TSPO-PET/CT-Bildgebung zum Nachweis der Infarktbildung in einem Mausmodell des ischämischen Schlaganfalls

Nehmen Sie anästhesierte Kontrollmäuse und Mäuse mit eingeschränktem Blutfluss zum somatosensorischen Kortex.

Diese Einschränkung führt zum neuronalen Tod und zur Infarktbildung im Gehirn, was die Aktivierung der Mikroglia und die Infiltration peripherer Immunzellen auslöst.

Die Immunzellen überexprimieren das mitochondriale Translokatorprotein (TSPO).

Befestigen Sie die Mäuse auf dem PET/CT-Scannerbett.

Führen Sie einen CT-Scan mit einer rotierenden Röntgenquelle durch, die Röntgenstrahlen durch den Körper der Maus leitet.

Ein Detektor fängt die Röntgenstrahlen ein und verarbeitet sie zu Bildern wichtiger anatomischer Sehenswürdigkeiten.

Injektion eines TSPO-Radiotracers über die Schwanzvene,

der in den Infarktbereich gelangt und in Immunzellen an TSPO bindet.

Führen Sie einen PET-Scan durch.

Der Radiotracer durchläuft einen Positronenzerfall und emittiert Positronen, die mit nahegelegenen Elektronen kollidieren, um Gammastrahlen zu erzeugen.

Ein Detektor fängt diese Strahlen ein und rekonstruiert ein 3D-Bild der Radiotracer-Verteilung.

Visualisieren Sie die überlagerten PET/CT-Bilder, um Infarktbereiche mit höherer Traceraufnahme zu identifizieren.

Beginnen Sie damit, die anästhesierten Mäuse in Bauchlage auf dem PET/CT-Scannerbett zu positionieren und sicherzustellen, dass sie gerade und sicher in den Nasenkegeln sitzen. Kleben Sie den Kopf und den Körper jeder Maus mit weichem chirurgischem Klebeband an das Bett und stellen Sie sicher, dass die Atmung nicht durch die Platzierung des Klebebandes eingeschränkt wird. Sobald die Tiere sicher im Bett sind und die Atmung stabil ist, schalten Sie das Laser-Fadenkreuz ein und bewegen Sie das Scanbett so, dass es mit dem Gehirn aller vier Mäuse ausgerichtet ist.

Bringen Sie das Scannerbett mit den Gehirnen der Mäuse so nah wie möglich an die Mitte des Sichtfeldes in die Aufnahmeposition. Erfassen Sie ein Scout-Ansichtsbild der Mäuse, um ihre Position zu überprüfen, und passen Sie die Position an, indem Sie bei Bedarf das Sichtfeldfeld auf der Benutzeroberfläche ziehen. Klicken Sie abschließend in der Scannersoftware auf Workflow starten, um den CT-Scan zu starten, und stellen Sie sicher, dass Sie Interaktive Benutzeraufforderungen anzeigen auswählen, damit der PET-Scan vor der Tracerinjektion manuell gestartet werden kann.

Sobald die Mäuse automatisch von CT zu PET übergehen, richten Sie die Rückseite des Scanners für die Radiotracer-Injektion ein. Legen Sie eine schützende Saugpolsterung auf eine Kante und stellen Sie sicher, dass Schere und Feuerzeug griffbereit sind. Schneiden Sie den versiegelten Katheterschlauch mit einer Schere ab. Überprüfen Sie, ob die Katheterleitungen frei von Blasen sind, und bestätigen Sie, dass sich die Kanüle noch in der Vene befindet, indem Sie eine Spülung mit 10 bis 20 Mikrolitern Kochsalzlösung durchführen. Laden Sie dann zuvor gemessene Dosisspritzen in jeden der vier Katheter und verfolgen Sie, welche Dosis jeder Maus verabreicht wurde.

Klicken Sie auf OK, wenn der PET-Scan startbereit ist, und starten Sie gleichzeitig einen 10-Sekunden-Timer. Lassen Sie zwei Forscher an der Rückseite des Scanners sitzen, mit den Dosisspritzen in der Hand, um alle vier Mäuse gleichzeitig zu injizieren, wenn der Timer Null erreicht. Spülen Sie jeden Katheter mit 50 bis 100 Mikrolitern Kochsalzlösung, um sicherzustellen, dass die volle Dosis in die Schwanzvene gelangt, und verschließen Sie den Schlauch erneut mit einem Feuerzeug.

Messen Sie anschließend die Dosisspritzen mit einem Dosiskalibrator, um einen Restradioaktivitätswert zu erhalten. Notieren Sie sich die Werte und den Zeitpunkt, zu dem sie aufgezeichnet werden. Sobald der Scanvorgang abgeschlossen ist, bringen Sie das PET-Bett mit der horizontalen Home-Taste auf dem Motion-Control-Bedienfeld in die ursprüngliche Position zurück. Nehmen Sie die Mäuse aus dem Scanner und entfernen Sie vorsichtig den Katheter. Üben Sie vorsichtig Druck auf die Kanülenstelle aus, um übermäßige Blutungen zu vermeiden. Messen Sie dann die Restaktivität im Katheter mit einem Dosiskalibrator.

Rekonstruieren Sie abschließend die Daten, indem Sie die Nachbearbeitungssoftware öffnen, die jeden Scan automatisch anhand der Histogrammdaten rekonstruiert, die aus der ersten Datei generiert wurden. Öffnen Sie für die PET-Analyse zunächst die Bildanalysesoftware. Klicken Sie auf das Symbol "Daten öffnen", um das CT-Bild zu laden. Wählen Sie dann das Symbol "Daten anhängen" aus, um das dynamische PET zu laden. Führen Sie eine visuelle Qualitätskontrolle der Daten über den Zeitreihenoperator im Dropdown-Menü durch. Wählen Sie Referenz und Global aus, und wenden Sie ein entsprechendes Min und Max für die Farbskala an.

Visualisieren Sie die dynamischen PET-Daten Bild für Bild, überprüfen Sie die Radioaktivitätsaufnahme und prüfen Sie auf Bewegungsstörungen innerhalb des Scans. Erstellen Sie dann mit der arithmetischen Funktion ein durchschnittliches PET-Bild. Wählen Sie Average Selected, deaktivieren Sie Reference (Referenz) und stellen Sie sicher, dass Sie eins eingegeben haben. Eingabe zwei und Eingabestern werden ausgewählt, um einen Mittelwert aller PET-Rahmen zu erstellen.

Gehen Sie zur Registerkarte Datenmanager und ziehen Sie das Durchschnittsbild um eine Position an die Eingabeposition, um die Visualisierung des PET-Signals anhand des durchschnittlichen PET-Bildes zu ermöglichen. Verteilen Sie dann die Farbskala neu, indem Sie im MinMax-Tool auf die automatische Berechnung klicken. Registrieren Sie anschließend den CT mit der automatischen 3D-Funktion in der durchschnittlichen PET-Datei. Wählen Sie im Dropdown-Menü Reorientation Registration die Option Ref und Eingabe 1 aus, und wählen Sie Rigid Fast input one to ref registration.

Überprüfen Sie die Registrierung visuell in allen drei Dimensionen und passen Sie sie manuell an, ggf. im manuellen 3D-Tab mit den Translations- und Rotationsfunktionen. Wenn Sie mit der Registrierung zufrieden sind, wählen Sie Eingang 2 und Eingabestern und wenden Sie ihn auf alle Haustierrahmen an, indem Sie auf das Häkchen klicken. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf die CT- und PET-Dateien in der DM und speichern Sie sie als RAW. Wählen Sie als Nächstes Zuschneiden aus dem Dropdown-Menü und ziehen Sie die Bildränder, um den Kopf einer Maus jeweils unterhalb des Hirnstamms abzuschneiden.

Richten Sie die PET- und CT-Bilder manuell neu aus, so dass der Schädel in allen Dimensionen gerade ist. Laden Sie das MR-Bild für diese Maus mit der Schaltfläche "Daten anhängen" oben links auf der Benutzeroberfläche. Verschieben Sie das MR mit der manuellen 3D-Neuausrichtung und passen Sie es innerhalb des CT-Bildes an den Schädel an. Deaktivieren Sie als Nächstes die PET-Visualisierung, indem Sie sie auf der Registerkarte des visuellen Controllers deaktivieren, und verwenden Sie nur den MR und den CT, um den Bereich Of Interest oder ROI zu zeichnen.

Klicken Sie im 3D-ROI-Tool auf die Schaltfläche ROI hinzufügen, um einen neuen ROI zu erstellen und ihn infarct zu nennen. Wählen Sie das Spline-Werkzeug aus, klicken Sie mit der linken Maustaste, um den ROI-Rahmen zu zeichnen, und klicken Sie mit der rechten Maustaste, um ihn zu schließen. Erstellen Sie anschließend einen neuen ROI und kennzeichnen Sie ihn als kontralateral. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf den Infarkt-ROI und wählen Sie Exportieren. Verschieben Sie dann den ROI an Position 2, Eingabe eins, um die Visualisierung und manuelle Neuausrichtung des neuen ROI zu ermöglichen.

Wenn nur eine Eingabe ausgewählt ist, aktivieren Sie das Kontrollkästchen ROI und wählen Sie Nur anzeigen, um die Visualisierung des Infarkt-ROI zu ermöglichen, ohne ihn neu auszurichten. Wenden Sie im Registrierungsmenü für die Neuausrichtung mit der Operator-Funktion einen Links-Rechts-Flip an und verschieben Sie den neuen ROI manuell in den identischen Bereich auf der kontralateralen Seite. Wählen Sie dann den arithmetischen Operator aus und wenden Sie eine skalare Multiplikation von 2 auf den neuen ROI an, was eine unabhängige Quantifizierung der ROIs ermöglicht.

Kehren Sie zum 3D-ROI-Tool zurück. Gehen Sie zur Registerkarte Export und Experimentell und klicken Sie auf die Schaltfläche ROI importieren. Wählen Sie im Dialogfeld die erste Eingabe aus, um das neue Volume als kontralateralen ROI zu laden. Klicken Sie abschließend mit der rechten Maustaste auf das Bild Durchschnittliches PET, entladen Sie es und schalten Sie das PET wieder ein. Generieren Sie die quantitativen Aufnahmeergebnisse mithilfe des Symbols "Ergebnisse exportieren" im 3D-ROI-Tool.