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方法文章

使用飞行时间正电子发射断层扫描-计算机断层扫描仪进行脑部氧和葡萄糖代谢的多示踪剂研究

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DOI：

10.3791/65510

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2024年6月7日

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1Mallinckrodt Institute of Radiology, Washington University School of Medicine

* These authors contributed equally

本文内容

摘要

通过正电子发射断层扫描（PET）对氧气和葡萄糖代谢进行定量测量已是成熟的技术，但相关实用操作方案的细节在文献中鲜有详细描述。本文介绍了一种已在先进的正电子发射断层扫描-计算机断层扫描（PET-CT）设备上成功实施的实用操作方案。

摘要

研究人员已建立一种使用多种放射性药物示踪剂的正电子发射断层扫描（PET）范式，该方法结合了脑葡萄糖代谢率（CMRGlc）、脑氧代谢率（CMRO2）、脑血流量（CBF）和脑血容量（CBV）的测量，最终实现对脑有氧糖酵解（AG）的估算。这些关于氧化性和非氧化性葡萄糖代谢的体内估算结果，对于研究健康与疾病状态下人脑的功能具有重要意义。最新的正电子发射断层扫描-计算机断层扫描（PET-CT）设备具备飞行时间（TOF）成像功能，并在空间分辨率和伪影减少方面实现了关键性改进，从而显著提升了图像质量，同时降低了放射性示踪剂的使用剂量。

针对最新PET-CT扫描仪的优化方法包括在2小时或3小时的扫描过程中，依次给予吸入的15O标记一氧化碳（CO）和氧气（O2）、静脉注射的15O标记水（H2O）以及18F-脱氧葡萄糖（FDG），从而获得高分辨率、定量的脑葡萄糖代谢率（CMRGlc）、脑氧代谢率（CMRO2）、脑血流（CBF）、脑血容量（CBV）和氧摄取分数（AG）的测量结果。本文详细描述了利用示踪剂动力学模型结合动脉血样分析来量化脑代谢的实用扫描方案，并提供了人类脑代谢成像测量的实例。

引言

人脑在代谢过程中消耗大量的氧气和葡萄糖。在健康人脑中，部分葡萄糖代谢发生在氧气利用之外，这一过程被称为脑部有氧糖酵解（AG），其功能目前正处于深入研究之中1,2,3,4,5。既往在动物模型和人类中的研究报道了AG与发育及衰老、突触和神经突起发育、记忆、阿尔茨海默病中的淀粉样蛋白沉积以及白质功能和疾病之间的关联1,6,7,8,9,10,11,12,13。因此，研究AG及其他脑代谢特征对于深入理解人脑在衰老、损伤和疾病过程中的变化具有持续的重要意义。

目前，用于评估人脑AG的方法 体内 需要使用多种氧和葡萄糖放射性示踪剂进行PET成像，以分别测量脑葡萄糖代谢率（CMRGlc）14，脑氧代谢率（CMRO2)15，脑血流量（CBF）16，以及脑血容量（CBV）17除了成像之外，利用正电子发射断层扫描（PET）对脑代谢进行定量测量还涉及其他复杂因素，包括通过有创性动脉插管和采样评估动脉输入函数；确保受试者精确遵循放射性示踪剂吸入的指示，同时限制头部运动；安全有效地处理半衰期极短（2分钟）的放射性示踪剂；管理大规模数据集；以及采用先进的分析方法以准确计算代谢参数。同样值得注意的是使用[18F]FDG 用于估算脑葡萄糖代谢率（CMRGlc）5,14.

根据我们的经验，本方案重点阐述了定量脑代谢测量中最为关键的实践问题。本方案包含必要的操作步骤说明以及避免常见错误的注意事项。有关代谢、神经科学、成像、示踪剂动力学以及放射性示踪剂正电子发射断层扫描（PET）成像推断方法等更普遍原理的详细讨论，不在本方案范围内。本方案的目标读者包括初次接触PET代谢测量的研究人员，以及希望使用15O放射性示踪剂的有经验的PET研究人员和临床医生。读者应已熟悉人体成像研究、侵入性医疗操作、放射性示踪剂以及定量推断方法。关于脑部PET成像的优秀参考文献广泛存在，一般性内容可参见文献18，针对15O-氧气PET的更具体资料可参见文献19。对于[18F]FDG以及其他PET操作相关实务，图尔库PET中心提供了宝贵的参考资料，并链接至大量原始研究文献20。

本方案各部分首先介绍与受试者选择相关的注意事项，这些内容对于确保合规性和成功扫描至关重要。接下来，方案概述了利用磁共振成像（MRI）进行神经解剖学支持性扫描的相关要点。随后，方案描述了临床实验室检测项目 ，其中包括对氧和葡萄糖代谢定量具有重要意义的检测指标。接着，方案列出了与回旋加速器运行及放射性药物输送相关的事宜。相关描述仅从影像中心临床一线研究人员的视角出发，未包含回旋加速器设施及其工作人员所需考虑的内容。随后，方案详细说明了动脉导管的准备与管理流程。建立并维护动脉导管需满足各机构特定的合规性要求，本方案提供了行之有效的操作流程。接下来，方案给出了正电子发射断层扫描（PET）所需的关键操作步骤，包括受试者体位摆放、用于衰减校正的CT扫描、放射性药物给药以及动脉采样测量等具体细节。静脉采样部分讨论了在使用[18F]FDG测定脑葡萄糖代谢率（CMRGlc）时，可能替代动脉采样的其他方法。关于PET图像重建与数据存储的部分详述了软件参数及信息技术方面的实际问题。受试者出院与随访部分强调了保障受试者安全所必需的沟通事项。此外，还讨论了重要的校准工作。许多适用的分析方法和动力学模型已在已发表的科学研究报告及其大量前期研究中得到充分阐述；因此，本方案主要引导读者参考已有文献中的方法。代表性结果展示了本方案成功实施的实例。讨论部分进一步阐述了该方案的优势与局限性、其在人类神经科学研究中的潜力，以及与安全性相关的问题。

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方案

注意：所有研究均基于下述方案，已获得华盛顿大学医学院机构审查委员会和放射性药物研究委员会的批准。所有人类受试者在参与基于以下方案的研究前，均签署了知情书面同意书。有关本方案中使用的所有仪器、材料和试剂的详细信息，请参见材料表。

1. 受试者选择

  1. 纳入标准
    1. 仅纳入成年受试者。确保受试者能够遵循研究流程，包括放射性药物气体吸入的指导说明，并能够提供知情同意或在适当替代同意人协助下的同意。确保受试者能够以仰卧位接受长达2-3小时的影像检查（期间可有间歇），并能连续保持该体位60分钟（无间歇）。
  2. 排除标准
    1. 排除对放射性药物研究存在禁忌的受试者，例如正电子发射断层扫描（PET）时处于妊娠状态的个体。排除对磁共振成像（MRI）存在禁忌的受试者，因为MRI是实现解剖图像配准、空间标准化和部分容积校正所必需的。
    2. 若计划进行桡动脉插管，则排除存在桡动脉插管禁忌的受试者。排除存在显著贫血或近期捐献过血液制品的个体，因为有创动脉采样将导致总血容量损失可能超过100 mL。
    3. 排除患有显著肺部疾病的受试者，因其在肺部吸入和交换标记的[15O]O2与[15O]CO的能力可能受损。排除除研究关注疾病外存在其他活动性内科疾病的个体，因其可能显著改变脑代谢和脑血流。
      注：具体排除标准取决于特定项目的研究目的和目标，例如，若项目聚焦于健康衰老，则大面积脑卒中或镰状细胞贫血可能属于排除标准之一。
    4. 排除在注射[18F]FDG前无法将血糖水平控制在165 mg/dL以下的受试者。

2. 神经解剖学的磁共振成像

  1. 在进行 PET 扫描前预先安排 MRI 检查。确保使用 3T 扫描仪的 MRI 方案包含磁化准备快速梯度回波（MPRAGE）脉冲序列，空间分辨率为各向同性 0.8–1.0 mm，并尽可能采用前瞻性运动校正方法21。
    注意：前瞻性运动校正可进一步优化 T1 加权解剖图像，以用于与 PET 成像融合；但对于能够严格遵守避免头部运动的受试者，当前 PET 成像中若未使用前瞻性运动校正，通常不会产生显著影响。高质量的 T1 加权解剖图像对 PET 的部分容积校正具有重要意义22,23。
  2. 获取神经解剖 MRI 图像，用于脑区划分与分割、图谱配准以及部分容积校正。在安排受试者接受有创动脉置管和放射性药物注射之前，需先确认神经解剖 MRI 图像采集成功。

3. 实验室医嘱

  1. 从经临床认证的实验室申请动脉血气、血红蛋白、红细胞压积和血浆葡萄糖检测。对于吸烟者及患有与血红蛋白异常相关疾病者，申请定量氧合血红蛋白、碳氧血红蛋白和高铁血红蛋白检测。
  2. 使用经过验证的设备（如专为重症医疗设计的设备）测量脉搏血氧饱和度。

4. 放射性药物的给药

注意：使用正电子发射断层扫描（PET）测量脑部氧代谢和AG需要具备能够生产并输送15O放射性药物的回旋加速器设施，该放射性药物的半衰期为122秒。在回旋加速器设施与PET扫描仪之间运输放射性药物时，必须足够迅速且可靠，以确保在放射性示踪剂给药时提供充足的剂量。

  1. 确保所有放射性活度剂量校准仪已通电，并留出足够的仪器预热时间（通常至少60分钟）。
  2. 对于气态放射性药物，将带屏蔽的气体钢瓶及其内置皮安计剂量校准仪放置在PET扫描仪的PET机架附近。确保已牢固连接灭菌的可扩张风箱、颗粒过滤器、大直径塑料聚合物管路、夹具和一次性吹嘴。参见图1。
  3. 完成尼龙气体管路的质量保证程序，该管路内径为1/8英寸，在排气条件下用于从回旋加速器输送[15O]CO和[15O]O2。完成高纯度氢源及处理单元的质量保证，以由[15O]O2衍生制备放射性药物[15O]H2O，用于后续注射。参见图1。

5. 动脉导管

  1. 放置与管理
    1. 由接受过动脉导管常规放置专项培训的医师（例如介入放射科、麻醉科或重症医学科医师）会诊后进行桡动脉插管。
      1. 准备一台配备适合桡动脉成像探头的超声设备。
      2. 为介入医师提供其惯用的动脉导管放置耗材，最常见的是包含导丝的套件，采用Seldinger技术进行操作。
      3. 尽可能将导管插入受试者的非优势手。
    2. 在桡动脉插管过程中，由经验丰富的护士或同等资质的医疗专业人员对受试者进行评估与管理。
      1. 通过超声评估手部的侧支动脉循环情况。
      2. 在动脉插管期间准备并维护无菌区域。
      3. 协助介入医师完成无菌插管操作。
      4. 预充硬质压力管路，并提供压力为300 mm Hg的生理盐水。
    3. 在2-3小时的实验过程中持续进行动脉导管管理，包括常规监测动脉压力波形以及对动脉管路的操作。对于连续动脉采样，通过蠕动泵将管路中的三通阀从向桡动脉提供反向压力切换至抽取动脉血，并进行冲洗以维持桡动脉通路通畅。对于从不流入桡动脉的管路段，在预充时使用肝素化溶液（浓度最高达10 U/mL）以帮助维持通畅性。
      注意：在维持桡动脉导管通畅时，应尽可能避免使用肝素，因其有效性证据尚不明确，且存在诱发肝素诱导性血小板减少症的风险。
    4. 使用可塑形但坚固的臂板固定桡动脉导管及管路。确保对三通阀的反复操作不会扰动桡动脉导管位置。
    5. 每次给予放射性示踪剂前，确认动脉压力波形正常，以确保桡动脉导管通畅。
  2. 用于动脉采样的伽马探测器
    注意：使用伽马探测探头装置和蠕动泵测量动脉输入函数。尽管对于[18F]FDG及其他半衰期较长的放射性示踪剂可采用手动采血，但在进行一系列四次快速15O扫描时，使用蠕动泵自动采样并配合足够紧凑、可置于受试者手部旁的伽马探测器将极大提高便利性。
    1. 将动脉管路组件尽可能靠近桡动脉导管放置，以在伽马探测探头处实现最小的信号分散与延迟。确保从插管部位经管路组件至伽马探测探头的路径与该管路组件已有的校准数据一致。
    2. 通过不间断电源持续供电，以保证符合计数伽马探测器中光电倍增管的稳定性。在符合检测中，使用100 ns时间窗，并确保标称探测灵敏度至少达到2.4 cps kBq-1 mL-1，且在10 kcps范围内线性误差<1%。
      注意：用于符合检测的液体填充波导管较为脆弱，在从储存区搬运至PET检查室时需小心操作。

6. 扫描

  1. 尽量减少头部运动
    1. 扫描前，向受试者说明在扫描过程中避免头部运动的重要性。
  2. 受试者体位安排
    1. 确保正电子发射断层扫描-计算机断层扫描（PET-CT）的硬件和软件配置允许受试者以头先进或脚先进的方式进行扫描。在可行的情况下，优先选择脚先进体位进行PET扫描，使受试者的四肢和躯干位于PET扫描架之外，头部保持在PET扫描架中心，同时CT扫描架保持空置（图1）。
    2. 指导并协助受试者平躺在降低的扫描床台上，遵循所有既有的人用PET-CT扫描前协议，例如确保近期已排尿、穿着合适的衣物，并取下与扫描仪不兼容的眼镜、首饰或发饰。
    3. 当扫描床台移入扫描孔道时，确保所有动脉和静脉导管通畅无损。确保动脉导管持续连接至加压生理盐水源。确保在扫描前断开无法通过扫描孔道的蠕动泵、伽马检测探头及其他设备，并在扫描后重新连接。
    4. 确保受试者的舒适性，特别是为头部、颈部、脊柱、髋部及腿部屈曲提供足够的垫枕。通过自由调整泡沫头枕使头部处于舒适位置，然后使用弹性自粘自撕绷带将受试者前额固定于扫描床台，以提醒其避免头部移动。提供足够毛毯以保证热舒适性。确认受试者理解在整个CT和PET扫描过程中避免头部运动的必要性。
      注：头枕和弹性绷带可显著限制头部运动，即使在认知功能受损的受试者中也是如此。
    5. 确保扫描床台穿过扫描孔道，使受试者的四肢和躯干位于CT扫描架之外，头部位于CT扫描架中心。进入CT扫描架时，使受试者的外眦-外耳道连线与垂直激光标记对齐，然后轻微低头。按以下所述进行CT扫描。通过CT图像确认该体位可将整个大脑和小脑包含在PET视野范围内。
    6. 确保扫描床台继续穿过扫描孔道，使受试者头部位于PET扫描架中心。确保动脉和静脉导管通路通畅，并保证手腕充分伸展以适应桡动脉插管。确保天花板排气口能够有效清除在PET扫描架边缘附近意外呼出的放射性示踪气体。按以下第6.3–6.5步所述进行CT和PET扫描。
    7. 在PET扫描期间常规监测受试者状态，通过最少的语言交流评估其舒适度。
      注：脚先进体位有利于放射性气体的给药，可改善沟通并更方便地操作吸入管路。然而，对于大多数扫描床台，脚先进体位可能与热塑性头部固定面罩不兼容。脚先进体位也可能与用于屏蔽来自头部以下身体部位辐射的头部屏蔽装置不兼容。此类屏蔽装置通常可减少来自身体的随机符合事件。
  3. 用于衰减校正的CT扫描
    1. 获取适用于衰减校正的低辐射剂量头部CT图像。若受试者在扫描过程中需要中断并离开扫描仪，则在恢复PET扫描前需重复CT扫描，以便在控制台进行后续PET成像的重建。推荐的CT参数包括管电流75 mA、旋转时间0.5 s、螺旋螺距1.5，管电压120 kVp，采用厂商推荐的卷积核，重建为512 × 512 × 88 矩阵，0.98 × 0.98 × 3.00 mm3分辨率。
  4. 气态放射性药物的给药
    1. 在首次给予气体前，向受试者说明吸入操作流程，重点强调需通过管路进行口吸口呼，不得经鼻呼吸。
    2. 准备配备皮安计剂量校准仪的屏蔽气体储存容器。在气体容器内，将可扩张风箱连接至来自回旋加速器的刚性小直径尼龙管，同时连接至一根半刚性大直径塑料聚合物管，该管在非给药期间保持夹闭状态。根据针对新冠疫情制定的感染控制要求，在大直径管路中串联病毒捕获颗粒过滤器。在管路末端连接一次性塑料咬嘴。
    3. 要求回旋加速器设施将气态放射性药物输送至气体储存容器中。
    4. 准备以团注方式给予所有气态放射性药物。所有情况下的吸入操作流程相同。
      1. 监测输送至可扩张风箱的每种气体的放射性活度，待其达到峰值后，等待活度下降至放射性药物研究委员会（Radioactive Drug Research Committee）允许的最大剂量以下（55 mCi）。使用皮安计剂量校准仪监测活度。启动扫描仪对发射信号的采集。
      2. 在开始吸入前立即启动扫描，以确保捕获时间-活度曲线的起始部分。采集6–7分钟的发射信号，采集方案为3秒帧×23帧，5秒帧×6帧，10秒帧×20帧，之后剩余扫描时间采用30秒帧。
      3. 指示受试者充分呼气，并取下其面罩。
      4. 将咬嘴放入受试者口中。要求其用嘴唇紧贴咬嘴形成密封，然后尽可能深地吸气。要求其屏气数秒，以促进肺部对气态放射性药物的吸收。
      5. 要求受试者再次通过管路呼气，将残余气态放射性药物吹回风箱中。重新夹闭管路，并从受试者处取回管路。
      6. 监测从开始吸气到呼气结束期间风箱内的气体活度。通过活度差值计算总给药剂量。目标为总给药剂量超过20 mCi。
    5. 给予一次[15O]CO剂量。监测动脉血样中的典型时间-活度曲线。若动脉测量技术上不充分，需给予一次替代剂量的[15O]CO。等待血管内[15O]CO达到稳态，通常需要约1–2分钟17。
    6. 连续给予两次[15O]O2剂量。监测动脉血样中的典型时间-活度曲线。
      注：即使在轻度认知功能受损的受试者中，该操作流程仍具有良好的稳健性。然而，由于严重认知障碍或面部肌力减弱而无法完成该操作的受试者应被排除，以最大限度降低放射性示踪剂给药不足及呼气时气体泄漏至环境空气中的风险。对于连续给药及使用面罩回收气态放射性示踪剂的方法，可参考Iguchi等人报告并引用的替代方法24。由于[15O]O2通常信噪比较低（等效噪声计数不理想），建议重复给予两次[15O]O2剂量。
  5. 注射用放射性药物的给药
    1. 要求回旋加速器设施将静脉用放射性药物送至扫描间。
    2. 准备以团注方式给予所有静脉用放射性药物。所有情况下的静脉注射操作流程相似。
      1. 使用井型探测器剂量仪监测药物剂量，直至其活度下降至允许最大值以下（[15O]H2O为25 mCi，[18F]FDG为6 mCi）。
      2. 在静脉注射前立即启动扫描，以确保捕获时间-活度曲线的起始部分。对于[15O]H2O，采集6–7分钟的发射信号，采集方案为3秒帧×23帧，5秒帧×6帧，10秒帧×20帧，之后剩余扫描时间采用30秒帧。对于[18F]FDG，采集60分钟的发射信号，采集方案为3秒帧×23帧，5秒帧×24帧，20秒帧×9帧，60秒帧×13帧，300秒帧×7帧，以及351秒帧×1帧。
      3. 迅速注射静脉剂量。测量注射器内残留放射性活度，通过差值计算实际给药剂量。确保总给药剂量不低于允许最小剂量（[15O]H2O为15 mCi，[18F]FDG为4 mCi）。
      4. 监测动脉血样中的典型时间-活度曲线。对于[15O]H2O，若动脉测量技术上不充分，需给予一次替代剂量。
        注：在某些方面，[15O]H2O的给药比气体给药更简单，因其可通过静脉注射。然而，由于[15O]H2O半衰期极短，仍需根据PET扫描仪位置及[15O]H2O的生产与获取地点进行周密协调。

7. 动脉测量

  1. 将受试者置于扫描仪中后，准备好进行放射性药物活性动脉测量所需的所有设备。
    1. 确保桡动脉留置导管、刚性压力管路、三通阀、生理盐水加压袋、伽马探测器用延长导管组件以及蠕动泵用延长导管组件之间的连接完整无损。确保正确预充，避免将空气泡引入桡动脉，并防止空气泡干扰用于抽取动脉血的蠕动泵功能。
      1. 对于伽马探测器，应使用长度不超过48 cm、引液体积不超过0.6 mL的微孔导管延长装置。
      2. 为蠕动泵设置最大允许闭塞压力限值。
      3. 如果蠕动泵是采用反向流动方向运行的输注泵，请选择最小流速以保持血管通畅（KVO）。
  2. 在给予放射性药物之前，立即关闭压力袋和压力监测器的旋塞，并以300 mL/h的速度启动泵。确认血液从桡动脉被抽出，并流经用于伽马探测器的延长导管组件以及用于泵的延长导管组件。在放射性药物团注通过动脉循环的整个过程中，确认伽马探测器持续测量放射性药物的活度。25.
  3. 验证从PET扫描仪同步获取时间-活度曲线。
  4. 继续抽气 300 mL/h 并至少验证放射性药物在伽马探测器中的活度测量结果 300 s 吸入后 [15O]CO，120 秒 吸入后 [15O]O2，120 秒 注射后 [15O]H2O，以及 300 s 注射后 [18F]FDG.
    1. 对于 [18F]FDG，继续以不低于最低泵速的速率泵送血液 20 mL/h 直到PET扫描结束。
  5. 每次动脉测量后，重新配置动脉管路以冲洗桡动脉导管；随后冲洗为伽马探测器和泵供液的管路系统。对于通过泵的独立管路，将泵速设定为 300 mL/h可选地，使用第二袋肝素化生理盐水依靠重力提供额外流速，以清除泵内血液。
    注意：由于成像方案持续时间较长且需反复采集动脉血样，导管堵塞的风险较高，需要研究团队和护士持续保持警惕。应严格采取无菌措施，并维持仅通过三通阀构建的密闭回路。

8. 静脉采样

  1. 扫描前，建立两个静脉通路：一个位于桡动脉插管对侧，用于放射性药物注射；另一个位于桡动脉插管同侧，用于静脉采血。优先选择肘前静脉通路。
  2. 扫描前，准备注射器及注射器帽；用永久性标记笔标记注射器和帽，盖上所有注射器的帽，并使用分析天平精确称量带帽注射器，精度至0.0001 g。记录静脉采血开始及完成至少2 mL血液抽取时的时间。在室温（20–25 °C）下，将1 mL血液以相对离心力3,300 × g 离心至少60秒，以分离血浆。使用针对68Ge校准的井型探头计数器测定全血和血浆中的放射性活度。
    注意：静脉采血最适合在注射[18F]FDG后30–60分钟内进行测量。在15O扫描期间获取的静脉样本在技术上极具挑战性，难以控制，且与动脉样本的相关性较差。

9. PET 图像重建与数据存储

  1. 从PET-CT重建图像，优先采用三维有序子集最大期望值法（OSEM）的普通泊松模型 4-8 次迭代 的 五个亚群，飞行时间（TOF），延迟随机符合，基于模型的绝对散射缩放，衰减校正，全通滤波（无滤波），不使用点扩散函数模型，衰变校正至扫描开始时刻，重定标至Bq·mL⁻¹-1, 矩阵大小 的 220, 放大 2，以及 各向同性体素 的 1.65 mm 长度
    注意：Zoom 2 将图像重建的横向视野减少一半，从而忽略受试者头部与正电子发射断层扫描（PET）探测器环之间的周围空间。所述参数为 [15O]O2 气体，其散射变异性极高，需要基于模型的绝对散射定标；历史上，散射模型的选择对重建质量有显著影响 15O示踪剂。此外，目前对于厂商实现的散射模型与其他模型（如点扩散函数模型）之间的相互作用尚不明确。因此，本方案仅采用散射模型，而不包含点扩散模型。
  2. 在扫描仪控制台上查看重建的PET数据，以确认放射性示踪剂给药充分且受试者运动最少。
    1. 保存重建后的PET、CT、归一化数据和列表模式数据的DICOM文件。
      注意：列表模式数据对于优化重建至关重要，但此类重建计算量大，通常无法在扫描仪控制台进行。列表模式数据量非常大（>每次PET检查需预留40 GB的存储空间，并准备足够的存储设备。

10. 出院与受试者随访

  1. 导管拔除
    1. 采用无菌技术拔除桡动脉导管，并手动对桡动脉施加直接压力（应由合格的医疗专业人员操作）。
    2. 使用专利止血技术持续按压15分钟，以最大限度降低桡动脉闭塞的风险。
    3. 检查导管尖端是否有血凝块或破损。
    4. 确认已实现充分止血后，使用无菌纱布和弹性自粘绷带进行加压包扎。检查手部颜色、温度、感觉或功能是否出现任何变化。
  2. 居家护理指导
    1. 指导受试者在出院后维持加压包扎2小时。
      1. 指导受试者在2小时后检查穿刺部位是否有出血或瘀斑，然后使用非处方敷料进行覆盖。
      2. 指导受试者在24小时内避免弯曲或弄湿患侧手腕/手臂，并在48小时内避免进行涉及该手腕/手臂的剧烈活动。
    2. 指导受试者在出院后48小时内密切观察患侧手腕/手臂是否出现感染、损伤或出血的迹象。
    3. 提供多种可随时联系研究团队的联系方式。
    4. 向受试者说明轻微瘀斑和短暂不适属于常见并发症，无需过度担忧。
    5. 在出院后24至48小时内联系受试者，确认是否出现其他并发症。

11. 校准

  1. 交叉校准
    1. 使用 68Ge 或 22Na 的棒状参考源对井型计数器进行绝对校准。
    2. 随后，使用含有 10–37 MBq [18F]FDG 溶于 30–670 mL 水中并含 2% 乙腈或类似有机溶剂的溶液进行交叉校准。使用刚性介质瓶（聚对苯二甲酸乙二醇酯或高密度聚乙烯），以确保放射性包容性且伽马射线衰减可忽略。使用较小体积的瓶子，以便在扫描仪孔径内对较低活度进行交叉校准。所有其他伽马探测仪器均使用从同一瓶子中分装出的等分试样进行交叉校准。
  2. 导管校准
    1. 开展校准研究，评估从桡动脉至伽马探测探头之间的导管和管路所引起的弥散和延迟效应。
      1. 使用当地血库的过期血液制品、恒温水浴，并控制血液制品的血细胞比容变化。
      2. 组装隔室装置，快速在未标记和 [18F]FDG 标记的血液制品之间切换，并将血液输送至包含导管、管路、伽马探测器探头和蠕动泵的装置中。向该装置施加 Heaviside "阶跃函数"输入信号，并随时间测量放射性活度。
      3. 估算弥散和延迟的卷积核。将核函数参数化，使其随血细胞比容变化。所有校准均应在血液制品来源温度为 37 °C 的条件下进行。在所有使用相同装置的人体研究中重复使用该核函数。
        注：这些校准仅针对外部管路组件引起的弥散和延迟，不包括体内解剖结构的影响。

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结果

该方案中一些技术上最具挑战性的环节包括：在同时给予短半衰期放射性示踪剂并运行扫描仪的过程中，对动脉导管进行配置、管理和成功采集数据。图1展示了当前实验设置的俯视图，概括了研究协调员、介入医师、护理人员、技术人员和研究人员所需遵循的组织架构与操作流程。上述放射性药物可轻松整合到特异性活动的非定量分布图中（图2），包括标准化摄取值比（SUVR）的计算。全脑时间-放射活性曲线（图3）有助于识别明显的头部运动——此类运动会引发活性曲线的不连续性，同时在衰变校正后可呈现示踪剂的典型特征，例如 [15O]CO 在120秒时达到预期平台期及其随后经肾脏排泄的过程， [15O]O2 在团注通过后被脑组织摄取并代谢为放射性标记的 [15O]H2O 而形成的平台期，注射的 [15O]H2O 随其在体内分布容积逐渐扩大而呈现的单调...

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讨论

利用吸入的[15O]CO和[15O]O2气体、静脉注射[15O]H2O以及静脉注射[18F]FDG进行氧代谢和葡萄糖代谢的PET成像，具有重要的历史基础，其成像数据主要来源于早期几代PET扫描仪14,15,16,17,26,27。这些数据通常依赖于采用锗/镓放射源的透射扫描进行衰减校正，使用发光效率受限的锗酸铋（BGO）闪烁体阵列，高放射性活度给药，二维采集模式（带环形分隔板）以适应闪烁体发光能力的限制，以及计算成本较低的滤波反投影重建方法。较新型的扫描仪（包括本方案中描述的设备）则采用高分辨率CT进行衰减校正，使用...

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披露

作者与本文内容之间不存在任何利益冲突，无论是经济上的还是其他方面的。

致谢

我们特别感谢我们的研究参与者所表现出的无私奉献精神。我们谨向神经影像实验室研究中心、奈特阿尔茨海默病研究中心、临床影像研究中心（CCIR）以及华盛顿大学回旋加速器设施的主任和工作人员致以诚挚谢意，正是他们的支持使本研究得以实现。我们衷心感谢美国国立卫生研究院（NIH）提供的研究资助，包括项目 R01AG053503、R01AG057536、RF1AG073210、RF1AG074992 和 1S10OD025214，以及来自华盛顿大学马林克罗特放射学研究所和麦克唐奈基金会系统神经科学项目的支持。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
3/16" 外径，1/8" 内径 Nylaflow 管路Nylaflow 管路，Zazareth，宾夕法尼亚州
4 英寸 × 4 英寸纱布McKesson MedSurg16-4242
分析天平Fisher Scientific/OHUASPioneer Exal 型号 90 mm 平台 #PA84
细菌/病毒过滤器Hudson RCI, Teleflex, Perak, 马来西亚货号 REF 1605 (IPN042652)
BD SmartSite 无针阀Becton Dickinson2000E
Biograph mMRSiemens, Erlangen, 德国
Biograph Vision 600 EdgeSiemens, Erlangen, 德国
Caprac 擦拭计数器Mirion Medical (Capintec), Florham Park, 新泽西州 1991 年或更新型号NaI 钻孔井晶体
Coban 自粘绷带3M常用于重症监护病房
敷料，Tegaderm，4 英寸 × 4 英寸" 3M 医疗保健#1626
ECAT EXACT HR+CTI PET Systems, Knoxville, 田纳西州
Edwards TruWave 3 cc/84 英寸 (210 cm) Edwards LifesciencePX284R
延长导管，长度 48 cm，预充体积 0.642 mLBraunV5424
肝素钠溶液，2 U/mL，1,000 mLHospira Worldwide#409762059
静脉输液臂板，柔性，4 英寸 × 9 英寸，成人用DeRoyalM8125-A
Keithley 皮安表Tekronix
Magnetom Prisma fitSiemens, Erlangen, 德国3T
鲁尔接头公对公转换接头Argon Medical Co.040184000A
MiniSpin 个人微型离心机Eppendorf, Hamburg, 德国EP-022620151
咬嘴，内径 15 mm，外径 22 mmHudson RCI, Teleflex, Perak, 马来西亚货号 REF 1565 (IPN042595)
MRIdiumIradmed, Winter Springs, 佛罗里达州3860+
Nalgene 方形 PET 培养瓶，带盖，650 mLThermo Scientific#3420400650用于交叉校准
加压输液袋（带球囊），可容纳 1,000 mL Health Care Logi#10401
压力监测托盘，聚乙烯导管；2.5Fr (2.5 cm) 血管导管；0.015" 15 cm 导丝；22G (2 cm) 针头Cook MedicalC-P MSY-250, G02854
RDS 11 MeV 回旋加速器Siemens, Erlangen, 德国通过质子轰击 15N 生成 15O
氯化钠静脉输液，0.9%，1,000 mLB. Braun MedicalE8000
皮肤闭合胶带（闭合用，皮肤加强型 LF 1/2 英寸 × 4 英寸"）McKesson MecSurg#3010
Twilite IISwisstrace, Zurich, 瑞士
不间断电源（UPS）电池备份及浪涌保护器APCBR1500MS2

参考文献

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