Kontinuierliche Blutentnahme in der Kleintier-Positronen-Emissionstomographie/Computertomographie ermöglicht die Messung der arteriellen Eingabefunktion

In diesem Video wird ein Protokoll für die kontinuierliche Blutentnahme bereitgestellt. Die Blutradioaktivität wird parallel zu einem PET/CT mit einem extrakorporalen arterienförmigen Shunt gemessen. Auf diese Weise wird die arterielle Eingabefunktion zur nachfolgenden Quantifizierung von PET/CT-Daten erzeugt und ermöglicht später eine präzise biokinetische Modellierung.

Die Hauptvorteile dieses Protokolls sind, dass es reproduzierbar ist, einen minimalen Blutverlust erzeugt und eine hohe Genauigkeit in der zeitlichen Auflösung der arteriellen Eingabefunktion ermöglicht. Es ist wichtig, alle Messgeräte, die zur Bestimmung der Aktivitätskonzentration des Blutes verwendet werden, zu kreuzkalibrieren. Die Technische Daten werden von Anne Moller, einer Technikerin aus unserem Labor, demonstriert.

Nach der Bestätigung einer mangelnden Reaktion auf Zehenkniff in einer 12-stündigen fastenratte, rasieren Sie das Bein und die Leiste auf der chirurgischen Seite des Tieres und reinigen Sie die exponierte Haut mit zusätzlichem Desinfektionsmittel. Tragen Sie Salbe auf das Auge des Tieres auf, und legen Sie eine rektale Sonde für die kontinuierliche Überwachung und Aufrechterhaltung der Körpertemperatur. Kleben Sie die Gliedmaßen der Ratte an die Arbeitsfläche und desinfizieren Sie die Einsatzstelle mit einem Schleimhautdesinfektionsmittel.

Machen Sie einen etwa 20-Millimeter-Schnitt an der Leiste, und sezieren Sie die feinen Hautschichten, um die Oberschenkelvene, Arterie und Nerven zu belichten. Legen Sie zwei feine Filamente unter die Oberschenkelvene und arterien, und ligate die Gefäße mit den distalen Filamenten. Halten Sie die Gefäße unter Spannung mit einer Bulldogge Klemme, verwenden Sie die proximalen Nahtfilamente, um das Gefäß mit den Bulldoggenklemmen ohne Knoten zu verspannen.

Blockieren Sie die Vene mit einer proximalen Aneurysmenklemme zwei bis drei Millimeter distal aus der Naht mit der Bulldogge klemme, und verwenden Sie Hornhautschere, um einen Schnitt zu machen, der 1/3 des Gefäßdurchmessers beträgt. Der Gefäßschnitt ist der kritischste Schritt in unserem Protokoll. Bitte stellen Sie sicher, dass Sie mikrochirurgische Instrumente wie Hornhautscheren verwenden und sicherstellen, dass das Gefäß sorgfältig in einem 45-Grad-Winkel geschnitten wird.

Verwenden Sie einen sterilen Wattestäbchen, um das austretende Blut zu entfernen, und verdünnen Sie die Vene mit einer dumpfen Zange. Halten Sie das Gefäß offen, legen Sie den geschärften Katheter in die Vene in proximaler Richtung bis zum Aneurysmclip ein. Öffnen Sie den Aneurysmus-Clip, und drücken Sie den Katheter noch zwei bis drei Zentimeter.

Wenn der Katheter richtig platziert wurde, fließt Blut in den Katheter. Sichern Sie den Katheter mit den beiden proximalen Knoten. Verwenden Sie eine Insulinspritze, um 100 Mikroliter heparinisierter Saline durch den Katheter zu spülen und zu aspirieren, um die Funktionalität des Katheters zu überprüfen.

Dann legen Sie einen Katheter in die Arterie, wie gerade für die Vene gezeigt, und schließen Sie das Bein mit Nähten. Demonstriert wird das Verfahren von Joanna Forster, einer Technikerin aus unserem Labor. Zur Bildaufnahme das Tier in eine kopfanfällige Position auf die Shuttle-Bettpalette stellen und das Shuttlebett zur Injektion in die verlängerte Bettposition bewegen.

Schließen Sie die Katheter an das Shunt-System an, und starten Sie die Peristaltikpumpe mit einer Durchflussrate von 1,52 Milliliterpro Minute, um das Shunt-System mit dem Blut des Tieres zu füllen. Bewegen Sie das Shuttlebett in die Mitte des Sichtfeldes der Positronen-Emissionstomographie oder PET, Erkennungsring, und starten Sie das Online-Blutentnahmesystem. Starten Sie dann den PET/Computertomographie- oder CT-Workflow.

Nach 60 Sekunden 0,5 bis 1 Milliliter einer etwa 22-Megabecquerel-Dosis von 18F-Fluorodeoxyglucose intravenös über das T-Stück injizieren. Spülen Sie das T-Stück mit ca. 150 Mikroliterheparinisierter Salinelösung. Für die PET-Emissionserfassung die Option Acquire by time auf 3, 600 Sekunden und F-18 als Studienisotop festlegen.

Verwenden Sie 350 bis 650 Kiloelektronenvolt als Energielevel und 3, 438 Nanosekunden als Zeitfenster. Wählen Sie für die CT-Erfassung in der Erfassungsoption Dämpfungsscan aus, und wählen Sie im Feld Projektionseinstellungen 180 Projektion für eine halbgesamte Gesamtrotation aus. Wählen Sie für das Sichtfeld und die Auflösungseinstellungen niedrig als Vergrößerung und vier mal vier für die Bindung mit einer axialen Scanlänge von 275 Millimetern und 3, 328 Pixel n. B. die transaxiale Ladung gekoppelte Gerätegröße aus.

Legen Sie im Feld Belichtungseinstellungen 500 Mikroamps für den Strom, 80 Kilovolt für die Spannung und 180 Millisekunden für die Belichtungszeit fest. Dann erwerben Sie ein dynamisches PET in den nächsten 60 Minuten, gefolgt von einem CT-Scan am Ende der PET-Bildgebung. Legen Sie für ein PET-Emissionshistogramm eine Reihe von 20 Rahmen als dynamische Rahmen einstellung fest und wählen Sie die Subtraktion für die Verzögerungen aus.

Wählen Sie im Feld erweiterte Einstellungen 128 als Sinogrammbreite, drei als Spanne und 79 als Ringdifferenz und Totzeitkorrektur aus. Verwenden Sie für die PET-Rekonstruktion eine zweidimensionale geordnete Erwartungsmaximierung der Teilmenge und wenden Sie das Streusonogramm mit vier Iterationen und Fourier zum Reinning als Rekonstruktionsalgorithmus an. Wählen Sie dann 128 mal 128 als Matrixgröße aus, verwenden Sie eine als Bildzoom, und wählen Sie alle für die Frames und alle für die Segmente aus.

Für die manuelle Blutentnahme 30, 60, 90, 600 und 1, 800 Sekunden nach Beginn der bildgebenden Erfassung, öffnen Sie das erste Drei-Wege-Ventil. Sammeln Sie 100 Mikroliter arterielles Blut in einem EDTA Kapillarblut-Entnahmeröhrchen 30 Sekunden nach der Tracer-Injektion. Um die Aktivität des Vollbluts zu messen, laden Sie die Probe in einen Brunnenzähler, um die Berechnung der Aktivität des Vollblutes für jeden Zeitpunkt der manuellen Blutentnahme in Kilobecquerel pro Milliliter zu ermöglichen.

Für die Online-Blutentnahme verwenden Sie die Tube-Anleitung, um die Röhre in den Detektor zu platzieren, und starten Sie die Blutproben-Software. Öffnen Sie die Erfassungsschnittstelle, und bestätigen Sie, dass der Computer der Online-Blutentnahme einrichtung und des PET/CT zeitsynchronisiert sind. Drücken Sie die Starttaste genau 60 Sekunden vor dem Injizieren des Tracers, um genügend Daten für die Hintergrundkorrektur zu erfassen.

Speichern Sie die Rohdaten über die Schaltfläche Speichern in der PMOD-Datenbank nach der Messung. Zur Korrektur und Kalibrierung der Online-Blutdaten wechseln Sie zur Korrekturschnittstelle und aktivieren die Zerfallskorrektur. Wählen Sie 18 F aus, und definieren Sie die Startzeit der Bildaufnahme, sodass die Schaltfläche Durchschnitt die Hintergrundkorrektur durchführen kann.

Aktivieren Sie die Kalibrierung, und geben Sie den Kalibrierungsfaktor ein. Speichern Sie die korrigierten und kalibrierten Blutdaten mit der Taste TAC speichern, und wählen Sie das Blut aus. crv-Datei.

Zu Beginn der kontinuierlichen Blutentnahme kann ab etwa fünf Sekunden nach der Tracer-Injektion in der Online-Analyse ein anfänglicher Höhepunkt der Radioaktivitätskonzentration beobachtet werden. Nach diesem Höhepunkt nimmt die Aktivität im Blut rapide ab und erreicht ein Plateau von etwa 15 Minuten. In den manuellen Blutentnahmedaten ist die nachgewiesene Spitze kleiner und das Plateau ist nicht leicht zu definieren.

In den bildabgeleiteten Daten sind der Gipfel und der Ausgangspunkt des Plateaus deutlich sichtbar. Dennoch ist das Maximum der Spitze kleiner im Vergleich zu den kontinuierlichen Blutentnahmedaten. Bei dieser suboptimalen kontinuierlichen Blutentnahme war in den ersten 3 1/2 Minuten der Blutgerinnung keine Datenerfassung möglich.

Nach dem Löschen des Gerinnsels wurde der Durchfluss im Röhrensystem neu gestartet und die Messung fortgesetzt, was einen Spitzenwert von etwa vier Minuten offenbarte, der die maximale Radioaktivität im Blut nicht aufzeichnete. Manuelle Blutentnahmen und bildabgeleitete Analysen waren bei dieser suboptimalen Probenahme jedoch noch möglich und zeigten Vergleichbare mit denen, die bei korrekten kontinuierlichen Blutentnahmeergebnissen beobachtet wurden. Behalten Sie das Wohlbefinden des Tieres während des gesamten Verfahrens im Auge, bereiten Sie das Shunt-System genau wie empfohlen vor und versuchen Sie, die Länge der Schläuche zu reduzieren.

Das Protokoll kann für die Variation neuer diagnostischer PET-Spuren, die Charakterisierung neuer Krankheitsmodelle und die Bewertung der Therapiereaktion neuer Therapeutika im präklinischen Umfeld verwendet werden.