Studying Metabolic Brain Connectivity Using 2-Deoxy-2-[¹⁸F]Fluoro-D-Glucose Dynamic Positron Emission Tomography at the Single-subject Level

我们正在研究脑出血如何影响代谢性脑连接，这反映了跨大脑区域代谢活动（如葡萄糖摄取）之间的关系。这些网络的变化可以解释患癫痫等脑部疾病的风险增加，从而提供对脑功能障碍和恢复的见解。目前，代谢性脑连接的分析基于静态 PET 图像，并且连接性是针对一组受试者计算的，而不是在单个受试者内计算的。

使用动态 PET 图像使我们能够提取每个受试者每个感兴趣体积的时间活动曲线，进一步使我们能够在单个受试者水平上计算基于相关性的连接。这有助于跟踪受试者体内代谢大脑连接随时间的变化。作为核心设施，Infinity 为来自不同应用领域的研究人员提供支持。

这些研究人员使用广泛的动物模型，从中风模型到不同类型的肿瘤学模型。使用这些模型，研究人员可以评估疾病并评估新的治疗策略。首先，将麻醉的动物转向左侧或右侧，并使用加热灯加热其尾巴，诱导血管舒张以进行示踪剂注射。

使用持针器，折断 30 号针头的轴，并将其后端的 1 到 2 毫米插入 BTPE-10 管中。用生理盐水填充 1 毫升胰岛素注射器，然后将针尖插入 BTPE-10 管中 3 到 5 毫米。用装满注射器的生理盐水预填充管路，然后保持生理盐水注射器与管路连接。

接下来，使用压缩纸或纸巾用乙醇彻底清洁动物的尾巴以进行现场消毒。然后，取下加热灯。将 BTPE-10 管的针尖插入外侧尾静脉。

观察柱塞向后拉时血液进入管路。注意注射过程中没有阻力，并确保注射部位没有皮下水泡。如果成功，在插入部位用一滴速溶胶固定针头，并将管子用胶带粘在尾部。

将已经预装美托咪定的 BTPE-10 管的针头皮下插入肩胛骨之间 2 到 3 毫米处。在插入部位用一滴速溶胶固定针头，然后轻轻地将管子贴在动物的背部。要定位动物并准备扫描仪床，请在床上放置压力传感器和纸巾。

小心地将动物转移到扫描仪床上，确保美托咪定管和尾静脉导管保持安全。如有必要，使用鼻锥将动物的头部尽可能笔直，并在正确对齐后用胶带固定头部。现在，打开加热垫给动物加热。

验证呼吸频率监测系统是否正常运行，并根据需要调整压力传感器的位置。在开始 PET 扫描之前，如前所述抽吸并注射少量生理盐水，确认静脉中的正确位置。然后，用放射性示踪注射器更换生理盐水注射器，确保针头不会刺穿 PE 管。

使用扫描仪软件开始扫描。采集开始后，在大约 0.5 到 2 秒内将放射性示踪剂作为推注注入。立即用生理盐水注射器更换空的放射性示踪注射器，并用 0.1 毫升生理盐水冲洗 PE 管。

使用纸巾接住在更换注射器期间可能逸出的任何放射性示踪剂。使用动态重建设置将采集的数据重建为 30 个两分钟的时间框架。首先，获取大鼠大脑的 PET 数据。

通过将动态重建的 DICOM 文件拖放到画布中，将该文件加载到软件中。使用右上角的常规图像显示控件在切片和时间帧之间导航，并调整颜色条。如有必要，使用右侧边栏上的 Change Input Image Orientation 按钮将图像方向调整为标准方向。

要加载参考图像，请单击 Select normalization template 按钮。选择 Rat FDG W.Schiffer 模板作为参考图像。单击右侧边栏中的 Input matching， Input Adjust manually 按钮，将输入图像与模板匹配。

拖动并旋转输入图像以大致与模板对齐。确保选择 rat 作为物种，并将注册方法设置为 deform。然后点击 匹配当前 按钮进入下一个子页面。

在 Matching Results 子页面上，验证对齐结果并根据需要手动调整。单击 Apply Current Transformation to All 以确保所有时间范围都与模板匹配。单击绿色的 VOIs 按钮继续下一步。

在 Template 选项卡中，选择 Px Rat W.Schiffer 在 Atlas 选项卡中，或加载图集以选择所需的卷。要应用选定的感兴趣体积，请单击底部的 Outline 按钮。然后，单击 Template （模板） 选项卡上方的按钮以计算时间-活动曲线 （TAC）。

将 TAC 发送到 PKIN 工具进行进一步分析。在软件界面的右下角，选择 TAC 作为显示类型，以可视化先前选择的目标体积的时间活度曲线（以千贝克勒尔/毫升为单位）。右键单击显示 TAC 的画布，然后选择可见曲线的值表。

将值表复制到电子表格中以供进一步分析。在时间加权平均图像和单个两分钟时间范围内，动物的眼睛都观察到高标准摄取值，颜色强度从蓝色到红色不等。