دراسات متعددة التتبع لاستقلاب الأكسجين والجلوكوز في الدماغ باستخدام ماسح التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني في وقت الرحلة

ملخص

القياسات الكمية لاستقلاب الأكسجين والجلوكوز بواسطة PET هي تقنيات راسخة ، ولكن يتم وصف تفاصيل البروتوكولات العملية بشكل ضئيل في الأدبيات. تقدم هذه الورقة بروتوكولا عمليا تم تنفيذه بنجاح على أحدث ماسح ضوئي للتصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني.

الملخص

طور المؤلفون نموذجا باستخدام التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET) مع العديد من أدوات التتبع الصيدلانية المشعة التي تجمع بين قياسات معدل الأيض الدماغي للجلوكوز (CMRGlc) ، ومعدل الأيض الدماغي للأكسجين (CMRO₂) ، وتدفق الدم الدماغي (CBF) ، وحجم الدم الدماغي (CBV) ، وبلغت ذروتها في تقديرات تحلل السكر الهوائي في الدماغ (AG). هذه التقديرات في الجسم الحي لعملية التمثيل الغذائي للجلوكوز المؤكسد وغير المؤكسد ذات صلة بدراسة الدماغ البشري في الصحة والمرض. توفر أحدث الماسحات الضوئية للتصوير المقطعي المحوسب بالإصدار البوزيتروني (PET-CT) تصويرا لوقت الرحلة (TOF) وتحسينات حاسمة في الدقة المكانية وتقليل القطع الأثرية. وقد أدى ذلك إلى تحسين التصوير بشكل كبير مع جرعات أقل من التتبع الإشعاعي.

تتضمن الطرق المحسنة لأحدث الماسحات الضوئية PET-CT إدارة سلسلة من أول أكسيد الكربون (CO) والأكسجين (O₂) المستنشق ¹⁵من الماء المصنف على O (H 2) ، و ¹⁵ماء مسمى O (H₂O) ، و ¹⁸F-deoxyglucose (FDG) - كل ذلك في جلسات مسح مدتها 2 ساعة أو 3 ساعات تنتج قياسات كمية عالية الدقة ل CMRGlc ، CMRO₂و CBF و CBV و AG. تصف ورقة الطرق هذه الجوانب العملية للمسح المصمم لقياس التمثيل الغذائي للدماغ باستخدام النماذج الحركية التتبع وعينات الدم الشريانية وتقدم أمثلة على قياسات التصوير لعملية التمثيل الغذائي للدماغ البشري.

المقدمة

الدماغ البشري مستهلك كثيف للأكسجين والجلوكوز لعملية التمثيل الغذائي. تحدث نسبة من استقلاب الجلوكوز في الدماغ البشري السليم خارج استخدام الأكسجين ، والمعروف باسم تحلل السكر الهوائي في الدماغ (AG) ، وأغراضه قيد التحقيق^{المكثف 1،2،3،4،5}. تشير الدراسات السابقة في النماذج الحيوانية والبشر إلى وجود ارتباط بين AG والتطور والشيخوخة ، وتطور المشبكي والعصبي ، والذاكرة ، وترسب الأميلويد في مرض الزهايمر ، ووظيفة المادة البيضاء والمرض^{1،6،7،8،9،10،11،12،13}. وبالتالي ، هناك اهتمام مستمر بدراسة AG والجوانب الأخرى لعملية التمثيل الغذائي للدماغ لفهم الدماغ البشري بشكل أفضل مع تقدمه في العمر وتعرضه للإصابة والمرض.

في الوقت الحاضر ، تتطلب طرق تقييم AG للدماغ البشري في الجسم الحي تصوير التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني باستخدام العديد من أجهزة التتبع الإشعاعي للأكسجين والجلوكوز لقياس كل من معدل الأيض الدماغي للجلوكوز (CMRGlc) ¹⁴ ، ومعدل الأيض الدماغي للأكسجين (CMRO₂) ¹⁵ ، وتدفق الدم الدماغي (CBF) ¹⁶ ، وحجم الدم الدماغي (CBV) ¹⁷. بالإضافة إلى التصوير ، يتطلب القياس الكمي لعملية التمثيل الغذائي للدماغ باستخدام التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني تعقيدات أخرى ، بما في ذلك تقييم وظيفة الإدخال الشرياني ، عادة عن طريق قنية الشرايين الغازية وأخذ العينات. التأكد من أن المشاركين يتبعون بدقة تعليمات استنشاق المقتفي الإشعاعي مع تقييد حركة الرأس ؛ التعامل مع أجهزة التتبع الإشعاعي ذات عمر النصف القصير جدا (2 دقيقة) بأمان وفعالية؛ إدارة مجموعات البيانات الكبيرة. وتنفيذ طرق تحليلية متقدمة لحساب معلمات التمثيل الغذائي بدقة. ومن الجدير بالملاحظة أيضا قيود استخدام [¹⁸F] FDG لتقدير CMRGlc^5،14.

يتناول هذا البروتوكول الأمور العملية الأكثر صلة بالقياسات الناجحة لعملية التمثيل الغذائي الكمي للدماغ في تجربتنا. يتضمن هذا البروتوكول وصفا للإجراءات الأساسية والملاحظات التحذيرية لتجنب الأخطاء الشائعة. إنه يؤجل المناقشة المتأنية للمبادئ الأكثر عمومية لعملية التمثيل الغذائي ، وعلم الأعصاب ، والتصوير ، وحركية التتبع ، وطرق الاستدلال من تصوير PET للتتبع الإشعاعي. يشمل الجمهور المستهدف المبتدئين في قياسات التمثيل الغذائي باستخدام التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني ، بالإضافة إلى باحثين وأطباء أكثر خبرة في التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني المهتمين بتوظيف ¹⁵متتبعا إشعاعيا. يفترض هذا البروتوكول الإلمام بدراسات التصوير البشري ، والإجراءات الطبية الغازية ، وأجهزة التتبع الإشعاعي ، وطرق الاستدلال الكمية. توجد العديد من المراجع الممتازة حول تصوير الدماغ المقطعي بالإصدار البوزيتروني بشكل عام¹⁸ ، و ¹⁵O-oxygen PET بشكل أكثر تحديدا¹⁹. بالنسبة إلى [¹⁸F] FDG ، بالإضافة إلى المسائل العملية الأخرى لإجراء التصوير المبوهني ، يوفر مركز توركو للتصوير البوزيتروني مواد مرجعية قيمة بالإضافة إلى روابط لأدبيات البحث الأولية الشاملة²⁰.

تبدأ أقسام البروتوكول بالاعتبارات ذات الصلة فيما يتعلق باختيار المشاركين والتي تعتبر ضرورية للامتثال والمسح الناجح. بعد ذلك ، يحدد البروتوكول الجوانب المتعلقة بالمسح الداعم باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي للتشريح العصبي. بعد ذلك ، يصف البروتوكول أوامر المختبرات السريرية التي تتضمن تدابير مهمة لقياس كمية الأكسجين واستقلاب الجلوكوز. بعد ذلك ، يسرد البروتوكول الأمور المتعلقة بالسيكلوترون وتوصيل المستحضرات الصيدلانية المشعة. تأخذ الأوصاف فقط منظور المحققين العاملين في نقطة الرعاية في مرفق التصوير ، مع إغفال الاعتبارات المطلوبة من مرافق السيكلوترون وموظفيه. بعد ذلك ، يوضح البروتوكول تفاصيل إعداد وإدارة الخطوط الشريانية. يتطلب إنشاء الخطوط الشريانية وصيانتها تلبية معايير الامتثال الخاصة بالمؤسسات، ويحدد البروتوكول سير العمل الناجح. بعد ذلك ، يوفر البروتوكول الإجراءات التشغيلية الأساسية للمسح باستخدام التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني ، بما في ذلك تفاصيل تحديد موضع المشاركين ، والتصوير المقطعي المحوسب لتصحيح التوهين ، وإعطاء المستحضرات الصيدلانية المشعة ، وإجراء قياسات الشرايين. يناقش أخذ العينات الوريدية البدائل المحتملة لأخذ العينات الشريانية في قياسات CMRGlc مع [¹⁸F] FDG. قسم عن إعادة بناء صور التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني وتخزين البيانات يفصل معلمات البرامج والمسائل العملية لتكنولوجيا المعلومات. يشير القسم الخاص بالخروج ومتابعة المشاركين إلى الاتصالات الأساسية لسلامة المشاركين. كما تمت مناقشة أنشطة المعايرة الهامة. تم وصف العديد من طرق التحليل المناسبة والنماذج الحركية بشكل جيد في التقارير العلمية المنشورة وسوابقها العديدة. وبالتالي ، يوجه هذا البروتوكول القارئ إلى حد كبير إلى مراجع الأساليب المنشورة. وتوضح النتائج التمثيلية التنفيذ الناجح للبروتوكولات. يشرح قسم المناقشة الجوانب والقيود المفيدة للبروتوكول ، وإمكانياته في علم الأعصاب البشري ، والمسائل المتعلقة بالسلامة.

البروتوكول

ملاحظة: وافق مجلس المراجعة المؤسسية ولجنة أبحاث الأدوية المشعة التابعة لكلية الطب بجامعة واشنطن على جميع الدراسات بناء على البروتوكول الموضح أدناه. قدم جميع المشاركين من البشر موافقة خطية مستنيرة قبل المشاركة في الدراسات البحثية بناء على البروتوكول أدناه. راجع جدول المواد للحصول على التفاصيل المتعلقة بجميع المعدات والمواد والكواشف المستخدمة في هذا البروتوكول.

1. اختيار المشاركين

1. معايير الاشتمال
   1. قم بتضمين المشاركين البالغين فقط. التأكد من أن المشاركين يمكنهم اتباع إجراءات الدراسة ، بما في ذلك التعليمات الخاصة باستنشاق الغازات الصيدلانية المشعة ، وأنهم قادرون على تقديم موافقة مستنيرة أو موافقة بموافقة بديلة مناسبة. تأكد من أن المشاركين يمكنهم الخضوع للتصوير في وضع الاستلقاء لمدة تصل إلى 2-3 ساعات مع فترات راحة ، وبشكل مستمر لمدة 60 دقيقة دون انقطاع.
2. معايير الاستبعاد
   1. استبعاد المشاركين الذين لديهم موانع لأبحاث الأدوية المشعة، مثل الحمل في وقت التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني. استبعاد المشاركين الذين لديهم موانع للتصوير بالرنين المغناطيسي ، لأن التصوير بالرنين المغناطيسي مطلوب لتسجيل الصورة التشريحية والتطبيع المكاني وتصحيح الحجم الجزئي.
   2. استبعاد المشاركين الذين لديهم أي موانع لقنية الشريان الكعبري عند إجراء قنية الشريان الكعبري. استبعاد المشاركين المصابين بفقر الدم الشديد أو الذين تبرعوا مؤخرا بمنتجات الدم ، لأن أخذ عينات الشرايين الغازية يؤدي إلى فقدان إجمالي حجم الدم يمكن أن يتجاوز 100 مل.
   3. استبعاد المشاركين المصابين بأمراض رئوية خطيرة حيث قد تضعف قدرتهم على الشهيق والتبادل المسمى [¹⁵O]_{O 2} و [¹⁵O] CO في الرئتين. استبعاد الأفراد الذين يعانون من أمراض طبية مستمرة تتجاوز تلك التي تهمهم ، والتي من المتوقع أن تغير بشكل كبير التمثيل الغذائي الدماغي وتدفق الدم.
      ملاحظة: يعتمد ذلك على الأهداف والغايات المحددة لمشروع معين، على سبيل المثال، إذا كان المشروع يركز على الشيخوخة الصحية، فقد تكون السكتات الدماغية الكبيرة أو فقر الدم المنجلي من بين معايير الاستبعاد.
   4. استبعاد المشاركين الذين لا يستطيعون تحقيق مستوى جلوكوز في الدم أقل من 165 ملغم/ديسيلتر قبل إعطاء [¹⁸فهرنهايت] FDG.

2. التصوير بالرنين المغناطيسي لتشريح الأعصاب

1. حدد موعدا للتصوير بالرنين المغناطيسي قبل فحص التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني. تأكد من وجود بروتوكول بالرنين المغناطيسي لماسح ضوئي 3T يتضمن تسلسل نبضات صدى التدرج السريع (MPRAGE) الممغنطة بدقة الخواص 0.8-1.0 مم ، ومن الناحية المثالية ، طرق مستقبلية لتصحيح الحركة²¹.
   ملاحظة: يوفر تصحيح الحركة المستقبلي تحسينا إضافيا لتشريح T1w لاستخدامه في الاندماج مع تصوير التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني ، ولكن من غير المرجح أن يكون إغفال تصحيح الحركة المستقبلي له تأثير كبير على تصوير التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني الحالي لدى المشاركين الملتزمين بتجنب حركة الرأس. يعتبر تشريح T1w عالي الجودة مهما للتصحيح الجزئي للحجم ل PET^22،23.
2. الحصول على التصوير بالرنين المغناطيسي التشريحي العصبي للتجزئة والتجزئة الإقليمية ، وتسجيلات الأطلس ، وتصحيحات الحجم الجزئية. تحقق من التصوير بالرنين المغناطيسي التشريحي العصبي الناجح قبل جدولة وإخضاع المشارك لخطوط الشرايين الغازية والمستحضرات الصيدلانية المشعة.

3. أوامر المختبر

1. اطلب غازات الدم الشرياني والهيموجلوبين والهيماتوكريت وجلوكوز البلازما من المختبرات المعتمدة سريريا. اطلب كمية أوكسي هيموغلوبين وكربوكسي هيموغلوبين وميثيموغلوبين للمدخنين وأولئك الذين يعانون من حالات طبية مرتبطة بالهيموجلوبين المتغير.
2. قياس قياس التأكسج النبضي باستخدام أجهزة تم التحقق من صحتها، مثل تلك المصممة للرعاية الطبية الحرجة.

4. توصيل المستحضرات الصيدلانية المشعة

ملاحظة: يتطلب قياس استقلاب الأكسجين في الدماغ و AG باستخدام PET منشأة سيكلوترون قادرة على إنتاج وتوصيل ¹⁵O من المستحضرات الصيدلانية المشعة ، والتي لها عمر نصف 122 ثانية. يجب أن يكون نقل المستحضرات الصيدلانية المشعة بين مرفق السيكلوترون والماسح الضوئي المقطعي بالإصدار البوزيتروني سريعا بما فيه الكفاية والموثوقية لتوفير الجرعات الكافية في وقت إعطاء المقتفي الإشعاعي.

1. تأكد من أن جميع أجهزة معايرة جرعة النشاط الإشعاعي لديها طاقة وإتاحة الوقت لتسخين الجهاز بشكل كاف (عادة ، 60 دقيقة على الأقل).
2. بالنسبة للمستحضرات الصيدلانية المشعة الغازية ، ضع علبة غاز محمية ومعايرة جرعة مقياس التيار الكهربائي المدمج بالقرب من جسر PET للماسح الضوئي PET. تأكد من الملحقات الآمنة للمنفاخ المعقم القابل للتوسيع ، ومرشح الجسيمات ، وأنابيب البوليمر البلاستيكية ذات القطر الكبير ، والمشبك ، وقطعة الفم التي تستخدم لمرة واحدة. انظر الشكل 1.
3. إجراءات ضمان الجودة الكاملة لخطوط غاز النايلون ، القطر الداخلي 1/8 بوصة ، تحت العادم ، من السيكلوترون لتسليم [¹⁵O] CO و [¹⁵O] O₂. ضمان كامل للجودة لمصادر الهيدروجين النقية ووحدات المعالجة لتوليد المستحضرات الصيدلانية المشعة [¹⁵O] H₂O كمشتق من [¹⁵O] O₂ ، للحقن اللاحق. انظر الشكل 1.

5. خطوط الشرايين

1. التنسيب والإدارة
   1. قنية الشريان الكعبري بالتشاور مع طبيب متخصص لوضع الخطوط الشريانية بشكل روتيني، على سبيل المثال، الأشعة التداخلية أو التخدير أو طب الرعاية الحرجة.
      1. قم بتوفير جهاز الموجات فوق الصوتية مع مسبار مناسب لتصوير الشريان الكعبري.
      2. قم بتزويد الطبيب التداخلي بالمواد الاستهلاكية المفضلة لديهم لوضع الخط الشرياني ، والأكثر شيوعا ، مجموعة مع سلك توجيه ينفذ تقنية Seldinger.
      3. ابذل قصارى جهدك لإدخال القسطرة الوعائية في يد المشارك غير المهيمنة.
   2. تقييم وإدارة المشارك خلال قنية الشريان الكعبري باستخدام خدمات ممرضة متمرسة أو أخصائي رعاية صحية مكافئ.
      1. ضمان الدورة الدموية الشريانية الجانبية لليد عن طريق الموجات فوق الصوتية.
      2. تحضير وإدارة المجال المعقم أثناء قنية الشرايين.
      3. مساعدة الطبيب التداخلي في إجراءات القنية المعقمة.
      4. خطوط ضغط صلبة رئيسية وإمداد محلول ملحي عادي مضغوط حتى 300 مم زئبق.
   3. إجراء إدارة مستمرة للخط الشرياني خلال بروتوكول 2-3 ساعات ، بما في ذلك المراقبة الروتينية لأشكال موجات الضغط الشرياني والتلاعب بدوائر الخط الشرياني. لأخذ العينات الشريانية المستمرة ، قم بتبديل محبس التوقف في الخط من توفير الضغط الخلفي للشريان الكعبري إلى استخراج الدم الشرياني عن طريق الضخ التمعجي إلى التنظيف والحفاظ على الوصول إلى الشريان الكعبري. عند تحضير مقاطع الخط التي لا تتدفق أبدا إلى الشريان الكعبري ، اغسل بمحاليل هيبارين (حتى 10 وحدة / مل) للمساعدة في الحفاظ على المباح الكهربائي.
      ملاحظة: قلل من استخدام الهيبارين عندما يكون ذلك ممكنا للحفاظ على قسطرة الشريان الكعبري نظرا للأدلة غير المؤكدة على فعاليتها ولتجنب خطر إثارة قلة الصفيحات الناجم عن الهيبارين.
   4. استخدم لوح ذراع قابل للتشكيل ولكنه صلب للمساعدة في تأمين قسطرة الشريان الكعبري وخطوطه. تأكد من أن التلاعب المتكرر بمحبس التثبيت لا يزعج قسطرة الشريان الكعبري.
   5. تأكيد الأشكال الموجية الطبيعية للضغط الشرياني قبل كل إعطاء للتتبع الإشعاعي لضمان سالكية قسطرة الشريان الكعبري.
2. كاشفات جاما للعينات الشريانية
   ملاحظة: استخدم جهاز مسبار الكشف عن جاما والمضخة التمعجية لقياس وظيفة الإدخال الشرياني. على الرغم من أن العينات المرسومة يدويا ممكنة ل [¹⁸F] FDG وغيرها من أجهزة التتبع الإشعاعي ذات العمر النصفي الأطول ، إلا أن استخدام سلسلة من أربعة عمليات مسح سريعة ¹⁵O يتم تسهيله إلى حد كبير من خلال أخذ العينات الآلي باستخدام مضخة تمعجية وكاشف جاما مضغوط بدرجة كافية لوضعه جنبا إلى جنب مع يد المشارك.
   1. ضع تجميعات الخط الشرياني في أقرب مكان ممكن من قسطرة الشريان الكعبري لإجراء القياسات بأقل قدر ممكن من التشتت والتأخير في مسبار الكشف عن جاما. تأكد من أن المسار من موقع التصنيف عبر تجميعات الخط إلى مسبار اكتشاف جاما متوافق مع بيانات المعايرة المتاحة لتجميع الخط.
   2. توفير الطاقة المستمرة من خلال مصدر طاقة غير منقطع لضمان استقرار المضاعفات الضوئية لكاشفات جاما المصادفة. للكشف عن المصادفة، استخدم نوافذ توقيت 100 نانوثانية وتأكد من أن حساسية الكشف الاسمية لا تقل عن 2,4 cpss ^{kBq-1 mL-1} مع خطية <1٪ من خلال 10 كيلو لكل ثانية.
      ملاحظة: الأدلة الموجية المملوءة بالسائل لاكتشاف المصادفة هشة وتتطلب عناية عند المناولة والنقل من مناطق التخزين إلى مجموعة PET.

6. المسح الضوئي

1. تقليل حركات الرأس
   1. قبل المسح ، قم بتثقيف المشارك حول أهمية تجنب حركات الرأس أثناء المسح.
2. تحديد موقع المشاركين في الدراسة
   1. تأكد من أن تكوينات أجهزة وبرامج PET-CT تسمح بالمسح الضوئي مع وضع الرأس أولا أو القدم الأولى للمشارك في الدراسة. كلما أمكن ، تفضل وضع القدمين أولا ل PET ، بحيث تقع أطراف المشارك وجذعه خارج جسر PET ، ويظل رأس المشارك متمركزا داخل جسر PET ، ويظل جسر التصوير المقطعي المحوسب غير مأهول (الشكل 1).
   2. قم بتوجيه ووضع المشارك للاستلقاء على طاولة جسرية منخفضة وفقا لجميع البروتوكولات الموجودة مسبقا لفحص التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني البشري ، مثل ضمان إفراغ البول مؤخرا ، وارتداء الملابس المناسبة ، وإزالة النظارات أو المجوهرات أو زخارف الشعر غير المتوافقة مع الماسح الضوئي.
   3. تأكد من سلامة جميع الخطوط الشريانية والوريدية أثناء تحرك طاولة القنطرية إلى تجويف الماسح الضوئي. ضمان التوصيل المستمر للخطوط الشريانية بمصادر المياه الملحية المضغوطة. تأكد من فصل المضخات التمعجية ومجسات الكشف عن جاما وأي أجهزة أخرى لا يمكنها المرور عبر تجويف الماسح الضوئي وإعادة توصيلها لاحقا.
   4. تأكد من راحة المشارك ، وخاصة الوسائد الكافية لوضع الرأس والرقبة والعمود الفقري والوركين وثني الساق. تأكد من وضع الرأس بشكل مريح عند وضع مساند الرأس الرغوية بحرية ، ثم قم بتثبيت جبهة المشارك على طاولة القنطرية بغلاف مرن وذاتي اللصق وقابل للإزالة ذاتيا كتذكير للمشارك بتجنب حركة الرأس. تأكد من وجود بطانيات كافية للراحة الحرارية. تأكد من فهم المشارك لضرورة تجنب حركة الرأس خلال التصوير المقطعي المحوسب والتصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني.
      ملاحظة: تحد مساند الرأس والغلاف المرن بشكل كبير من حركة الرأس حتى في المشاركين المعاقين إدراكيا.
   5. تأكد من أن طاولة القنطرية تمر عبر تجويف الماسح الضوئي حتى تقع أطراف المشارك وجذعه خارج جسر التصوير المقطعي المحوسب ويتركز رأس المشارك في جسر التصوير المقطعي المحوسب. قم بمحاذاة خط كانثوميت المشارك مع علامات الليزر العمودية عند الدخول إلى جسر التصوير المقطعي المحوسب ، ثم قم بزاوية الذقن بشكل أدنى قليلا. إجراء التصوير المقطعي المحوسب كما هو موضح أدناه. تأكد على التصوير المقطعي المحوسب أن هذا الموضع يلتقط المخ والمخيخ بأكمله داخل مجال رؤية التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني.
   6. تأكد من استمرار طاولة الرافعة العملاقة عبر تجويف الماسح الضوئي حتى يتم توسيط رأس المشارك في جسر PET. تأكد من الوصول الكافي إلى الخطوط الشريانية والوريدية بالإضافة إلى تمديد الرسغ المناسب لاستيعاب قنية الشريان الكعبري. تأكد من أن فتحات عادم السقف يمكنها إزالة غازات التتبع الإشعاعي الزفير عن غير قصد بشكل فعال بالقرب من حافة جسر PET. قم بإجراء التصوير المقطعي المحوسب والتصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني كما هو موضح أدناه في الخطوات 6.3-6.5.
   7. راقب المشارك بشكل روتيني أثناء التصوير المبوهني ، وتقييم راحة المشارك بأقل قدر من التواصل اللفظي أثناء المسح.
      ملاحظة: يسهل تحديد المواقع بالأقدام أولا إدارة غازات التتبع الإشعاعي مع تحسين الاتصالات وتحسين التلاعب بأنابيب الاستنشاق. ومع ذلك ، بالنسبة لمعظم طاولات القنطرية ، قد يكون وضع القدمين أولا غير متوافق مع استخدام أقنعة الاحتفاظ بالرأس بالحرارة. قد يكون وضع القدمين أولا غير متوافق أيضا مع الأجهزة التي تحمي الرأس من الانبعاثات التي تنشأ من الجسم الأدنى من الرأس. يمكن لهذه الدروع أن تقلل من العشوائيات التي تنشأ من الجسم.
3. التصوير المقطعي المحوسب لتصحيح التوهين
   1. الحصول على رأس جرعة إشعاعية منخفضة التصوير المقطعي المحوسب المناسب لتصحيح التوهين. إذا احتاج المشارك إلى استراحة أثناء المسح وغادر الماسح الضوئي، فكرر التصوير المقطعي المحوسب قبل استئناف جلسة التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني للسماح بإعادة بناء التصوير المتوافق مع الإصدار البوزيتروني اللاحق على وحدة التحكم. تشمل معلمات التصوير المقطعي المحوسب المفيدة تيار الأنبوب 75 مللي أمبير ، ووقت الدوران 0.5 ثانية ، والملعب الحلزوني 1.5 ، وجهد الأنبوب 120 كيلو فولت في الثانية ، مع حبات الالتفاف الموصى بها من قبل البائع وإعادة البناء إلى مصفوفة 512 × 512 × 88 ، دقة 0.98 × 0.98 × 3.00 مم³.
4. إعطاء المستحضرات الصيدلانية الغازية المشعة
   1. إرشاد المشاركين حول إجراء الاستنشاق قبل إعطاء الغاز الأول ، مع التركيز على الاستنشاق والزفير من خلال الأنبوب وعدم التنفس من خلال أنفهم.
   2. قم بإعداد حاوية تخزين الغاز المحمية المجهزة بمعاير جرعة مقياس التيار الكهربائي. داخل حاوية الغاز ، قم بتوصيل المنفاخ القابل للتوسيع بخط النايلون الصلب ذو القطر الضيق من السيكلوترون وكذلك بأنبوب بوليمر بلاستيكي شبه صلب ذو قطر كبير يتم تثبيته إلا أثناء الإدارة. ضع مرشح الجسيمات اللاتش للفيروسات بما يتماشى مع الأنبوب ذو القطر الكبير وفقا لمتطلبات مكافحة العدوى التي تم تركيبها لوباء Covid-19. قم بإرفاق قطعة بلسان بلاستيكية يمكن التخلص منها بنهاية الأنبوب.
   3. طلب أن تقوم منشأة السيكلوترون بتسليم المستحضرات الصيدلانية المشعة الغازية إلى حاوية الغاز.
   4. استعد لإدارة جميع المستحضرات الصيدلانية المشعة الغازية كجرعات. إجراءات الاستنشاق متطابقة في جميع الحالات.
      1. راقب نشاط كل غاز يتم توصيله إلى المنفاخ القابل للتوسيع إلى ذروة النشاط ، ثم انتظر حتى ينخفض النشاط إلى ما دون الجرعة القصوى المسموح بها من قبل لجنة أبحاث الأدوية المشعة (55 ملي Ci). مراقبة الأنشطة باستخدام معايرة جرعة مقياس الميكرومتر. بدء الحصول على الانبعاثات بواسطة الماسح الضوئي.
      2. ابدأ المسح مباشرة قبل بدء الاستنشاق لضمان الحصول على منحنى بدء النشاط الزمني. احصل على 6-7 دقائق من الانبعاثات بإطارات 3 ثانية × 23 ، وإطارات 5 ثانية × 6 ، وإطارات 10 ثوان × 20 ، ثم إطارات 30 ثانية لبقية فترة الفحص.
      3. اطلب من المشارك الزفير بالكامل وخفض قناع المشارك.
      4. ضع الناطقة بلسان الفم في فم المشارك. اطلب من المشارك تشكيل ختم محكم حول لسان حال الشفة بشفتيه ثم استنشاق قدر الإمكان. اطلب من المشارك أن يحبس أنفاسه لبضع ثوان لتسهيل امتصاص رئتيه للمستحضرات الصيدلانية المشعة الغازية.
      5. اطلب من المشارك الزفير مرة أخرى من خلال الأنبوب ، ونفخ المستحضرات الصيدلانية المشعة الغازية المتبقية مرة أخرى في المنفاخ. أعد تثبيت الأنبوب واستعادته من المشارك.
      6. راقب نشاط الغاز في المنفاخ من بداية الاستنشاق إلى نهاية الزفير. احسب إجمالي الجرعة المعطاة حسب الفرق في الأنشطة. تهدف إلى أن تتجاوز الجرعة الإجمالية التي يتم تناولها 20 mCi.
   5. قم بإعطاء جرعة واحدة من [¹⁵O] CO. مراقبة القياسات الشريانية لمنحنيات النشاط الزمني الاسمي. إذا كانت القياسات الشريانية غير كافية من الناحية الفنية ، فقم بإعطاء جرعة بديلة من [¹⁵O] CO. السماح ل [¹⁵O] ثاني أكسيد الكربون داخل الأوعية الدموية بالوصول إلى حالة مستقرة ، مما يتطلب حوالي 1-2 دقيقة¹⁷.
   6. إعطاء جرعتين متتاليتين من [¹⁵O]O₂. مراقبة القياسات الشريانية لمنحنيات النشاط الزمني الاسمي.
      ملاحظة: هذا الإجراء قوي حتى مع المشاركين ذوي الإعاقة الإدراكية الخفيفة. ومع ذلك ، يتم استبعاد المشاركين غير القادرين على إجراء هذا الإجراء ، بسبب ضعف إدراكي شديد أو ضعف في الوجه ، لتقليل مخاطر عدم كفاية إعطاء المقتفي الإشعاعي وتسرب الغاز إلى الهواء المحيط أثناء الزفير. للإدارة المستمرة واستخدام الأقنعة لتنظيف المتتبعات الإشعاعية الغازية ، استشر الطرق البديلة التي أبلغ عنها وأشار إليها Iguchi et ^al.24 يوصى بتكرار الجرعات [¹⁵O] O₂ في نسختين بسبب انخفاض نسب الإشارة إلى الضوضاء (أعداد مكافئة الضوضاء غير المواتية) التي يتم الحصول عليها عادة مع [¹⁵O] O₂.
5. إعطاء المستحضرات الصيدلانية المشعة عن طريق الحقن
   1. اطلب من مرفق السيكلوترون تسليم المستحضرات الصيدلانية المشعة في الوريد إلى حجرة الماسح الضوئي.
   2. الاستعداد لإعطاء جميع المستحضرات الصيدلانية المشعة عن طريق الوريد كجرعات. إجراء الحقن في الوريد مشابه لجميع الحالات.
      1. راقب الجرعة في مقياس جرعات عداد البئر حتى تنخفض إلى ما دون الحد الأقصى المسموح به (25 مللي Ci ل [¹⁵O] H₂O و 6 mCi ل [¹⁸F] FDG).
      2. ابدأ المسح مباشرة قبل الحقن في الوريد لضمان الحصول على منحنى بدء النشاط الزمني. بالنسبة إلى [¹⁵O] H₂O، احصل على 6-7 دقائق من البث بإطارات 3 s × 23 وإطارات 5 s × 6 وإطارات 10 s × 20 ثم إطارات 30 ثانية لبقية فترة الفحص. بالنسبة إلى [¹⁸فهرنهايت]FDG، احصل على 60 دقيقة من البث بإطارات 3 s × 23 وإطارات 5 s × 24 وإطارات 20 ثانية × 9 وإطارات 60 ثانية × 13 وإطارات 300 ثانية × 7 وإطار 351 ثانية × 1.
      3. حقن الجرعة الوريدية على الفور. قياس النشاط الإشعاعي المتبقي في المحقنة لحساب الجرعة المعطاة حسب الاختلافات. التأكد من أن الجرعة الإجمالية التي يتم إعطاؤها لا تقل عن الحد الأدنى المسموح به من الجرعة (15 mCi ل [¹⁵O] H₂O و 4 mCi ل [¹⁸F] FDG).
      4. مراقبة القياسات الشريانية لمنحنيات النشاط الزمني الاسمي. بالنسبة إلى [¹⁵O] H₂O ، إذا كانت القياسات الشريانية غير كافية تقنيا ، فيجب إعطاء جرعة بديلة.
         ملاحظة: إن إعطاء [¹⁵O] H₂O أبسط في بعض النواحي من إعطاء الغازات حيث يمكن حقن الأول عن طريق الوريد. ومع ذلك، نظرا لقصر عمر النصف البالغ [¹⁵O] H₂O، لا يزال هذا يتطلب تنسيقا دقيقا، اعتمادا على موقع الماسح الضوئي PET ومكان إنتاج [¹⁵O] H₂O والحصول عليه.

7. قياسات الشرايين

1. بعد وضع المشارك في الدراسة في الماسح الضوئي ، قم بإعداد جميع الأجهزة اللازمة للقياسات الشريانية للأنشطة الصيدلانية المشعة.
   1. تأكد من سلامة الوصلات بين الكاثيثر الوعائي للشريان الكعبري ، وخطوط الضغط الصلبة ، ومحبس التثبيت ، والأكياس المضغوطة لتزويد المحلول الملحي العادي ، ومجموعات قسطرة التمديد لكاشفات جاما ، ومجموعات قسطرة التمديد للمضخات التمعجية. تأكد من التحضير الصحيح حتى لا يمكن إدخال فقاعات هواء في الشريان الكعبري وألا تتداخل فقاعات الهواء مع الضخ التمعجي لاستخراج الدم الشرياني.
      1. بالنسبة لكاشف جاما ، استخدم مجموعات تمديد القسطرة المجهرية التي لا يزيد طولها عن 48 سم ولا يزيد عن 0.6 مل من حجم التحضير.
      2. بالنسبة للمضخة التمعجية ، اضبط الحد الأقصى المسموح به لضغط الانسداد.
      3. إذا كانت المضخة التمعجية عبارة عن مضخة تسريب تعمل باتجاهات تدفق عكسية ، فحدد الحد الأدنى لمعدل التدفق لإبقاء الوعاء مفتوحا (KVO).
2. قبل إعطاء المستحضرات الصيدلانية المشعة مباشرة ، أغلق محبس التثبيت على كيس الضغط وجهاز مراقبة الضغط ، وقم بتشغيل المضخة بسرعة 300 مل / ساعة. التأكد من استخراج الدم من الشريان الكعبري مروره عبر مجموعات قسطرة التمديد لكاشفات جاما ومجموعات قسطرة التمديد للمضخة. تأكيد القياسات المستمرة للنشاط الصيدلانية المشعة في كاشفات جاما خلال مرور بلعة المستحضرات الصيدلانية المشعة عبر الدورة الدموية الشريانية²⁵.
3. تحقق من الاكتساب المتزامن لمنحنيات نشاط الوقت من الماسح الضوئي PET.
4. استمر في الضخ بسرعة 300 مل / ساعة وتحقق من قياسات النشاط الصيدلاني المشع في كاشفات جاما لمدة 300 ثانية على الأقل بعد استنشاق [¹⁵درجة مئوية] ثانية ، و 120 ثانية بعد استنشاق [¹⁵درجة مئوية] O₂ ، و 120 ثانية بعد حقن [¹⁵O] H₂O ، و 300 ثانية بعد حقن [¹⁸F] FDG.
   1. بالنسبة إلى [¹⁸فهرنهايت] FDG، استمر في ضخ الدم بمعدلات ضخ منخفضة لا تقل عن 20 مل / ساعة حتى نهاية فحص التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني.
5. بعد كل قياس شرياني, إعادة تكوين الخطوط الشريانية لتنظيف قسطرة الشريان الكعبري; بعد ذلك ، قم بغسل دائرة الخط التي تزود كاشفات جاما والمضخة. بالنسبة للدائرة المعزولة عبر المضخة ، اضبط معدلات المضخة على 300 مل / ساعة. اختياريا ، استخدم كيسا ثانيا من محلول ملحي هيباريني تحت الجاذبية لتوفير تدفقات إضافية لإزالة الدم من المضخة.
   ملاحظة: بالنظر إلى بروتوكول التصوير المطول وأخذ العينات المتكررة من الدم الشرياني ، يمكن أن يكون خطر انسداد الخط مرتفعا ، مما يتطلب يقظة مستمرة من قبل فريق المحقق والممرضة. استخدم تدابير تعقيم صارمة وحافظ على دائرة مغلقة يتم تكوينها فقط بواسطة محبس التوقف.

8. أخذ العينات الوريدية

1. قبل المسح ، قم بإنشاء موقعين للوصول عن طريق الوريد ، قنية الشريان المقابل إلى الكعبري لحقن المستحضرات الصيدلانية المشعة ، وقنية الشريان المماثل إلى الكعبري لأخذ العينات الوريدية. تفضل الوصول إلى ما قبل التكعيب.
2. قبل المسح ، قم بإعداد المحاقن وأغطية المحاقن ؛ وقم بتمييز المحاقن والأغطية بشكل لا يمحى، وقم بتغطية جميع المحاقن، ووزن المحاقن ذات الغطاء بميزان تحليلي بدقة تصل إلى 0.0001 جم. أوقات قياسية لأخذ العينات الوريدية في بداية وإكمال سحب ما لا يقل عن 2 مل من الدم. في درجة حرارة الغرفة (20-25 درجة مئوية) ، جهاز طرد مركزي 1 مل من الدم عند RCF 3,300 × جم لمدة 60 ثانية على الأقل لاستخراج البلازما. عد الأنشطة في الدم الكامل والبلازما باستخدام عداد جيد معاير ل 68 جيكيرا.
   ملاحظة: أخذ العينات الوريدية هو الأنسب لقياسات [¹⁸فهرنهايت] FDG 30-60 دقيقة بعد الحقن. تعتبر العينات الوريدية التي تم الحصول عليها أثناء المسح ^{الضوئي بمقدار 15}درجة مئوية صعبة للغاية من الناحية الفنية ويصعب التحكم فيها ولا ترتبط ارتباطا جيدا بالعينات الشريانية.

9. إعادة بناء صور PET وتخزين البيانات

1. إعادة بناء الصور من PET-CT ، مفضلة مجموعات فرعية مرتبة 3D عادية-Poisson من تعظيم التوقع (OSEM) مع 4-8 تكرارات من خمس مجموعات فرعية ، TOF ، العشوائيات المتأخرة ، قياس التشتت المطلق المستند إلى النموذج ، تصحيح التوهين ، تصفية التمرير الشامل (بدون تصفية) ، بدون نماذج وظائف انتشار النقاط ، تصحيح الاضمحلال لبدء المسح ، إعادة القياس إلى Bq ^mL-1 ، حجم المصفوفة 220 ، التكبير / التصغير 2 ، والفوكسيل المتناحية : 1.65 مم طول.
   ملاحظة: يقلل التكبير/التصغير 2 من مجال الرؤية العرضي لإعادة بناء الصورة بمقدار النصف، وبالتالي تجاهل المسافة المحيطة بين رأس المشارك وحلقات كاشف التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني. المعلمات المذكورة هي قيم البداية للغاز [¹⁵O] O₂ ، وهو شديد التأثر بتغير التشتت ، ويتطلب تحجيما مطلقا للتشتت يستند إلى النموذج. تاريخيا ، أثر اختيار نماذج التشتت بشدة على جودة إعادة بناء ¹⁵متتبعات O. علاوة على ذلك ، فإن تفاعلات نماذج التشتت المنفذة من قبل البائع مع النماذج الأخرى مثل نماذج وظائف انتشار النقاط غير مفهومة حاليا بشكل جيد. وبالتالي ، ينفذ هذا البروتوكول نماذج التشتت فقط بدون نماذج انتشار النقاط.
2. راجع بيانات PET المعاد بناؤها على وحدة التحكم في الماسح الضوئي لضمان الإدارة الكافية للتتبع الإشعاعي والحد الأدنى من الحركة.
   1. احفظ ملفات DICOM لبيانات PET و CT وبيانات المعايير المعاد بناؤها وبيانات وضع القائمة.
      ملاحظة: تعد بيانات وضع القائمة ضرورية لعمليات إعادة البناء المحسنة، والتي تكون باهظة الثمن من الناحية الحسابية، ولا يمكن إجراؤها عادة على وحدة تحكم الماسحة الضوئية. بيانات وضع القائمة كبيرة جدا (>40 جيجابايت لكل جلسة عمل PET) ويجب حجز أجهزة تخزين كافية.

10. الخروج ومتابعة المشاركين

1. إزالة الخط
   1. قم بإزالة القسطرة الشريانية الكعبرية باستخدام تقنية معقمة وقم بتطبيق ضغط الشريان الكعبري المباشر يدويا (يجب أن يتم ذلك من قبل أخصائي رعاية صحية مؤهل).
   2. اضغط لمدة 15 دقيقة باستخدام تقنية الإرقاء السبراءة لتقليل مخاطر انسداد الشريان الكعبري.
   3. افحص طرف القسطرة بحثا عن جلطات أو فسور.
   4. بعد التأكد من تحقيق الإرقاء الكافي ، ضع ضمادة ضغط بشاش معقم وغلاف مرن ذاتي اللصق. افحص اليد بحثا عن أي تغييرات في اللون أو درجة الحرارة أو الإحساس أو الوظيفة.
2. تعليمات الرعاية المنزلية
   1. إرشاد المشاركين للحفاظ على ضمادات الضغط لمدة ساعتين بعد الخروج من المستشفى.
      1. اطلب من المشاركين فحص موقع القنية بحثا عن نزيف أو كدمات في ساعتين ، ثم وضع الضمادات التي لا تستلزم وصفة طبية.
      2. اطلب من المشاركين تجنب ثني أو ترطيب الرسغ / الذراع المصاب لمدة 24 ساعة وتجنب النشاط الشاق الذي يشمل الرسغ / الذراع لمدة 48 ساعة.
   2. اطلب من المشاركين فحص معصمهم / ذراعهم المصابة بحثا عن مؤشرات العدوى أو الإصابة أو النزيف خلال 48 ساعة بعد الخروج من المستشفى.
   3. توفير طرق متعددة للاتصال بفريق الدراسة حسب الحاجة.
   4. قدم تطمينات للمضاعفات الشائعة للكدمات الخفيفة وعدم الراحة العابرة.
   5. اتصل بالمشارك في الدراسة بعد 24-48 ساعة من الخروج للتأكد من عدم ظهور مضاعفات إضافية.

11. المعايرة

1. المعايرة المتقاطعة
   1. استخدم المصادر المرجعية للقضيب ⁶⁸Ge أو ²²Na للمعايرة المطلقة لعدادات الآبار.
   2. بعد ذلك ، قم بالمعايرة التبادلية باستخدام محاليل 10-37 ميجابايت من [¹⁸فهرنهايت] FDG في 30-670 مل من الماء مع 2٪ أسيتونيتريل أو مذيب عضوي مماثل. استخدم زجاجات وسائط صلبة (بولي إيثيلين تيريفثاليت أو بولي إيثيلين عالي الكثافة) توفر احتواء النشاط الإشعاعي مع توهين جاما ضئيل. استخدم زجاجات أصغر حجما لاستيعاب نشاط أقل للمعايرة المتقاطعة في تجويف الماسحة الضوئية. معايرة جميع أدوات الكشف عن جاما الأخرى باستخدام الحصص المسحوبة من الزجاجة.
2. معايرة القسطرة
   1. إجراء دراسات معايرة التشتت والتأخير الناجم عن استخدام القسطرة والخطوط بين الشريان الكعبري ومسبار الكشف عن جاما.
      1. استخدم منتجات الدم منتهية الصلاحية من بنك الدم المحلي ، وحمام درجة حرارة متحكم فيه ، وتباين متحكم فيه في الهيماتوكريت لمنتجات الدم.
      2. قم بتجميع الأجهزة المجزأة للتبديل بسرعة بين منتجات الدم غير المسماة و [¹⁸F] التي تحمل علامة FDG ، والتي يتم تسليمها إلى تجميع القسطرة والخطوط ومسبار كاشف جاما والمضخة التمعجية. قم بتوصيل مدخلات "الخطوة الوظيفية" Heaviside إلى التجميع وقياس النشاط الإشعاعي بمرور الوقت.
      3. تقدير نواة الالتواء للتشتت والتأخير. معلمات الحبوب لتختلف مع الهيماتوكريت. قم بإجراء جميع المعايرة مع مصدر منتجات الدم عند 37 درجة مئوية. أعد استخدام النواة لجميع الدراسات البشرية التي تستخدم التجميع المتطابق.
         ملاحظة: هذه المعايرة لا تمثل سوى التشتت والتأخير من خلال تجميعات الخطوط الخارجية، وليس التشريح الداخلي.

النتائج

تتضمن بعض الجوانب الأكثر تحديا من الناحية الفنية لهذا البروتوكول تكوين البيانات وإدارتها وجمعها بنجاح من الخطوط الشريانية مع إدارة أجهزة التتبع الإشعاعي قصيرة العمر وتشغيل الماسح الضوئي في نفس الوقت. يوفر الشكل 1 وجهة نظر شاملة للإعداد الحالي يلخص سير العمل التنظيمي والتشغيلي المطلوب من منسقي الدراسة والتدخليين والتمريض والتقنيين والمحققين. يمكن دمج المستحضرات الصيدلانية المشعة الموصوفة أعلاه بسهولة في خرائط غير كمية لأنشطة محددة (الشكل 2) ، بما في ذلك حساب نسب قيمة الامتصاص المعيارية (SUVR). تساعد منحنيات نشاط وقت الدماغ بالكامل (الشكل 3) في تحديد حركات الرأس المهمة ، والتي من شأنها أن تنتج انقطاعات في منحنى النشاط ، وتوفر سمات مميزة للتتبع ، بعد تصحيح الاضمحلال ، مثل الهضبة المتوقعة ل [¹⁵O] ثاني أكسيد الكربون عند 120 ثانية وما يترتب على ذلك من إفراز كلوي ، هضبة [¹⁵O] O₂ بعد مرور البلعة حيث يتم استخراجها بواسطة أنسجة المخ واستقلابها إلى علامة إشعاعية [¹⁵O] H₂O ، الانخفاض الرتيب للحقن [¹⁵O] H₂O مع زيادة حجم التوزيع في جميع أنحاء الجسم ، والامتصاص التدريجي والفسفرة ل [¹⁸F] FDG عبر hexokinase في الدماغ على مدى عمر ¹⁸F. تم وصف تقديرات النموذج التفصيلية لعملية التمثيل الغذائي [¹⁵O] H₂O في الأصل بواسطة Mintun et al¹⁵.

دعا هيرسكوفيتش وآخرون^26،27 إلى وجود ظواهر أبسط متعددة الحدود ، والتي تتجاهل اعتبارات التشتت داخل الأوعية الدموية وتؤكد على الميزات القوية في بيانات الانبعاثات. تستفيد نماذج هذا العمل من هذه الظواهر الأخيرة فقط لعملية التمثيل الغذائي للأكسجين. وظائف الإدخال الشرياني المسجلة عن طريق اكتشاف جاما من القسطرة المقلدة للشريان الكعبري البعيد تحمل تشتت وتأخيرا كبيرين يجب فكهما. لقد فضلنا طرق بايز لتقدير المعلمات لنماذج سلسلة توزيعات جاما ومعدلات ثابتة متزايدة بشكل كبير²⁸. يوضح الشكل 4 نتائج [¹⁵O] CO و [¹⁵O] O₂ و [¹⁵O] H₂O و [¹⁸F] FDG. توضح نتائج [¹⁵O] O₂ أيضا ظهور [¹⁵O] H₂O من التمثيل الغذائي. يوضح الشكل 5 خرائط المعلمات الإحصائية ل CBV و CBF و CMRO₂ و CMRGlc و AG ، والتي نعرفها على أنها التوازن المولي لتحلل السكر الكلاسيكي: CMRGlc - CMRO₂/6.

الشكل 1: ملخص الإعداد وسير العمل التشغيلي. (أ) رسم تخطيطي للأدوات والأجزاء الأساسية اللازمة في حجرة الماسح الضوئي. بالنسبة لماسحات التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني ذات التجاويف الطويلة للماسح الضوئي ، فإن وضع القدمين أولا للمشاركين يحسن إدارة المستحضرات الصيدلانية المشعة الغازية عن طريق زيادة القدرة على المناورة لأجهزة توصيل الغاز وتحسين الاتصالات اللفظية وغير اللفظية مع المشارك. يتكون نظام توصيل الغاز (السماوي والأزرق) من أنابيب نايلون ضيقة القطر من السيكلوترون ، تحت العادم لنقل المستحضرات الصيدلانية المشعة الغازية. غرفة تخزين غاز محمية تحتوي على منفاخ قابل للتوسيع ومعاير جرعة مقياس التيار الكهربائي بيكو ؛ مرشح جسيمات مناسب لالتقاط الجسيمات الفيروسية ؛ وأنابيب بوليمر بلاستيكية ذات قطر كبير مزودة بمشبك وقطعة بلسان بلاستيكية. جميع الأجزاء المعرضة لقطرات الجهاز التنفسي يمكن التخلص منها أو متوافقة مع إجراءات التعقيم. توفر أدوات وأجزاء قياسات الدم الشرياني (الأحمر والرمادي الداكن) محلول ملحي مضغوط للحفاظ على قنية الشريان الكعبري ، والكشف عن جاما المضغوط لصدفة فوتونات الإبادة 511 كيلو فولت ، ومضخة تمعجية لسحب الدم الشرياني ، وحاوية لجمع الدم المسحوب. تتطلب المستحضرات الصيدلانية المشعة للحقن في الوريد وحدات توليف لتوليد [¹⁵O] H₂O من غاز [¹⁵O] O₂ المزود بالسيكلوترون ، أو توصيل الأنبوب الهوائي من الصيدلة المشعة السيكلوترونية (الأخضر). يتطلب إعطاء المستحضرات الصيدلانية المشعة عن طريق الوريد قياس الجرعات السريرية (الأرجواني). تتطلب قياسات النشاط في الدم الكامل والبلازما عداد جيد وتوازن تحليلي وجهاز طرد مركزي دقيق (أحمر). (ب) وجهات نظر مشروحة ومفصلة لنظام توصيل الغاز. اختصار: PET-CT = التصوير المقطعي المحوسب بالإصدار البوزيتروني. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 2: صور ثابتة تمثيلية ل [¹⁵O] CO و [¹⁵O] O₂ و [¹⁵O] H₂O و [¹⁸F] FDG ، متراكبة مع ~ 25٪ من الشفافية على التصوير المقطعي المحوسب للعظم الصدغي. قامت عمليات المسح الضوئي ل ¹⁵O بوضع المشارك في القدمين أولا مع غلاف مرن ذاتي اللصق فقط لتثبيت الرأس على طاولة القنطرية. تبع فحص [¹⁸F] FDG استراحة من المسح ، ثم أعاد المشارك إلى وضع القدم الأصلي تقريبا. الاختصارات: ثاني أكسيد الكربون = أول أكسيد الكربون. FDG = fludeoxyglucose ؛ التصوير المقطعي المحوسب = التصوير المقطعي المحوسب. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 3: منحنيات نشاط التتبع التمثيلية للدماغ كله. (أ) [¹⁵O] CO ، (B) [¹⁵O] O₂ ، (C) [¹⁵O] H₂O ، و (D) [¹⁸F] FDG. تم تعريف الدماغ كله عن طريق إخفاء MPRAGE التشريحي. يسبق وصول بلعة من التتبع المدار أو يتزامن مع توقيت إطارات PET الأولى في اللوحتين A و B. الاختصارات: ثاني أكسيد الكربون = أول أكسيد الكربون. FDG = fludeoxyglucose ؛ PET = التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني ؛ MPRAGE = صدى التدرج السريع المحضر بالمغنطة. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 4: منحنيات نشاط التتبع التمثيلية ، يتم أخذ عينات منها باستمرار من الشريان الكعبري وتفكيك التشتتات والتأخير في التجميعات الخطية. تصف النماذج (A) [¹⁵O] CO و (B) [¹⁵O] O₂ و (C) [¹⁵O] H₂O و (D) [¹⁸F] FDG. الهالات الزرقاء هي بيانات تقاس بواسطة مسبار للكشف عن المصادفة يحيط بقسطرة ضيقة الحلقات تمرر الدم الشرياني. يتضمن عد الصدفة من المسبار تلألؤ خط الأساس لبلورات LYSO التي تستجيب للفوتونات المحيطة (عشوائيات واسعة الطيف تقع ضمن نافذة توقيت الجهاز البالغة 100 نانوثانية). يمر الدم الشرياني من الشريان الكعبري عبر المسبار عن طريق العمل البعيد لمضخة تمعجية. الخط الأرجواني المتقطع هو التقدير التجريبي للنواة للتشتت والتأخير الموصوف في قسم البروتوكول 11.2. يصف الخط الأصفر منحنى نشاط التتبع المصحح للتشتت والتأخير. يقدر التلدين المحاكي معلمات توزيع جاما المعمم للخط الأصفر بما يتوافق مع النواة المقدرة والبيانات من اكتشاف الصدفة. تظهر البيانات المجهزة كخط أحمر. تشير اللوحة (B) أيضا إلى [¹⁵O] H₂O من عملية التمثيل الغذائي ل [¹⁵O] O₂ المفترض أن لها خصائص خطية وصفها Mintun et ^al.15. الاختصارات: ثاني أكسيد الكربون = أول أكسيد الكربون. FDG = fludeoxyglucose ؛ PET = التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني ؛ LYSO = أوكسي أورثسيليكات اللوتيتيوم الإيتريوم. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 5: خرائط CBV و CBF و CMRO₂ و CMRGlc و AG. CBV مطلوب للتقدير الكمي ل CMRO2 و CMRGlc و AG. ومع ذلك ، فإن نشاط الجيوب الأنفية الوريدية مربك ل CMRGlc و AG. وبالتالي ، تمت إزالة الجيوب الأنفية الوريدية من CMRO₂ و CMRGlc عن طريق التقنيع. يتوافق التباين بين المخيخ والقشرة المخية الحديثة مع الدراسات السابقة ل AG. الاختصارات: CBV = حجم الدم الدماغي. CBF = تدفق الدم الدماغي ؛ CMRO₂ = معدل الأيض الدماغي للأكسجين ؛ CMRGlc = معدل الأيض الدماغي للجلوكوز ؛ AG = تحلل السكر الهوائي. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 6: نماذج من الانبعاثات الساكنة ل [¹⁵O] H₂O من المشاركين في دراسة التحكم الصحي الذين تم مسحهم ضوئيا على ثلاثة أجيال من الماسحات الضوئية PET. استخدمت جميع عمليات إعادة البناء 3D OP-OSEM مع العشوائيات المتأخرة ، وتصحيح التوهين ، والتصفية الشاملة (بدون تصفية). جميع عمليات إعادة البناء هي من وحدات تحكم الماسح الضوئي مع معلمات مناسبة لسير العمل السريري الفعال. لم يتم استخدام معالجة عددية إضافية أو تصحيحات أو تشويش. لأغراض القابلية للمقارنة، تظهر جميع نتائج الماسحة الضوئية بعد تحويل الجسم الصلب والاستيفاء ثلاثي الخطوط إلى أطلس MNI152 بدقة 1,0 مم³ . (أ) ماسح ضوئي للتصوير بالإصدار البوزيتروني فقط مزود بوميضات بلورية BGO، وجهاز OP-OSEM مع 4 تكرارات و 16 مجموعة فرعية، و2,0 × 2,0 × 2,4 مم³ فوكسل، و6 دقائق من الإرسال، ومسح الإرسال باستخدام Ge/Ga لرسم خرائط التوهين، ومحاكاة الانتثار الفردي. (ب) ماسح ضوئي PET-MR مزود بوميضات بلورية LYSO، وجهاز OP-OSEM مع 4 تكرارات و 16 مجموعة فرعية، و 2,1 × 2,1 × 2,0 مم³ فوكسل، و 10 دقائق من الإرسالات، والتصوير المقطعي المحوسب المكتسب خارجيا لرسم خرائط التوهين، وقياس الانتثار المطلق المستند إلى النموذج. (ج) ماسح ضوئي بالإصدار البوزيتروثيلين بالإصدار المقطعي المحوسب مزود بوميضات بلورية LYSO، وكشف وقت الرحلة، ونظام OP-OSEM مع 8 تكرارات و5 مجموعات فرعية، و1,65 × 1,65 × 1,65 مم³ فوكسل، و6 دقائق من الإرسالات، والتصوير المقطعي المحوسب المدمج لرسم خرائط التوهين، وقياس الانتثار المطلق القائم على النموذج. الاختصارات: PET = التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني. التصوير المقطعي المحوسب = التصوير المقطعي المحوسب. MR = الرنين المغناطيسي. OP-OSEM = مجموعات فرعية مرتبة عادية من تعظيم التوقعات. BGO = جرمانات البزموت ؛ LYSO = أوكسي أورثسيليكات اللوتيتيوم الإيتريوم. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

المناقشة

التصوير المبزيتروني لاستقلاب الأكسجين والجلوكوز باستخدام غازات استنشاق [¹⁵O] CO و [¹⁵O] O₂ ، والحقن الوريدي ل [¹⁵O] H₂O ، والحقن الوريدي ل [¹⁸F] FDG لها سابقات تاريخية مهمة بناء على التصوير المتراكم من الأجيال القديمة من ماسحات التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني^{14،15،16،17،26،27}. اعتمدت هذه البيانات بشكل شائع على مسح الإرسال باستخدام مصادر الجرمانيوم / الغاليوم لرسم خرائط التوهين ، ومصفوفات الوميض البزموت المحدود (BGO) ، والجرعات عالية النشاط ، والاستحواذ ثنائي الأبعاد مع الحاجز الحلقي لاستيعاب تلألؤ الوميض المحدود وإعادة بناء الإسقاط الخلفي المصفاة غير المكلفة من الناحية الحسابية. تستخدم الماسحات الضوئية الأحدث ، بما في ذلك تلك الموضحة في هذا البروتوكول ، التصوير المقطعي المحوسب عالي الدقة لتصحيح التوهين ، ومصفوفات الوميض عالية اللوتيتيوم-إيتريوم أوكسي أورثويلسيليكات (LYSO) المضافة في تكوينات الوميض الكثيفة مكانيا ، وعمليات الاستحواذ ثلاثية الأبعاد التي تضاعف كفاءة الكشف عن الفوتون ، وإلكترونيات الكشف TOF التي تعمل على تحسين التوطين المكاني لأحداث الإبادة ، وطرق إعادة البناء المتقدمة حسابيا مع مجموعات فرعية مرتبة بواسون العادية ثلاثية الأبعاد من تعظيم التوقعات (OP-OSEM). توفر الماسحات الضوئية الجديدة جودة صورة فائقة بجرعة إشعاع أقل^29,30. يتم تفصيل الأمثلة المماثلة من ثلاثة أجيال من الماسحات الضوئية PET في الشكل 6.

يستفيد هذا البروتوكول من العديد من التعديلات الإضافية لتعزيز جودة المعلومات من مسح التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني من الماسحات الضوئية الأحدث: تحديد المواقع أولا ، وإدارات الجرعات الموقوتة بدقة ، وقياسات وظيفة الإدخال الشرياني^{الآلي 25}. تسمح هذه بجمع وظائف الإدخال الشرياني وبيانات انبعاثات الدماغ لأربعة متتبعات متميزة لاستقلاب الأكسجين والجلوكوز خلال جلسة مسح مدتها 2-3 ساعات. يمكن بعد ذلك تقديم هذه البيانات إلى طرق النمذجة الحركية التقليدية والجديدة ، بالإضافة إلى خوارزميات تصحيح الحجم الجزئي ، لإنتاج تقديرات كمية عالية الدقة وعالية الدقة لعملية التمثيل الغذائي للدماغ. الأهم من ذلك ، أن هذا البروتوكول لا يسمح فقط بالقياسات الكمية لاستقلاب الأكسجين والجلوكوز في الدماغ ولكن أيضا بحساب AG الدماغ. والجدير بالذكر أن جودة الصورة الفائقة من الماسحات الضوئية الحديثة تتيح وظائف إدخال شرياني أكثر واقعية مشتقة من الصور بالإضافة إلى الأساليب التحليلية الجديدة التي كانت محدودة في السابق بسبب الضوضاء أو الحساسية لاختلافات التوقيت بين أخذ العينات الشريانية وانبعاثات الدماغ¹⁹.

والجدير بالذكر أن جودة التصوير أكثر صعوبة في التحسين باستخدام ¹⁵O من [¹⁸F] FDG. يتسبب عمر النصف العابر 122 ثانية البالغ ¹⁵O في فقدان شديد للمعلومات. ومع ذلك ، قد يكون استخدام المتتبعات الإشعاعية الغازية مناسبا أيضا ، حيث قد تتراكم الغازات في الفضاء المحيط بين رأس المشارك وحلقات الكشف في التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني. هناك ، يمكن أن تشكل الانبعاثات من غازات التتبع الإشعاعي مصادر مهمة للعشوائيات والتشتت ، وبالتالي إرباك طرق تصحيح الانتثار التي ينفذها البائع والتي تستخدم التحجيم النسبي لمصادر التشتت مقارنة بالمناطق المحددة على أنها هواء. حتى الحقن عن طريق الوريد [¹⁵O] H₂O قد يسبب صعوبات إذا تم الزفير بكميات كبيرة مثل [¹⁵O] H₂O بخار. تم الإبلاغ عن طرق مسح المتتبعات الراديوية الغازية²⁴ ولكن لم يتم تنفيذها في هذا العمل. يمكن أن تكون نماذج تصحيح الانتثار التقليدية غير كافية لتصوير المتتبعات الإشعاعية ¹⁵O ، وقد اعتمد أفضل أداء لهذه المتتبعات على نماذج التشتت التي تمثل المصادر المطلقة لفوتونات الإبادة في مجال الرؤية ، دون إعادة القياس ، مقترنة بخرائط دقيقة للتوهين. حتى الإغفالات الطفيفة للأجهزة ، مثل المرايا المتصلة بملفات الرأس لماسحات PET-MR ، والتي تشكل عليها ¹⁵غازا O عادة مكثفات ، يمكن أن تنتج قطع أثرية كبيرة في إعادة بناء الانبعاثات. كما تم الإبلاغ عن القطع الأثرية ذات الصلة الناشئة عن خرائط التوهين غير المتطابقة بعد حركة^{المشاركين 31}. نظرا لأن تفاعلات نماذج التشتت مع خصائص الانتشار النقطي لأجهزة التتبع الراديوي الغازية لا تزال سيئة التوصيف ، فقد أغفل هذا العمل طرق نمذجة انتشار النقاط التي تكون ضرورية لولا ذلك ل PET عالية الاستبانة. يعد تحسين معلمات إعادة البناء لوضع القائمة لكل متتبع أفضل ممارسة ، ولكن هذا العمل يوفر نماذج باستخدام عمليات إعادة بناء وحدة التحكم ببساطة التي تم تطبيقها بشكل متماثل على جميع أدوات التتبع ، قدر الإمكان ، كما هو موضح في قسم البروتوكول 9.1. توضح النماذج بالضرورة جداول توقيت الإطار التي تم تكييفها مع تباين المقاييس الزمنية الحركية للتتبع. تؤكد النماذج على البساطة وقابلية مقارنة إحصائيات العد والدقة المكانية الفعالة المتاحة لكل متتبع ، وتقليل التحيز الذي يمكن أن ينشأ أثناء تحسين معلمات إعادة البناء لكل متتبع. من أجل المقارنة مع الدراسات الحالية ل ¹⁵O ، تستخدم النتائج التمثيلية لهذا العمل 8 تكرارات من 5 مجموعات فرعية ، تم الإبلاغ عنها سابقا على أنها مناسبة ل PET-CT الحديث مع اقتناء وقت^{الرحلة 30،32}. قد يؤدي وقت الرحلة إلى تحسين دقة التصوير مع 4 تكرارات من 5 مجموعات فرعية ، وهذه التحسينات قيد التحقيق النشط لأجهزة التتبع الموضحة في هذا العمل.

يثقل تجويف الماسح الضوئي الأطول لأجهزة التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني الحديثة المحققين الذين يوفرون غازات التتبع الإشعاعي. تزيد الهندسة الجسرية المحصورة من صعوبات الوصول إلى فم المشارك عند إعطاء الغازات ، وإيصال التعليمات إلى المشاركين ، والتأكد من أن أجهزة إدارة الغاز لا تتسرب أجهزة التتبع الإشعاعي إلى الفضاء المحيط. وبالتالي ، فإن تحديد موضع القدمين أولا للمشاركين يوضح المزايا. تجعل معظم أجهزة الماسح الضوئي وضع القدمين أولا غير متوافق مع وضع أجهزة الحماية العصبية ، والتي عادة ما تضع درعا من الرصاص يحيط برقبة المشارك ويفصل رأس المشارك عن الجسم. سيقلل الحماية العصبية من دخول العشوائيات إلى مجال الرؤية من الجسم. الفوائد النسبية للدرع العصبي مقارنة بتجنب المتتبعات الإشعاعية للغاز المحيط غير مفهومة جيدا في الوقت الحالي.

قياس التمثيل الغذائي للدماغ
توضح هذه الورقة نتائج التحليلات باستخدام النماذج التقليدية لديناميكا الدم التي وصفها Raichle et al. (CBF) ¹⁶ و Martin et al. (CBV) ¹⁷ ، ولعملية التمثيل الغذائي التي وصفها Mintun et al. (CMRO₂) ¹⁵ و Huang et al. (CMRGlc) ¹⁴. تستخدم هذه التحليلات وظائف المدخلات الشريانية وبيانات الانبعاثات المقاسة باستخدام البروتوكول الموصوف في هذه الورقة. يتم متابعة الوسائل البديلة لقياس وظيفة الإدخال الشرياني ، مثل الطريقة المشتقة من الصورة ، بنشاط واختبارها ضد الطريقة الغازية. تستفيد النماذج التقليدية أيضا بشكل كامل من التصوير الديناميكي لتقدير معلمات النموذج الحركي. لقد فضلنا استخدام التمثيلات متعددة الحدود ل CBF و CMRO₂^26،27. لقد فضلنا طرق هوانغ وآخرون لتقدير CMRGlc ولكن باستخدام تقدير معلمة بايز^28،33. تم تصميم AG مؤخرا كمقياس للجلوكوز الذي يدخل مسارات تحلل السكر ولكنه يساهم في الوظائف الخلوية بخلاف الفسفرة المؤكسدة⁴. يتطلب حساب AG الدماغ ببساطة تحويل CMRGlc و CMRO₂ إلى مكافئات مولية وطرح سدس الأخير من الأول.

تصحيح جزئي لمستوى الصوت
نقوم عادة بإجراء تصحيح حجم جزئي إقليمي على صور SUVR باستخدام خوارزمية مصفوفة النقل الهندسي المتماثل (sGTM) ³⁴. يعتمد هذا على البيانات عالية الدقة التي تم الحصول عليها بواسطة التصوير بالرنين المغناطيسي ، والتي يمكن أن تشمل التسلسلات التشريحية وحدها ، على الرغم من أن البروتوكول الحالي يحصل أيضا على تسلسلات شبيهة بمشروع الشبكة البشرية (HCP) لتقسيم إقليمي أكثر دقة. لقد استخدمنا كلا من الأطلسات التشريحية (على سبيل المثال ، Desikan-Killiany³⁵) والوظيفية (على سبيل المثال ، Schaeffer³⁶ أو Glasser³⁷). غالبا ما تحتوي الأطالس السابقة على مناطق اهتمام أكبر تكون أكثر ملاءمة لصور التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني التي تم الحصول عليها بدقة أقل وقد استخدمت على نطاق أوسع في أبحاث التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني السابقة. ومع ذلك ، فإن الأطالس الأحدث أكثر تحديدا من الناحية الوظيفية والمعمارية الخلوية وقد تكون الآن أكثر قابلية للتطبيق مع التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني عالي الدقة ، مثل ذلك الذي تم الحصول عليه باستخدام ماسح Siemens Vision. يتم حساب صور SUVR لعمليات مسح ¹⁵درجة مئوية كما تم وصفها سابقا والإشارة إلى قيم الدماغ^{بالكامل 4}. ثم يتم حساب CMRGlc و CMRO₂ للدماغ بالكامل باستخدام النمذجة الحركية على النحو الوارد أعلاه لتحويل صور SUVR إلى قيم كمية مطلقة. من هذا ، يمكن بعد ذلك حساب AG الإقليمي المصحح جزئيا للحجم. في حين أن نماذجنا للتصوير الديناميكي للانبعاثات لا تظهر تصحيحا جزئيا للحجم من أجل بساطة العرض ، إلا أن طرق تصحيح الحجم الجزئي التي تمثل التصوير الديناميكي يتم الآن التحقيق فيها بنشاط.

قابلية تعميم البروتوكول وقابليته للتكيف
يصف هذا البروتوكول التفاصيل المنهجية ذات الصلة باكتساب أعلى دقة ودقة وقابلية للتكرار وقابلية التفسير يمكن تحقيقها من قياسات استقلاب الأكسجين والجلوكوز بواسطة التصوير المبثني المزاعيد للإيثيلين تيريفثالات في البشر. تنتمي أعلى دقة ودقة معروفة للقياسات إلى التحليلات القائمة على مبادئ وممارسات حركية التتبع ، والتي تشمل القياسات المباشرة لوظائف المدخلات الشريانية ، وتحديد المناطق ذات الأهمية عن طريق التسجيل المشترك مع التصوير بالرنين المغناطيسي الهيكلي عالي الاستبانة ، والاستخدام الشديد للموارد الحسابية للنماذج الإحصائية. على وجه الخصوص ، فإن قنية الشريان الشعاعي الغازية ، وصيانتها على عمليات مسح الانبعاثات المتكررة بشكل متسلسل ، مكلفة وتنطوي على مخاطر محدودة للإصابات الخطيرة التي تتطلب مشاركة فرق ذات خبرة سريريا. يعد استخدام أجهزة التتبع القائمة على ¹⁵O تحديا آخر للسيكلوترون وفرق الدعم الخاصة بهم. توفر هذه المراسلات مع قياسات التمثيل الغذائي المبلغ عنها تاريخيا في البشر وتضمن أن تفسيرات النتائج الكمية مبنية على المعلومات المتراكمة السابقة. ومع ذلك ، فإن هذه التدابير التفصيلية والغازية توفر أيضا وسائل للتحقق من صحة الأساليب الأقل توغلا والأقل تطلبا والتي قد تكون كافية للعديد من أسئلة التمثيل الغذائي البشري. بعد التحقق المناسب ، يمكن استبدال قنية الشريان الكعبري بشكل مناسب بمصادر مشتقة من الصور لوظائف الإدخال³⁸ للعديد من الدراسات المتخصصة. يمنع تجنب قنية الشريان الكعبري أيضا القياسات المباشرة للمنتج الأيضي الأولي ل [¹⁵O] O₂ ، أي [¹⁵O] H₂O ، والتي يمكن تقديرها من عينات الشريان الكعبري التي تم طردها بالطرد المركزي لتقدير [¹⁵O] H₂O من التمثيل الغذائي من البلازما و [¹⁵O] O₂ من خلايا الدم الحمراء بالطرد المركزي. ومع ذلك ، يمكن استخدام الطرق المكثفة حسابيا لحل التمثيل الغذائي [¹⁵O] H₂O في الدورة الدموية الشريانية ، والذي اقترح Mintun et al¹⁵ نموذجا خطيا له. قد تكون العديد من المنهجيات التي تستخدم SUVR قابلة للتحقق بعد المقارنات مع البيانات التي تم الحصول عليها بشكل غازي. حاليا ، تسعى برامج البحث النشطة إلى التحقق من صحة تقديرات الأكسجين بناء على التأثير المعتمد على مستوى الأكسجين في الدم ، ويمكن أن توفر القياسات المعاصرة مع ¹⁵O مزيدا من التحقق^{من الصحة 39}. بالإضافة إلى ذلك ، على الرغم من ذكره فقط في هذا البروتوكول بدون أمثلة ، فمن المرجح أن تؤدي التحسينات التفصيلية لإعادة بناء الصور من وضع القائمة إلى تحسين جودة قياسات التمثيل الغذائي. علاوة على ذلك ، قد تستحق العديد من الطرق المتخصصة مثل تصحيح الحركة لبيانات وضع القائمة وتصحيحات الحجم الجزئي ، جهدا عندما تتطلبها أسئلة الدراسة ، على سبيل المثال ، عندما يكون لدى المشاركين العرضيين حركات رأس مفرطة أو يتم الخلط بين دراسات الضمور القشري عن طريق متوسط الحجم الجزئي مع السائل الشوكي الدماغي.

تحذيرات لفحص التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني
يعرض هذا البروتوكول المشاركين لإشعاع جاما المؤين. تؤدي التقديرات الحالية للإشعاع لدى المشاركين الذين خضعوا لجلسة التصوير المبثوني الإجمالية الموصوفة هنا (بما في ذلك أربعة إلى ستة فحوصات ¹⁵درجة مئوية ومسح FDG واحد) ، إلى متوسط جرعة فعالة إجمالية ، بما في ذلك جميع إدارات التتبع الإشعاعي ، حوالي 7 ملي سيفرت (0.7 ريم). هذا مشابه لجرعة الإشعاع لأجهزة التتبع الإشعاعي الأخرى المستخدمة في البحث والممارسة السريرية ويمثل 14٪ من إجمالي جرعة الإشعاع المسموح بها للعامل الإشعاعي في عام واحد. يتم إبلاغ جميع المشاركين (و / أو ممثلهم المقبول قانونا) بعناية كتابيا وشفهيا بمخاطر الإشعاع المحتملة قبل الحصول على موافقتهم على التسجيل في الدراسة.

تحذيرات من الخطوط الشريانية
تشمل مضاعفات القنية الشريانية الكدمات (الشائعة) ، والألم ، والتورم ، والورم الدموي (غير الشائع) ، والنزيف في موقع الإدخال ، والتشنج الوعائي ، والتخثر (نادر) ، ورد الفعل على المحلول الملحي الهباريني عند استخدامه (نادر جدا). نحن نستخدم بشكل روتيني خدمة الأشعة التداخلية لوضع الخطوط الشريانية وإدارة أي مضاعفات إذا حدثت.

تحذيرات للتصوير بالرنين المغناطيسي
تطلب إدارة الغذاء والدواء الأمريكية من جميع الأجهزة الطبية التي تدخل المجال المغناطيسي لماسح التصوير بالرنين المغناطيسي الخضوع لاختبارات سلامة موحدة. إذا تم تصنيف جهاز المشارك على أنه آمن بالرنين المغناطيسي ، فيمكننا المتابعة باستخدام ظروف المسح القياسية المعتمدة من إدارة الغذاء والدواء دون مخاطر إضافية على المشارك. إذا كان جهاز المشارك مشروطا بالرنين المغناطيسي ، فإننا نراجع الشركة المصنعة للجهاز وصنعه وطرازه ، ثم نضبط إجراءات فحص التصوير بالرنين المغناطيسي وفقا لذلك. ينطوي التصوير أيضا على مخاطر محتملة للكشف عن النتائج العرضية ، والتي يمكن أن تتحمل مخاطر إضافية مثل القلق ، والخسارة المالية من العمل الإضافي ، ونادرا ما تكون المضاعفات الناشئة عن الإجراءات الغازية اللاحقة المشار إليها سريريا.

ملخص القيود
القيود التي لا مفر منها لقياس الأكسجين واستقلاب الجلوكوز خاصة بالمقتفي الإشعاعي نفسه. ¹⁵تتمتع أجهزة التتبع O بعمر نصف قصير ينص على العديد من المتطلبات الأكثر تطلبا لهذا البروتوكول ، بما في ذلك وجود مرافق سيكلوترون عالية التخصص ويمكن الوصول إليها. تقدم أجهزة التتبع الغازية ¹⁵O تعقيد إدارة الغاز مثل كسح الغازات منتهية^{الصلاحية 24} والطرق المتخصصة لتصحيحات الانتثار. [¹⁸فهرنهايت]تتبادل FDG التحديات الكبيرة المتمثلة في تتبع المستقلبات في [¹¹درجة مئوية] - متتبعات الجلوكوز للتشويش عن طريق التقديرات المجمعة الثابتة. يحتوي هذا البروتوكول أيضا على قيود ناشئة عن الهندسة المقيدة لماسحات التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني المدمجة. في حين أن وضع القدمين أولا للمشارك يخفف من مشاكل الحبس ، إلا أنه قد يكون غير متوافق مع استخدام أجهزة الحماية العصبية. أخيرا ، يعد استخدام قنية الشريان الكعبري الغازية في حد ذاته قيدا كبيرا. الشريان الكعبري هو وكيل للإمداد الشرياني الأولي للدماغ. ومع ذلك ، قد يكون للشريان الكعبري خصائص تدفق متباينة من الإمدادات الشريانية إلى الدماغ. علاوة على ذلك ، تغير الإجراءات الغازية والمؤلمة الحالة المعرفية للمشاركين في الدراسة ، مما يحد من نطاق دراسات التصوير العصبي وقابليتها للتعميم التي يمكن متابعتها بواسطة هذا البروتوكول.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة

الاسم	الشركة	رقم فهرسي	التعليقات
3/16 "القطر الخارجي 1/8" القطر الداخلي nylaflow أنابيب	Nylaflow Tubing ، Zazareth ، PA
4 × 4 بوصة شاش	McKesson MedSurg	16-4242
الميزان التحليلي	Fisher Scientific / OHUAS	Pioneer Exal Model 90 مم منصة #PA84
بكتيري / فيروسي	Hudson RCI ، Teleflex ، Perak ، ماليزيا	REF 1605 (IPN042652)
BD SmartSite صمام خال من الإبرة	Becton Dickinson	2000E
Biograph mMR	Siemens ، Erlangen ، ألمانيا
Biograph Vision 600 Edge	Siemens ، Erlangen ، ألمانيا
Caprac مناديل عداد	Mirion Medical (Capintec) ، فلورهام بارك ، نيوجيرسي & nbsp ؛	من عام 1991 أو أحدث	NaI حفر جيدا الكريستال
كوبان التفاف ذاتية اللصق	3M		يشيع استخدامها في وحدات العناية المركزة
خلع الملابس ، tegaderm ، 4 × 4 "	3M الرعاية الصحية	# 1626
ECAT EXACT HR +	CTI PET Systems ، نوكسفيل ، تينيسي
إدواردز تروويف 3 سم مكعب / 84 بوصة (210 سم)   ؛	إدواردز لايف ساينس	PX284R
بطول 48 سم ، حجم فتيلة 0.642 مل	براون	V5424
هيبارين صوديوم ، محلول 2 وحدة / مل ، 1,000 مل	Hospira Worldwide	# 409762059
IV لوح ذراع مرن 4 × 9 بوصات للبالغين	DeRoyal	M8125-A
Keithley pico-ammeter	Tekronix
Magnetom Prisma تناسب	سيمنز ، إرلانغن ، ألمانيا		محول 3T
من الذكور إلى الذكور لصمامات Luer شركة	Argon الطبية.	040184000A
MiniSpin Personal Microcentrifuge	Eppendorf ، هامبورغ ، ألمانيا	EP-022620151
لسان حال 15 مم ID ، 22 مم OD	Hudson RCI ، Teleflex ، Perak ، ماليزيا	REF 1565 (IPN042595)
	Iradmed ، وينتر سبرينغز ، فلوريدا	3860 +
زجاجة وسائط PET مربعة Nalgene مع إغلاق ، 650 مل	Thermo Scientific	# 3420400650	لحقيبة ضخ ضغط المعايرة
المتقاطعة مع لمبة ، تستوعب 1,000 مل & nbsp ؛	الرعاية الصحية Logi	# 10401
علبة مراقبة الضغط قسطرة البولي إيثيلين ؛ 2.5Fr (2.5 سم) angiocath ؛ 0.015 "15 سم سلك ؛ 22G (2 سم) إبرة	Cook Medical	C-P MSY-250 ، G02854
RDS 11 MeV Cyclotron	Siemens ، Erlangen ، ألمانيا		قصف البروتون 15N لتوليد محلول 15O
كلوريد الصوديوم IV 0.9٪ ، 1,000 مل	B. براون الطبية	E8000
شرائط ستيري (إغلاق ، إعادة تشكيل الجلد LF 1 / 2x4 بوصة)	McKesson MecSurg	# 3010
Twilite II	Swisstrace ، زيورخ ، سويسرا
الطاقة غير المنقطع بطارية احتياطية وواقي من زيادة التيار	APC	BR1500MS2