Introduction
A missão do Instituto Nacional de Alergia e Doenças Infecciosas (NIAID) Facilidade Integrado de Pesquisa em Fort Detrick em Frederick MD (IRF-Frederick) é a realização de pesquisa de doenças infecciosas emergentes para compreender os processos de doença clínicos que se correlacionam com a gravidade da induzida por microbiano doença. O IRF-Frederick tem uma capacidade única para realizar imagiologia médica em modelos animais de patógenos de alta-consequência num laboratório 1 NBA-4. Os métodos de imagem disponíveis para os investigadores incluem: tomografia computadorizada (TC), ressonância magnética (MRI), tomografia por emissão de positrões (PET), de fóton único tomografia computadorizada (SPECT), ultra-som, raios-X e fluoroscopia. Pesquisadores usam recursos de imagem disponíveis para monitorar a progressão da doença e avaliar a eficácia das intervenções, tais como tratamento de drogas e de vacinação, em estudos longitudinais.
As modalidades de imagem no IRF-Frederick foram especificamenteprojetado para manter os principais componentes do equipamento fora da alta contenção 2,3 e acessível para manutenção e reparação. Este projeto separa a suíte de imagem em (contendo agente patogénico) "quente" e "frio lados." Para conseguir esta separação, os tubos foram construídos especialmente concebidos para alargar o espaço de alta contenção com os orifícios de cada modalidade de imagiologia (Figura 1). Além de proporcionar contenção biológica, estes tubos proteger o equipamento de imagem a partir de gases e químicos utilizados para descontaminar o laboratório de alta contenção. cientistas e tecnólogos de imagem operar os scanners do "lado frio", enquanto Medicina Comparativa (CM) punho equipe e monitorar animais no "lado quente". Uma vez que a equipe CM deve trabalhar em estreita colaboração com cientistas de imagem para coordenar estas experiências, esta separação pode resultar em desafios de comunicação.
Depois de avaliar as opções disponíveis, a equipe CM estavam foraequipado com peças de orelha Bluetooth que transmitem ondas de rádio ultra-alta frequência de curto comprimento de onda para os telefones usados para chamar o pessoal de imagem fora do confinamento. Devido à concepção da instalação, os pontos de acesso sem fios tiveram que ser instalados em cada um dos quartos para ultrapassar a interferência do sinal provocada por as camadas de cimento e do aço entre o "quente" e "frio" lados. Assim, a comunicação entre a equipe CM vestindo ternos de pressão positiva ruidosos e funcionários de imagem fora de alta contenção agora é confiável. Câmeras também foram instalados no lado quente dos quartos de imagem para imagem pessoal para ver a atividade no "lado quente". Com as câmeras, a equipe de imagem pode orientar técnicos CM com posicionamento animal ou quaisquer alterações de última hora para o protocolo de imagem.
Todo o trabalho na NBA-4 laboratório terno IRF-Frederick requer pessoal a usar de pressão positiva encapsular ternos 4. Vestindo estes ternos reduz a mobilidade, e a pesada tardex luvas ligados ao terno além de até três camadas adicionais de luvas compromete destreza. O resultado é que os procedimentos demoram mais tempo para ser concluído e tarefas que exigem habilidade motora fina são muito mais difíceis. Como o nível de biossegurança aumenta, manejo dos animais e manipulações tornam-se mais difícil e demorado, especialmente com pequenos animais. Procedimentos em um laboratório NBA-4 pode levar até 2-3 vezes mais do que um laboratório NBA-2.
O objetivo deste artigo é demonstrar visualmente os desafios associados com modelos de imagens de animais em um ambiente NBA-4 utilizando CT procedimento de digitalização de uma cobaia como um exemplo.
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Protocol
Este protocolo segue as seguintes orientações de cuidados de animais. Os animais foram alojados em uma instalação credenciada pela Associação de Avaliação e Acreditação do Laboratório de Animal Care International. Todos os procedimentos experimentais foram aprovados pelo Instituto Nacional de Alergia e Doenças Infecciosas, da Divisão de Investigação Clínica, Animal Care e do Comitê Use e estavam em conformidade com os regulamentos Animal Welfare Act, política de Serviço de Saúde Pública, e o Guia para o Cuidado e Uso de Animais de laboratório recomendações.
1. Prepare CT Scanner (em "Cold Side")
- Condicionar o Tubo de Raios-X
- Verifique se nenhum membro da equipe está na sala de digitalização e mesa o assunto está vazio.
- Executar o procedimento tubo condicionado de acordo com as especificações do fabricante do scanner.
- Executar a calibração Air
- Certifique-se de que nenhum objeto está no campo de digitalização. Execute o procedimento de calibragem de ar de acordo com as especificações do fabricante do scanner. Em muitas plataformas, esta calibração é automática ou semi-automática.
- Execute Qualidade de digitalização de controle (em "Hot Side")
- Complete os procedimentos de entrada de laboratório NBA-4 terno (descritos em detalhe em referência 5) com a adição de uma etapa extra. Se os procedimentos envolvem a exposição aos materiais radioactivos, clipe de um dosímetro para os scrubs sob o fato de protecção. Por sua vez, o dosímetro a cada 2 meses para o cálculo da exposição à radiação.
- Coloque a cabeça eo corpo fantasma CT, que é feito fora do ar, água e Teflon, no suporte apropriado na mesa de digitalização.
- Execute Qualidade de digitalização de controle (em "Cold Side")
- A partir do lado frio, avançar o fantasma para o centro do furo 6.
- Adquirir uma varredura usando parâmetros de controle laboratorial padronizado de qualidade (QC) para ensure o scanner está dentro das especificações do fabricante.
- Execute QC análise computadorizada de imagens para calcular os desvios médios e padrão de intensidade de sinal dentro de regiões de interesse centrado sobre cada tipo de material (ar, água ou Teflon) de acordo com o protocolo do fabricante.
- Notificar os funcionários CM que o tomógrafo está pronto para uso.
- Verifique as informações dos animais (número de identificação, peso, data de nascimento) com a equipe CM.
- Registre Informação Assunto para o Banco de Dados do Paciente.
- No console do tomógrafo (no "lado frio"), acesse Sistema de Informação de Radiologia do scanner (RIS). Verifique se o RIS é preenchida com os detalhes do cronograma de digitalização.
- Selecione o assunto e dados demográficos, como número de identificação, idade, data de nascimento e data do exame atual; em seguida, o tipo de exame deve preencher automaticamente.
- inserir manualmente peso assunto.
- Escolha correta suorientação bject no CT pórtico (por exemplo, de cabeça, pés em primeiro lugar, de bruços, em decúbito dorsal).
2. Prepare Áreas de Trabalho no terno do Laboratório NBA-4
- Prepare o II Biossegurança Gabinete Class (BSC) ou Downdraft mesa na sala Procedimento Animal. Ligue BSC (ou Downdraft Table) pelo menos 10 min antes do uso.
- solução desinfectante (acetato de cloreto de amónio dimetil benzil amónio cloreto de dimetil-benzil-N-alquil-, N-alquilo) Limpar e desinfectar superfícies interiores do BSC ou a superfície de topo da mesa de corrente descendente com um desinfectante aprovado, tal como 5% de amónio quaternário dupla. Pulverizar as superfícies interiores do BSC ou a superfície de topo da mesa de corrente descendente e limpar superfícies secas após 10 min de tempo de contacto. Spray e limpe as superfícies com 70% de etanol para remover desinfectante residual.
- equipamentos lugar e suprimentos necessários na tabela de BSC ou downdraft, incluindo a caixa indução da anestesia e animais luvas de manipulação. ol>
- Prepare o CT Scanner Bed.
- Defina-se o dispositivo de retenção de animais na cama CT.
- Set-up O monitor de sinais vitais para detectar a frequência cardíaca e saturação de oxigênio. Se sessão de digitalização é mais do que 10 min, temperatura monitor.
- Prepare o aparelho de anestesia.
- Verificar o volume isoflurano no vaporizador e adicionar mais isoflurano, se necessário.
- Realizar um teste de vazamento através da pressurização do circuito respiratório anestésico com oxigénio, verificando para o gás escapou, e inspecionar visualmente a máquina de anestesia para vazamentos 1.
- Se for detectado um vazamento, determinar a fonte, corrija o problema e executar um teste de vazamento de acompanhamento para verificar as correções foram devidamente implementadas.
- Pesar o recipiente de eliminação descartável que capta gás anestésico resíduos. Se o recipiente é ≥50 g sobre o peso inicial do recipiente, substitua canister 7.
- Transfira a gaiola de habitação a cobaia de um dos Rodent Dadas Quartos Adjacentes para a Suíte de imagem para o BSC Classe II.
- Verifique se o ID animal.
- Remova o cartão de gaiola e manter com o animal.
- Abra a tampa para a gaiola e don luvas de couro de proteção de animais sobre as luvas terno de pressão positiva. Levante com cuidado a cobaia, colocar animais na caixa de indução da anestesia, e cobrir a caixa com a tampa.
- Remova a caixa de indução anestésica contendo o animal do BSC Classe II e colocá-lo em um carrinho de transporte.
- Usando o carrinho, levar o animal ao quarto do varredor do CT.
- Na sala scanner CT, ligue imediatamente o recipiente de eliminação e aparelho de anestesia para a caixa de indução. Ligue o gás oxigénio para a caixa de indução e definir o vaporizador para DelivER 4% de isoflurano para indução inicial da anestesia 8.
- Monitorar o animal durante a indução da anestesia para a profundidade adequada da anestesia (por exemplo, não responde a estímulos externos, tônus muscular, respiratório estável e taxas de coração) 8.
- Desligue a anestesia para a caixa de indução quando a cobaia está totalmente anestesiado.
4. Organizar Assunto on Imaging Bed no CT Scanner (no "lado quente")
- Remova a anestesiado Cobaia da Caixa de Indução e colocar no Imagiologia Bed.
- Coloque a cobaia na almofada participação numa posição de bruços.
- Aplicar pomada oftálmica em ambos os olhos para proteger o epitélio corneano de secar.
- Administrar Manutenção isoflurano Anestesia.
- Coloque o cone do nariz na cobaia e transformar em gás para entregar 1 L / min de oxigênio para o nariz cone 8.
- Definir o vaporizador para entregar 2-3%isoflurano para a cobaia através do cone do nariz.
- Uma vez que o tema atinja o plano desejado de anestesia (nenhum movimento, ~ 60 respirações por minuto), reduza o ajuste para entregar 1,0-1,5% de isoflurano para a manutenção da anestesia vaporizador.
- Monitorar os sinais vitais, incluindo a temperatura corporal, freqüência cardíaca e freqüência respiratória. Se a freqüência respiratória começa a acelerar ou desacelerar, aumentar ou diminuir a porcentagem de isoflurano, respectivamente 9.
- Proporcionar uma fonte de calor adicional para manter a temperatura do corpo da cobaia entre 37 e 39 ° C, se necessário, dependendo do comprimento esperado de aquisição de dados e de profundidade de anestesia mantida 8,9.
- Garantir uma cobertura plástica sobre a parte superior da almofada de retenção.
- Avançar cama de imagens para dentro do tubo de contenção.
5. Definir o campo Imagem do Vista
- Ative o sistema de laser (equipe de imagens) sobre o "lado frio" do sc CTanner espaço para posicionar a cobaia para a digitalização CT. Use a tabela "em" botões e "out" para cobrir a anatomia de interesse sob a mira a laser.
- Para definir o campo de visão, use o botão de laser para definir o ponto de partida sobre a anatomia de interesse.
- Contato na equipe CM em "lado quente" para colocar um escudo de chumbo, entre si, o scanner CT.
6. adquirir imagens
- Adquirir varredura levantamento para colocação fatia de imagens do estudo CT de acordo com o protocolo do fabricante.
- Prescrever colocação fatia de imagens do estudo CT em imagens da pesquisa.
- Coordenar com pessoal "do lado quente" se a injeção de contraste é para ser usado.
- Adquirir varredura estudo de acordo com o protocolo do fabricante.
- Reconstruir imagens de CT no console do scanner de acordo com o protocolo do fabricante.
- Enviar imagens para um PACS. Realizar mais qualitativa e quantitative analisa a partir deste sistema de arquivo de acordo com o protocolo do fabricante.
Recuperação 7. Pós-scan
- Transferir cobaia do scanner a uma gaiola microisolator limpo com comida e guloseimas.
- Usando o carrinho, transportar a gaiola com animais de volta à sua área de habitação.
- Monitorar o animal até que esteja totalmente recuperado da anestesia.
- Uma vez totalmente recuperado, volte a gaiola para o High Efficiency Particulate Air (HEPA) filtrado por prateleiras ventiladas.
8. Desinfecção do Scanner Bay e Equipamentos
- Desinfectar área da baía do scanner (por exemplo, superfícies que estavam em contato direto com o animal, scanner, chão da sala scanner, puxadores das portas) com uma solução de amônio 5% dupla quaternário para um tempo de contacto de 10 min.
- Enxaguar as superfícies com uma solução de etanol a 70% após uma exposição de 10 min a uma solução de amónio quaternário dupla.
- Limpe itens que não podem ser pulverizadas diretamentecom uma solução dupla quaternário de amônio (equipamentos eletrônicos sensíveis) com um pano dual-quaternário-saturado de amónio seguido por um pano saturado de etanol.
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Representative Results
O cumprimento rigoroso de todos os procedimentos de segurança e procedimentos operacionais padrão para manuseio dos animais é essencial para trabalhar com segurança em um laboratório NBA-4. Transferência de animais infectados dentro da caixa de indução a partir dos animais quarto procedimento para a suite de imagem a minimizar o risco de contaminação dos corredores comuns. Seguindo os procedimentos necessários, não há infecções adquiridas em laboratório ou contaminação cruzada de indivíduos animais foi gravada durante a realização de NBA-4 investigação na IRF-Frederick.
NBA-4 patogénios virais podem induzir patologias relacionadas com pulmonares 10,11, e CT é uma valiosa ferramenta para monitorizar a progressão da doença em modelos animais de infecção. CT imagens são criados a partir da absorção de radiação de raios-X para os tecidos, e experiências de imagiologia pode ser realizada de forma relativamente rápida, minimizando a quantidade de anestesia necessária. Na TC, maior o Density do objeto fotografado, como o osso, o mais brilhante do objeto é exibida (Figura 2). Densidade de tecidos de órgãos tendem a ser de intensidade intermediária (cinza), enquanto os tecidos cheios de ar, tais como pulmões saudáveis, aparecem em preto. CT adquire múltiplas radiografias sobre uma vista de 360 ° que é reconstruído em uma visão 3-dimensional do corpo. Para maior delimitação entre órgãos e patologias relacionadas com a doença infecciosas, podem ser utilizados agentes de contraste intravenosos.
Figura 1:. Projeto de alta contenção das modalidades de imagem na IRF-Frederick Este projeto separa o conjunto de imagens em "quentes" e "frios" lados. Especialmente concebido tubos de estender o espaço de alta contenção do "lado quente" com os orifícios de cada scanner sobre o "lado frio". cientistas e tecnólogos de imagem operar os scanners da4;. Lado frio ", enquanto Medicina Comparativa (CM) punho equipe e monitorar animais no" lado quente " Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 2:. Image CT da parte superior do tronco de uma cobaia absorção de raios-X é maior no osso, portanto óssea (A) aparece mais brilhante da imagem, e ar (B, tecido pulmonar) aparece mais escura, e tecidos moles (C: coração, D: fígado). aparece em contraste intermédia (a) BSL-4 patogénios virais induzir patologia relacionada com a do pulmão, tornando CT uma ferramenta valiosa para a progressão da doença de monitorização em modelos animais de infecção por favor clique elae para ver uma versão maior desta figura.
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Discussion
Artigos anteriores desta série têm enfatizado a extensa formação, atenção aos detalhes, os procedimentos de segurança e controles de engenharia adicionais necessários para trabalhar com segurança em um 12,13 máxima laboratório de contenção. Realizar o trabalho com segurança é a maior prioridade nesses laboratórios. Esta filosofia é ainda mais importante quando se trabalha com animais vivos, devido a riscos adicionais, tais como o potencial de animais infectados para infligir mordidas ou arranhões ou para gerar aerossóis 7. Estes procedimentos enfatizar o manuseio seguro e transporte de animais de sala de espera para os quartos de imagem. manipulações de animais e monitoramento durante a anestesia são demonstrados para dar ao espectador um retrato realista da atenção ao detalhe e segurança considerações necessárias, enquanto trabalhava num laboratório NBA-4.
Nós descrevemos um protocolo para realizar imagiologia médica não-invasiva em um laboratório NBA-4 usando uma tomografia computadorizada de uma cobaiacomo um exemplo. Vários passos são fundamentais para imagiologia de sucesso no laboratório BSL-4. O primeiro passo crítico inclui a verificação de que as listas de verificação de segurança são concluídas para garantir que todos os sistemas de segurança estão funcionando corretamente antes da entrada no laboratório 5. O pessoal deve seguir os procedimentos de entrada e de saída adequadas para garantir que eles estão trabalhando com segurança no laboratório BSL-4. O segundo passo crítico é verificar que o pessoal não se encontram presentes na sala de exame ou eles estão atrás de um escudo de chumbo portátil durante o condicionamento do tubo de raios X e quaisquer verificações subseqüentes. É importante para determinar se o scanner CT está pronto e funcionando corretamente antes de anestesiar e preparar animais para geração de imagens. O próximo passo crítico é para executar uma verificação de controle de qualidade com um fantasma adequada e notificar técnicos animais quando o scanner CT está operacional e pronto para uso. comunicação clara e eficaz, também é importante para executar protocolos de imagem como a equipe lidar com os animais estão fisicamente separciado de tecnólogos de imagem que operam os scanners no "lado frio".
imagiologia médica em um laboratório BSL-4 é um procedimento desafiador como todos os procedimentos de manipulação animal deve ser feito enquanto vestindo o terno pressão positiva e vários pares de luvas, incluindo luvas de terno pesados. procedimentos de manuseio de animais básicos são modificados para atender às considerações de segurança do laboratório BSL-4. Manuseio de animais acordados é minimizada e modificado para reduzir as chances de mordidas ou arranhões. Por exemplo, couro luvas de trabalho são usados para proteger as luvas terno quando pegar cobaias acordado e outros roedores maiores. Ratos só são manipulados com pinças e deve ser anestesiado antes scruffing-los para injecções intraperitoneal. técnicas de injecção podem ter de ser modificados para assegurar um maior grau de segurança. Uma pinça e / ou dispositivos de retenção são utilizados para realizar injecções em roedores, em vez de utilizar contenção mão só. A complexidade eo tempo necessário para perfimagiologia ORM depende de vários factores, incluindo a modalidade escolhido e da espécie utilizada. Limitações à realização de tomografia computadorizada incluem a dificuldade em administrar agentes de contraste para certas espécies de animais de laboratório. As cobaias, em particular, não têm veias facilmente acessíveis para a administração de um agente de contraste por via intravenosa. Dificuldade com esta administração é agravada pela dificuldade de manipulação motora fina, enquanto vestindo equipamentos de protecção individual. Além disso, o intervalo entre as injeções de contraste deve ser coordenada com a equipe do "lado frio", que está operando o scanner.
O design exclusivo da instalação de imagem cria desafios que requerem modificações de técnicas de imagem. Um desafio foi a dificuldade com a comunicação devido à separação física dos tecnólogos de imagem que operar o equipamento de digitalização e animais técnicos tratamento e monitorização dos animais. telefones Bluetooth com fones de ouvido usados dentro doterno são usados para se comunicar com os tecnólogos de imagem para coordenar e executar as verificações. Se este método de comunicação falhar, mensagem escrita à mão em quadros brancos podem ser exibidos através de janelas de laboratório. A concepção de cada modalidade de imagem inclui um tubo especial que se estende para a instalação de alta contenção para dentro do furo de cada scanner. Depois de cada objecto de imagem está posicionado sobre uma cama de imagiologia, os indivíduos são uma distância maior e menos visível para os técnicos que os monitoram enquanto sob anestesia. circuitos mais longos de anestesia, cabos de monitoramento, e as linhas de infusão são necessários neste design.
O IRF-Frederick tem a capacidade para realizar imagens biomédicas em uma variedade de animais de laboratório a partir de ratinhos para primatas não-humanos. CT pode ser utilizado para monitorizar a progressão da doença numa variedade de modelos animais de doenças infecciosas. Avaliação da eficácia de possíveis intervenções terapêuticas, incluindo vacinas, e a identificação de biomarcadores de diseaprocessos SE são futuras aplicações desta técnica.
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Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Micro-Chem Plus | National Chemical Laboratories | 255 | |
| CT scanner | Philips Healthcare | ||
| CT phantom | Philips Healthcare | ||
| Isovue-300 (CT contrast reagent) | Bracco Diagnostics | NDC 0270-1315-30 | |
| Ventilated rack | Lab Products | ||
| Micro-isolator cage | Lab Products | ||
| Biosafety cabinet | Nuaire | ||
| Anesthesia machine | SurgiVet | WWV9000 | |
| Anesthesia induction box | VetEquip | ||
| Anesthesia mask | Henry Schein | ||
| Isoflurane | Henry Schein | ||
| Waste gas scavenging canister | Fisher | F/AIR | |
| Holding cushion | |||
| Ophthalmic ointment | |||
| Vital signs monitor | Bionet | BM3Vet | |
| Mobile phone | Spectralink | 8440 | |
| Blue Tooth ear piece | |||
| Wireless access points | |||
| Sperian positive-pressure suit | Honeywell Safety Products | BSL 4-2 | |
| Outer suit gloves (latex, Ansell Canners and Handlers) | Fisher | 19-019-601 | |
| Outer suit gloves (nitrile/rubber, MAPA) | Fisher | 2MYU1 | |
| Scrubs | Cintas | 60975/60976 | |
| Socks | Cintas | 944 | |
| Duct tape | Pack-N-Tape | 51131069695 | |
| Towels | Cintas | 2720 | |
| Zip lube | Amazon | B000GKBEJA |
References
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