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)

Abstract Background To study the reproducibility of 23 Na magnetic resonance imaging (MRI) measurements from breast tissue in healthy volunteers. Methods Using a dual-tuned bilateral 23 Na/ 1 H breast coil at 3-T MRI, high-resolution 23 Na MRI three-dimensional cones sequences were used to quantify total sodium concentration (TSC) and fluid-attenuated sodium concentration (FASC). B 1 -corrected TSC and FASC maps were created. Two readers manually measured mean, minimum and maximum TSC and mean FASC values using two sampling methods: large regions of interest (LROIs) and small regions of interest (SROIs) encompassing fibroglandular tissue (FGT) and the highest signal area at the level of the nipple, respectively. The reproducibility of the measurements and correlations between density, age and FGT apparent diffusion coefficient (ADC) values were evaluatedss. Results Nine healthy volunteers were included. The inter-reader reproducibility of TSC and FASC using SROIs and LROIs was excellent (intraclass coefficient range 0.945−0.979, p < 0.001), except for the minimum TSC LROI measurements ( p = 0.369). The mean/minimum LROI TSC and mean LROI FASC values were lower than the respective SROI values ( p < 0.001); the maximum LROI TSC values were higher than the SROI TSC values ( p = 0.009). TSC correlated inversely with age but not with FGT ADCs. The mean and maximum FGT TSC and FASC values were higher in dense breasts in comparison to non-dense breasts ( p < 0.020). Conclusions The chosen sampling method and the selected descriptive value affect the measured TSC and FASC values, although the inter-reader reproducibility of the measurements is in general excellent. Relevance statement 23 Na MRI at 3 T allows the quantification of TSC and FASC sodium concentrations. The sodium measurements should be obtained consistently in a uniform manner. Key points • 23 Na MRI allows the quantification of total and fluid-attenuated sodium concentrations (TSC/FASC). • Sampling method (large/small region of interest) affects the TSC and FASC values. • Dense breasts have higher TSC and FASC values than non-dense breasts. • The inter-reader reproducibility of TSC and FASC measurements was, in general, excellent. • The results suggest the importance of stratifying the sodium measurements protocol. Graphical Abstract

Motivation: Breast cancer MRI has high sensitivity but has an unmet need for increased specificity. Sodium MRI has the potential to improve tumor characterisation and thus treatments. Goal(s): To determine whether there is a relationship between tissue permeability by correlating intracellular sodium fraction with pharmacokinetic parameters. Approach: Conventional DCE-MRI parameters were acquired as well as intracellular sodium fraction maps (= inversion recovery sodium / total sodium concentration) in 17 breast cancer lesions (grade 1:n=3; grade 2: n=9; grade 3:n=7). Results: The fraction of intracellular sodium to total sodium concentration had significant correlations (p-values &lt;0.11) with Ktrans and kep, and with cancer grade. Impact: Breast cancer imaging has an unmet need to differentiate ductal carcinoma from benign and invasive lesions. Sodium MRI can provide intra- and extra-cellular sodium measurements, which may improve lesion differentiation by using endogenous contrast.