使用¹⁸F-FDG 微型PET/CT测定葡萄糖代谢动力学

本成像方案的总体目标是定量分析小鼠体内葡萄糖从血液实时摄取到特定组织的过程。该方法有助于回答糖尿病与代谢研究领域中的关键问题，例如各种糖尿病治疗手段对葡萄糖摄取和代谢的影响。该技术的主要优势在于可进行纵向实验，从而评估年龄或饮食等因素对葡萄糖代谢的影响。

学习该方法可提供关于骨骼肌葡萄糖代谢的信息。该方法也可用于其他组织（如肝脏和大脑），并可推广至大鼠。该方法的可视化演示至关重要，因为成像采集及分析步骤必须正确完成，以确保结果的准确性。

首先，使用80%乙醇擦拭诱导室、成像床和加热垫。将小鼠放入诱导室中，用5%异氟烷和氧气对其进行麻醉。在成像床上固定好电加热垫和传感器垫。

将小鼠置于俯卧位，通过鼻罩持续给予每分钟1升的1.5%至2%异氟烷。在小鼠眼部涂抹兽用眼膏以防止干燥。随后，加热小鼠尾巴1至2分钟。

当侧尾静脉扩张后，将一根30号针头插入静脉。用外科胶水固定针头，并将导管连接到针头上。将成像床装入PET/CT扫描仪，并调整床的位置，使导管可从机器后方接触。

将含有10兆反向卷F18-FDG剂量的注射器连接至导管。在麻醉诱导后经过设定时间，开始进行为期一小时的PET扫描，并注射F18-FDG剂量。PET扫描完成后，进行10分钟的CT扫描。

CT 扫描完成后，将成像床移回初始位置，并将小鼠从床上取出。可在麻醉下通过颈椎脱位处死小鼠，或让小鼠在单笼饲养条件下恢复并接受观察。开始图像处理时，载入重建后的 PET 和 CT 图像。

将CT数据指定为源数据，PET数据指定为目标数据。对数据进行配准，并根据需要对图像进行对齐。然后，选择ROI定量分析。

使用平移和缩放工具在图像中定位到目标区域。导航至创建选项卡，选择画笔工具。绘制对应于腓肠肌的感兴趣区域（ROI）。

然后，使用保存感兴趣区域（ROI）定量结果的功能，将组织时间-活度数据导出为 CSV 文件。采用范·西特（Van Cittert）去卷积方法，对估计的系统点扩散函数进行五次迭代去卷积。接下来，绘制对应于下腔静脉的感兴趣区域（ROI）。

将去卷积后图像中的血液输入函数时间-活度数据导出为 CSV 文件。将 CSV 文件导入电子表格软件中。将数据另存为新的 CSV 文件，并将摄取值转换为每立方厘米百分注射剂量（%ID/cm³）。

使用电子表格软件绘制时间-活性曲线。接着，将处理后的下腔静脉数据保存为新的 CSV 文件。将下腔静脉数据转换为血浆输入函数。

在动力学建模工具中选择“动力学”选项。导入组织和血浆总放射活性计数数据文件。选择双组织三室模型。

确保 F18-FDG 去磷酸化速率 K4 未被选中，且其值为零。将血液体积分数 VB 设为 2%。为了向从腔静脉获得的输入函数添加弥散效应，可使用 disp4dft 等程序生成具有不同弥散时间的多个输入函数。然后依次加载带有弥散效应的输入函数，并选择拟合当前区域。

重复上述步骤，以找到具有最低卡方值的弥散输入函数。使用优化后的输入函数，将血容量分数设置为浮动值。再次拟合该区域，以确定区域速率常数。

然后计算区域流入常数。采用胰岛素或磷酸盐缓冲液处理的6周龄DBDB小鼠通过该方法进行成像。与对照组小鼠相比，胰岛素处理的小鼠在腓肠肌中显示出增强的F18-FDG活性。

在下腔静脉中未观察到活动增加。采用双组织三室模型进行动力学建模。在F18-FDG从微动脉血浆向细胞内空间转运或反向转运的速率方面，与对照组相比未观察到显著差异。

然而，经胰岛素处理的小鼠其 F18-FDG 磷酸化速率显著更高。相应地，胰岛素处理小鼠的流入常数也更高。观看视频后，您应能充分理解如何正确地对小鼠进行成像、勾画感兴趣区域，并计算动力学参数。

请务必注意，接触辐射可能存在危险，因此在进行本实验操作时，应始终采取适当的预防措施，例如接受正规培训、使用屏蔽装置以及监测辐射暴露水平。