利用体内FDG-PET评估大鼠急性深部脑刺激诱导的代谢神经调节作用

摘要

来源：Casquero-Veiga, M. et al. 利用活体正电子发射断层扫描揭示大鼠深部脑刺激诱导的活动模式。J. Vis. Exp. (2022)。

本视频展示了在大鼠模型中利用氟脱氧葡萄糖正电子发射断层扫描（FDG-PET）成像技术研究深部脑刺激（DBS）的代谢效应。视频概述了实施FDG给药、DBS干预以及PET/CT成像的各个步骤，以绘制出代谢活动增强或受抑制的脑区图谱。

方案

所有涉及动物模型的操作均已经过当地机构动物护理委员会和 JoVE 兽医审查委员会的审核。

1. 电刺激给药

注意：在2-脱氧-2-[¹⁸F]氟-D-葡萄糖（FDG）摄取期间进行电刺激。本方案中使用隔离式刺激器，在恒流模式下以高频（130 Hz）电刺激，电流强度为150 µA，脉冲宽度为100 µs。

1. DBS 刺激器配置
   1. 在宽敞且安静的房间内准备好独立的刺激器及相关导线，确保动物笼具有足够的活动空间，并尽量减少可能产生干扰的外界刺激。
   2. 将刺激导线连接至旋转连接器，使动物在笼内可自由活动，并将导线连接至刺激器。
   3. 根据研究需求设定刺激参数。
   4. 使用示波器检查电流模式、频率和脉冲宽度，确认双相波形为矩形脉冲形状。
2. DBS 刺激实施
   1. 在未进行刺激的动物成像阶段（D1）结束后，至两天后进行刺激的成像阶段（D2）之前，每天对实验动物实施适应性训练（45 分钟/天），使其适应刺激系统及操作人员的接触，避免在 D2 阶段产生不必要的应激反应。将刺激系统连接至每只动物，但不开启刺激。
   2. 在刺激器设置完成后，且动物已注射 FDG 后，将旋转连接器与电极连接，并开启刺激器。
   3. 45 分钟后，关闭刺激器，将动物与旋转连接器断开，并迅速转移至麻醉诱导室，开始正电子发射断层扫描（PET）图像采集。

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
换向器	Plastics One, USA	SL2+2C	用于深部脑刺激（DBS）的4通道换向器
同心双极铂铱电极	Plastics One, USA	MS303/8-AIU/Spc	用于深部脑刺激（DBS）的电极
FDG	Curium Pharma Spain S.A., Spain	-----	2-[¹⁸F]氟-2-脱氧-D-葡萄糖（PET放射性示踪剂）
MatLab R2021a	The MathWorks, Inc		SPM12支持软件
MRIcro	南卡罗来纳大学麦考斯兰脑成像中心，美国	v2.1.58-0	用于影像预处理与分析的软件
多模态工作站（MMWKS）	BiiG, Spain		用于影像处理与分析的软件
统计参数映射（SPM12）	英国伦敦大学学院惠康神经影像中心，神经病学研究所	SPM12	用于体素水平影像分析的软件
STG1004	Multi Channel Systems GmbH, Germany	STG1004	隔离式刺激器
SuperArgus PET/CT 扫描仪	Sedecal, Spain	S0026403	用于小动物成像的NanoPET/CT扫描仪
Wistar大鼠（Rattus norvergicus）	Charles River, Spain	动物设施	所使用的动物模型