ASPECTS on non-contrast enhanced computed tomography images of acute stroke patients.

Background Microcalcification and macrocalcification are critical processes in atherosclerotic plaque progression, though how these processes relate to the risk of stroke recurrence in symptomatic carotid atherosclerosis is poorly understood. Methods We performed a post-hoc analysis of data from the ICARUSS study, where individuals with acute ischemic stroke originating from ipsilateral carotid stenosis of ≥50% underwent 18F-sodium fluoride-positron emission tomography (NaF-PET) to measure microcalcification. Tracer uptake was quantified using maximum tissue-to-background ratio (TBRmax). Macrocalcification was measured on computed tomography (CT) using Agatston scoring. Patients were followed up for six months for recurrent ipsilateral neurovascular events. Results Five (27.8%) of 18 individuals had a recurrent ischemic stroke or transient ischemic attack. Ipsilateral carotid plaque NaF uptake at baseline was higher in those with recurrent events compared to those without, and this association remained after adjustment for other vascular risk factors (OR 1.24, 1.03-1.50). Macrocalcification score in the symptomatic artery was also significantly independently associated with ipsilateral recurrence, but the effect size was relatively smaller (OR 1.12, 1.06-1.17 for each 100 unit increase). Conclusions Our findings indicate that microcalcification in symptomatic carotid plaques is independently associated with ipsilateral ischemic stroke recurrence. Furthermore, differences in the extent of active microcalcification in macrocalcified plaques may help explain variation in the relationship between calcified carotid plaques and stroke recurrence reported in the literature. Our pilot study indicates that evaluation of carotid artery microcalcification using NaF-PET may be a useful method for risk-stratification of carotid atherosclerosis, though our findings require confirmation in larger cohorts.