Name: Multi-Tracer-Studien des Sauerstoff- und Glukosestoffwechsels im Gehirn mit einem Flugzeit-Positronen-Emissions-Tomographie-Computertomographen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-06-07T12:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 36 s
Description: Erfahren Sie, wie PET-CT zur quantitativen Messung von Sauerstoff- und Glukosestoffwechsel im menschlichen Gehirn eingesetzt wird. Diese nicht-invasive Methode ermöglicht Vergleiche zwischen Studien und liefert physiologisch relevante Daten für neurodegenerative Forschung.

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<meta charset="utf8"></head><body>PET-CT-Scans für Multi-Tracer-Studien des zerebralen Sauerstoff- und Glukosestoffwechsels

<ol><li>Goyal, M. S., Hawrylycz, M., Miller, J. A., Snyder, A. Z., Raichle, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Aerobic+glycolysis+in+the+human+brain+is+associated+with+development+and+neotenous+gene+expression%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Metabolism%22%5BJournal%5D)">Aerobic glycolysis in the human brain is associated with development and neotenous gene expression.</a> Cell Metabolism. 19 (1), 49-57 (2014).</li>
<li>Magistretti, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+brain+aerobic+glycolysis+as+a+marker+of+synaptic+plasticity%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">Imaging brain aerobic glycolysis as a marker of synaptic plasticity.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 113 (26), 7015-7016 (2016).</li>
<li>Shannon, B. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brain+aerobic+glycolysis+and+motor+adaptation+learning%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Brain aerobic glycolysis and motor adaptation learning.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 113 (26), E3782-E3791 (2016).</li>
<li>Vaishnavi, S. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regional+aerobic+glycolysis+in+the+human+brain%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">Regional aerobic glycolysis in the human brain.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 107 (41), 17757-17762 (2010).</li>
<li>Powers, W. J., Dagogo-Jack, S., Markham, J., Larson, K. B., Dence, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cerebral+transport+and+metabolism+of+1-11C-D-glucose+during+stepped+hypoglycemia%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Neurology%22%5BJournal%5D)">Cerebral transport and metabolism of 1-11C-D-glucose during stepped hypoglycemia.</a> Annals of Neurology. 38 (4), 599-609 (1995).</li>
<li>Locasale, J. W., Cantley, L. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metabolic+flux+and+the+regulation+of+mammalian+cell+growth%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Metabolism%22%5BJournal%5D)">Metabolic flux and the regulation of mammalian cell growth.</a> Cell Metabolism. 14 (4), 443-451 (2011).</li>
<li>Lunt, S. Y., Vander Heiden, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Aerobic+glycolysis%3A+meeting+the+metabolic+requirements+of+cell+proliferation%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Cell+and+Developmental+Biology%22%5BJournal%5D)">Aerobic glycolysis: meeting the metabolic requirements of cell proliferation.</a> Annual Review of Cell and Developmental Biology. 27 (1), 441-464 (2011).</li>
<li>Vlassenko, A. G., Raichle, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brain+aerobic+glycolysis+functions+and+Alzheimer%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+and+Translational+Imaging%22%5BJournal%5D)">Brain aerobic glycolysis functions and Alzheimer's disease.</a> Clinical and Translational Imaging. 3 (1), 27-37 (2015).</li>
<li>Goyal, M. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Loss+of+brain+aerobic+glycolysis+in+normal+human+aging%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Metabolism%22%5BJournal%5D)">Loss of brain aerobic glycolysis in normal human aging.</a> Cell Metabolism. 26 (2), 353-360 (2017).</li>
<li>Goyal, M. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatiotemporal+relationship+between+subthreshold+amyloid+accumulation+and+aerobic+glycolysis+in+the+human+brain%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiology+of+Aging%22%5BJournal%5D)">Spatiotemporal relationship between subthreshold amyloid accumulation and aerobic glycolysis in the human brain.</a> Neurobiology of Aging. 96, 165-175 (2020).</li>
<li>Goyal, M. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brain+aerobic+glycolysis+and+resilience+in+Alzheimer+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Brain aerobic glycolysis and resilience in Alzheimer disease.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 120 (7), 2212256120(2023).</li>
<li>Segarra-Mondejar, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synaptic+activity-induced+glycolysis+facilitates+membrane+lipid+provision+and+neurite+outgrowth%5BTitle%5D)+AND+%22EMBO+Journal%22%5BJournal%5D)">Synaptic activity-induced glycolysis facilitates membrane lipid provision and neurite outgrowth.</a> EMBO Journal. 37 (9), 97368(2018).</li>
<li>Harris, R. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Aerobic+glycolysis+is+required+for+spatial+memory+acquisition+but+not+memory+retrieval+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Eneuro%22%5BJournal%5D)">Aerobic glycolysis is required for spatial memory acquisition but not memory retrieval in mice.</a> Eneuro. 6 (1), (2019).</li>
<li>Huang, S. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Noninvasive+determination+of+local+cerebral+metabolic+rate+of+glucose+in+man%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Physiology-Endocrinology+and+Metabolism%22%5BJournal%5D)">Noninvasive determination of local cerebral metabolic rate of glucose in man.</a> American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism. 238 (1), E69-E82 (1980).</li>
<li>Mintun, M. A., Raichle, M. E., Martin, W. R. W., Herscovitch, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brain+oxygen+utilization+measured+with+O-15+radiotracers+and+positron+emission+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Nuclear+Medicine%22%5BJournal%5D)">Brain oxygen utilization measured with O-15 radiotracers and positron emission tomography.</a> Journal of Nuclear Medicine. 25 (2), 177-187 (1984).</li>
<li>Raichle, M. E., Martin, W. R., Herscovitch, P., Mintun, M. A., Markham, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brain+blood+flow+measured+with+intravenous+H2%2815%29O.+II.+Implementation+and+validation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+nuclear+medicine%22%5BJournal%5D)">Brain blood flow measured with intravenous H2(15)O. II. Implementation and validation.</a> Journal of nuclear medicine. 32 (15), 790-798 (1983).</li>
<li>Martin, W. R. W., Powers, W. J., Raichle, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cerebral+blood+volume+measured+with+inhaled+C15O+and+positron+emission+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cerebral+Blood+Flow+%26+Metabolism%22%5BJournal%5D)">Cerebral blood volume measured with inhaled C15O and positron emission tomography.</a> Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism. 7 (4), 421-426 (1987).</li>
<li>Hooker, J. M., Carson, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Human+positron+emission+tomography+neuroimaging%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Biomedical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Human positron emission tomography neuroimaging.</a> Annual Review of Biomedical Engineering. 21, 551-581 (2019).</li>
<li>Fan, A. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantification+of+brain+oxygen+extraction+and+metabolism+with+%5B%2815%29O%5D-gas+PET%3A+A+technical+review+in+the+era+of+PET%2FMRI%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Quantification of brain oxygen extraction and metabolism with [(15)O]-gas PET: A technical review in the era of PET/MRI.</a> Neuroimage. 220, 117136(2020).</li>
<li>Oikonen, V. Quantification of metabolic rate of glucose uptake with [18F]FDG. , Available from: 
 <a target="_blank" href="http://www.turkupetcentre.net/petanalysis/analysis_18f-fdg.html">http://www.turkupetcentre.net/petanalysis/analysis_18f-fdg.html</a> (2023).</li>
<li>Tisdall, M. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Volumetric+navigators+for+prospective+motion+correction+and+selective+reacquisition+in+neuroanatomical+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Volumetric navigators for prospective motion correction and selective reacquisition in neuroanatomical MRI.</a> Magnetic Resonance in Medicine. 68 (2), 389-399 (2012).</li>
<li>Greve, D. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cortical+surface-based+analysis+reduces+bias+and+variance+in+kinetic+modeling+of+brain+PET+data%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Cortical surface-based analysis reduces bias and variance in kinetic modeling of brain PET data.</a> NeuroImage. 92, 225-236 (2014).</li>
<li>Greve, D. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Different+partial+volume+correction+methods+lead+to+different+conclusions%3A+An+18F-FDG-PET+study+of+aging%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Different partial volume correction methods lead to different conclusions: An 18F-FDG-PET study of aging.</a> NeuroImage. 132, 334-343 (2016).</li>
<li>Iguchi, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((System+evaluation+of+automated+production+and+inhalation+of+%2815%29O-labeled+gaseous+radiopharmaceuticals+for+the+rapid+%2815%29O-oxygen+PET+examinations%5BTitle%5D)+AND+%22EJNMMI+Physics%22%5BJournal%5D)">System evaluation of automated production and inhalation of (15)O-labeled gaseous radiopharmaceuticals for the rapid (15)O-oxygen PET examinations.</a> EJNMMI Physics. 5 (15), 37(2018).</li>
<li>Alf, M. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantification+of+brain+glucose+metabolism+by+18F-FDG+PET+with+real-time+arterial+and+image-derived+input+function+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Nuclear+Medicine%22%5BJournal%5D)">Quantification of brain glucose metabolism by 18F-FDG PET with real-time arterial and image-derived input function in mice.</a> Journal of Nuclear Medicine. 54 (1), 132-138 (2013).</li>
<li>Herscovitch, P., Mintun, M. A., Raichle, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brain+oxygen+utilization+measured+with+oxygen-15+radiotracers+and+positron+emission+tomography%3A+generation+of+metabolic+images%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Nuclear+Medicine%22%5BJournal%5D)">Brain oxygen utilization measured with oxygen-15 radiotracers and positron emission tomography: generation of metabolic images.</a> Journal of Nuclear Medicine. 26, 416-417 (1985).</li>
<li>Videen, T. O., Perlmutter, J. S., Herscovitch, P., Raichle, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brain+blood+volume%2C+flow%2C+and+oxygen+utilization+Measured+with+15O+radiotracers+and+positron+emission+tomography%3A+revised+metabolic+computations%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cerebral+Blood+Flow+%26+Metabolism%22%5BJournal%5D)">Brain blood volume, flow, and oxygen utilization Measured with 15O radiotracers and positron emission tomography: revised metabolic computations.</a> Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism. 7 (4), 513-516 (1987).</li>
<li>Lee, J. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+susceptibility+contrast+MRI+with+localized+arterial+input+functions%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Dynamic susceptibility contrast MRI with localized arterial input functions.</a> Magnetic Resonance in Medicine. 63 (5), 1305-1314 (2010).</li>
<li>Kunnen, B., Beijst, C., Lam, M., Viergever, M. A., de Jong, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+the+Biograph+Vision+and+Biograph+mCT+for+quantitative+%2890%29Y+PET%2FCT+imaging+for+radioembolisation%5BTitle%5D)+AND+%22EJNMMI+Physics%22%5BJournal%5D)">Comparison of the Biograph Vision and Biograph mCT for quantitative (90)Y PET/CT imaging for radioembolisation.</a> EJNMMI Physics. 7 (1), 14(2020).</li>
<li>van Sluis, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Performance+characteristics+of+the+digital+Biograph+Vision+PET%2FCT+system%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Nuclear+Medicine%22%5BJournal%5D)">Performance characteristics of the digital Biograph Vision PET/CT system.</a> Journal of Nuclear Medicine. 60 (7), 1031-1036 (2019).</li>
<li>Lodge, M. A., Mhlanga, J. C., Cho, S. Y., Wahl, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+patient+arm+motion+in+whole-body+PET%2FCT%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Nuclear+Medicine%22%5BJournal%5D)">Effect of patient arm motion in whole-body PET/CT.</a> Journal of Nuclear Medicine. 52 (12), 1891-1897 (2011).</li>
<li>Prenosil, G. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Performance+characteristics+of+the+Biograph+Vision+Quadra+PET%2FCT+system+with+a+long+axial+field+of+view+using+the+NEMA+NU+2-2018+Standard%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Nuclear+Medicine%22%5BJournal%5D)">Performance characteristics of the Biograph Vision Quadra PET/CT system with a long axial field of view using the NEMA NU 2-2018 Standard.</a> Journal of Nuclear Medicine. 63 (3), 476-484 (2022).</li>
<li>Lee, J. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dissociation+between+hormonal+counterregulatory+responses+and+cerebral+glucose+metabolism+during+hypoglycemia%5BTitle%5D)+AND+%22Diabetes%22%5BJournal%5D)">Dissociation between hormonal counterregulatory responses and cerebral glucose metabolism during hypoglycemia.</a> Diabetes. 66 (12), 2964-2972 (2017).</li>
<li>Sattarivand, M., Kusano, M., Poon, I., Caldwell, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Symmetric+geometric+transfer+matrix+partial+volume+correction+for+PET+imaging%3A+principle%2C+validation+and+robustness%5BTitle%5D)+AND+%22Physics+in+Medicine+and+Biology%22%5BJournal%5D)">Symmetric geometric transfer matrix partial volume correction for PET imaging: principle, validation and robustness.</a> Physics in Medicine and Biology. 57 (21), 7101-7116 (2012).</li>
<li>Desikan, R. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+automated+labeling+system+for+subdividing+the+human+cerebral+cortex+on+MRI+scans+into+gyral+based+regions+of+interest%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">An automated labeling system for subdividing the human cerebral cortex on MRI scans into gyral based regions of interest.</a> Neuroimage. 31 (3), 968-980 (2006).</li>
<li>Schaefer, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Local-global+parcellation+of+the+human+cerebral+cortex+from+intrinsic+functional+connectivity+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Cerebral+Cortex%22%5BJournal%5D)">Local-global parcellation of the human cerebral cortex from intrinsic functional connectivity MRI.</a> Cerebral Cortex. 28 (9), 3095-3114 (2018).</li>
<li>Glasser, M. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+multi-modal+parcellation+of+human+cerebral+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">A multi-modal parcellation of human cerebral cortex.</a> Nature. 536 (7615), 171-178 (2016).</li>
<li>Zanotti-Fregonara, P., Chen, K., Liow, J. -S., Fujita, M., Innis, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Image-derived+input+function+for+brain+PET+studies%3A+many+challenges+and+few+opportunities%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cerebral+Blood+Flow+%26+Metabolism%22%5BJournal%5D)">Image-derived input function for brain PET studies: many challenges and few opportunities.</a> Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism. 31 (10), 1986-1998 (2011).</li>
<li>Rodgers, Z. B., Detre, J. A., Wehrli, F. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MRI-based+methods+for+quantification+of+the+cerebral+metabolic+rate+of+oxygen%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cerebral+Blood+Flow+%26+Metabolism%22%5BJournal%5D)">MRI-based methods for quantification of the cerebral metabolic rate of oxygen.</a> Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism. 36 (7), 1165-1185 (2016).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>3/16" Außendurchmesser 1/8" Innendurchmesser Nylaflow Schlauch</td><td>Nylaflow Schlauch, Zazareth, PA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>4 x 4 Zoll Gaze</td><td>McKesson MedSurg</td><td>16-4242</td><td></td></tr><tr><td>Analysenwaage</td><td>Fisher Scientific/OHUAS</td><td>Pioneer Exal Modell 90 mm Plattform #PA84</td><td></td></tr> Bakterien<tr><td>-/Virenfilter</td><td>Hudson RCI, Teleflex, Perak, Malaysia</td><td>REF 1605 (IPN042652)</td><td></td></tr><tr><td>BD SmartSite Nadelfreies Ventil</td><td>Becton Dickinson</td><td>2000E</td><td></td></tr><tr><td>Biograph mMR</td><td>Siemens, Erlangen, Deutschland</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Biograph Vision 600 Edge</td><td>Siemens, Erlangen, Deutschland</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Caprac Wischzähler</td><td>Mirion Medical (Capintec), Florham Park, NJ&nbsp;</td><td>ab 1991 oder neuer</td><td>NaI Bohrgut Kristall</td></tr><tr><td>Coban selbstklebende Folie</td><td>3M</td><td></td><td>häufig in Intensivstationen verwendet</td></tr><tr><td>, Verband, Tegaderm, 4 x 4"&nbsp;</td><td>3M Health Care</td><td>#1626</td><td></td></tr><tr><td>ECAT EXACT HR+</td><td>CTI PET Systems, Knoxville, TN</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Edwards TruWave 3 cc/84 in (210 cm) &nbsp;</td><td>Edwards Lifescience</td><td>PX284R</td><td></td></tr><tr><td>Verlängerungskatheter 48 cm Länge, 0,642 mL Priming-Volumen</td><td>Braun</td><td>V5424</td><td></td></tr><tr><td>Heparin-Natrium, Lösung 2 U/ml, 1.000 mL</td><td>Hospira Worldwide</td><td>#409762059</td><td></td></tr><tr><td>I.V. Armboard flexibel 4 x 9 Zoll</td><td>Erwachsene</td><td>DeRoyal M8125-A</td><td></td></tr><tr><td>Keithley Pico-Amperemeter</td><td>Tekronix</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Magnetom Prisma passend</td><td>für Siemens, Erlangen, Deutschland</td><td></td><td>3T</td></tr><tr><td>Stecker-Stecker Adapter für Luer-Ventile</td><td>Argon Medical Co.</td><td>040184000A</td><td></td></tr><tr><td>MiniSpin Personal Mikrozentrifuge</td><td>Eppendorf, Hamburg, Deutschland</td><td>EP-022620151</td><td></td></tr><tr><td>Mundstück 15 mm ID, 22 mm OD</td><td>Hudson RCI, Teleflex, Perak, Malaysia</td><td>REF 1565 (IPN042595)</td><td></td></tr><tr><td>MRIdium</td><td>Iradmed, Winter Springs, FL</td><td>3860</td><td></td></tr>+<tr><td>Nalgene quadratische PET-Medienflasche mit Verschluss, 650 mL</td><td>Thermo Scientific</td><td>#3420400650</td><td>für Kreuzkalibrierung</td></tr><tr><td>Druckinfusionsbeutel mit Kolben, Platz für 1.000 mL&nbsp;</td><td>Health Care Logi</td><td>#10401</td><td></td></tr><tr><td>Drucküberwachungstablett Katheter aus Polyethylen; 2,5Fr (2,5 cm) Angiokathe; 0,015" 15 cm Draht; 22G (2 cm) Nadel</td><td>Cook Medical</td><td>C-P MSY-250, G02854</td><td></td></tr><tr><td>RDS 11 MeV Zyklotron</td><td>Siemens, Erlangen, Deutschland</td><td></td><td>Protonenbeschuss von 15N zur Erzeugung von 15O</td></tr><tr><td>Natriumchlorid IV-Lösung 0,9%, 1.000 mL</td><td>B. Braun Medical</td><td>E8000</td><td></td></tr><tr><td>Steri-Strips (Verschluss, Skin Reinf LF 1/2x4")</td><td>McKesson MecSurg</td><td>#3010</td><td></td></tr><tr><td>Twilite II</td><td>Swisstrace, Zürich, Schweiz</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Unterbrechungsfreie Stromversorgung Batterie-Backup und Überspannungsschutz</td><td>APC</td><td>BR1500MS2</td><td></td></tr></tbody></table>

multi-tracer-studien des sauerstoff- und glukosestoffwechsels im gehirn mit einem flugzeit-positronen-emissions-tomographie-computertomographen

Multi-Tracer Studies of Brain Oxygen and Glucose Metabolism Using a Time-of-Flight Positron Emission Tomography-Computed Tomography Scanner

Zu den technisch anspruchsvollsten Aspekten dieses Protokolls gehören die Konfiguration, Verwaltung und erfolgreiche Erfassung von Daten von arteriellen Leitungen bei gleichzeitiger Verabreichung von Radiotracern mit kurzer Halbwertszeit und dem Betrieb des Scanners. Abbildung 1 zeigt eine Vogelperspektive des aktuellen Setups, die die Organisation und die betrieblichen Arbeitsabläufe zusammenfasst, die von Studienkoordinatoren, Interventionalisten, Pflegekräften, Technologen und Prüfärzten verlangt werden. Die oben beschriebenen Radiopharmazeutika lassen sich leicht in nicht-quantitative Karten spezifischer Aktivitäten einbeziehen (Abbildung 2), einschließlich der Berechnung von Verhältnissen des standardisierten Aufnahmewerts (SUVR). Zeitaktivitätskurven des gesamten Gehirns (Abbildung 3) helfen bei der Identifizierung signifikanter Kopfbewegungen, die zu Diskontinuitäten der Aktivitätskurve führen würden, und liefern charakteristische Merkmale von Tracern nach der Zerfallskorrektur, wie z. B. das erwartete Plateau von [15O]CO bei 120 s und die daraus resultierende renale Ausscheidung, das Plateau von [15O]O2 nach der Boluspassage, wie es vom Hirngewebe extrahiert und zu radioaktiv markierten [15O]H2 metabolisiert wirdO, die monotone Abnahme von injiziertem [15O]H2O mit zunehmendem Verteilungsvolumen im Körper und die fortschreitende Aufnahme und Phosphorylierung von [18F]FDG über Hexokinase im Gehirn über die Lebensdauer von 18F. Detaillierte Modellschätzungen von metabolischem [15O]H2O wurden ursprünglich von Mintun et al.beschrieben 15.
Eine einfachere polynomiale Phänomenologie, die Überlegungen zu intravaskulären Dispersionen auslässt und robuste Merkmale in den Emissionsdaten betont, wurde von Herscovitch et al.befürwortet 26,27. Die Beispiele dieser Arbeit nutzen nur diese letztere Phänomenologie für den Sauerstoffstoffwechsel. Die arteriellen Eingangsfunktionen, die durch Gammadetektion von Kathetern aufgezeichnet werden, die die distale Arteria radialis kanülieren, weisen eine erhebliche Dispersion und Verzögerung auf, die dekonvolviert werden müssen. Wir haben Bayes'sche Methoden zur Parameterschätzung von Modellen von Reihen von Gammaverteilungen und exponentiell steigenden stetigen Termen bevorzugt28. Abbildung 4 zeigt die Ergebnisse für [15O]CO, [15O]O2, [15O]H2O und [18F]FDG. Die Ergebnisse für [15O]O2 verdeutlichen auch die Entstehung von [15O]H2O des Stoffwechsels. Abbildung 5 zeigt statistische Parameterkarten von CBV, CBF, CMRO2, CMRGlc und AG, die wir als molare Balance der klassischen Glykolyse definieren: CMRGlc - CMRO2/6.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65510/65510fig01.jpg"> 
Abbildung 1: Zusammenfassung der Setup- und Betriebsabläufe. (A) Schematische Darstellung der wichtigsten Instrumente und Teile, die im Scannerschacht benötigt werden. Bei PET-CT-Scannern mit langen Scannerbohrungen verbessert die Positionierung der Teilnehmer mit den Füßen voran die Verabreichung von gasförmigen Radiopharmaka, indem die Manövrierfähigkeit der Gasabgabegeräte erhöht und die verbale und nonverbale Kommunikation mit dem Teilnehmer verbessert wird. Das Gasversorgungssystem (cyan und blau) besteht aus Nylonschläuchen mit schmalem Durchmesser, die vom Zyklotron unter dem Abgas für den Transport gasförmiger Radiopharmazeutika entstehen. eine Schutzgasspeicherkammer mit einem erweiterbaren Faltenbalg und einem Pico-Amperemeter-Dosiskalibrator; einen Partikelfilter, der zum Auffangen von Viruspartikeln geeignet ist; und ein Anschluss aus Kunststoff-Polymer-Schlauch mit großem Durchmesser, der mit einer Klemme und einem Kunststoffmundstück ausgestattet ist. Alle Teile, die Atemtröpfchen ausgesetzt sind, sind Einwegteile oder mit Sterilisationsverfahren kompatibel. Instrumente und Teile für arterielle Blutmessungen (rot und dunkelgrau) bieten eine Druckkochsalzlösung zur Aufrechterhaltung der Kanüle der Arteria radialis, eine kompakte Gamma-Detektion für das Zusammentreffen von 511 keV-Annihilationsphotonen, eine peristaltische Pumpe für die arterielle Blutentnahme und einen Behälter für die Entnahme von entnommenem Blut. Radiopharmazeutika für die intravenöse Injektion erfordern Synthesemodule zur Erzeugung von [15O]H2 O ausZyklotrongas [15O]O2 oder Rohrpost aus der Zyklotron-Radiopharmazie (grün). Die intravenöse Verabreichung von Radiopharmaka erfordert eine Dosimetrie in klinischer Qualität (Magenta). Für Messungen der Aktivität im Vollblut und Plasma sind ein Brunnenzähler, eine Analysenwaage und eine Mikrozentrifuge (rot) erforderlich. (B) Kommentierte und detaillierte Ansichten des Gasversorgungssystems. Abkürzung: PET-CT = Positronen-Emissions-Tomographie-Computertomographie. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65510/65510fig01large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65510/65510fig02.jpg"> 
Abbildung 2: Repräsentative statische Bilder für [15O]CO, [15O]O2, [15O]H2O und [18F]FDG, überlagert mit ~25 % Transparenz auf CT mit Fenstern für Schläfenbein. Scans von 15O Radiotracern positionierten den Teilnehmer mit den Füßen voran, wobei der Kopf nur mit einer elastischen, selbstklebenden Umhüllung am Gantry-Tisch befestigt war. Der Scan von [18F]FDG folgte auf eine Pause vom Scannen und brachte den Teilnehmer dann ungefähr in die ursprüngliche Position mit den Füßen voran zurück. Abkürzungen: CO = Kohlenmonoxid; FDG = Fludesoxyglukose; CT = Computertomographie. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65510/65510fig02large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65510/65510fig03.jpg"> 
Abbildung 3: Repräsentative Tracer-Aktivitätskurven des gesamten Gehirns. (A) [15O]CO, (B) [15O]O2, (C) [15O]H2O und (D) [18F]FDG. Das gesamte Gehirn wurde durch Maskierung von anatomischem MPRAGE definiert. Die Ankunft eines Bolus aus verabreichtem Tracer geht dem Zeitpunkt der ersten PET-Rahmen in den Panels A und B voraus oder fällt mit ihm zusammen. Abkürzungen: CO = Kohlenmonoxid; FDG = Fludesoxyglukose; PET = Positronen-Emissions-Tomographie; MPRAGE = magnetisierungsvorbereitetes Gradientenecho mit schneller Erfassung. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65510/65510fig03large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65510/65510fig4v2.jpg"> 
Abbildung 4: Repräsentative Tracer-Aktivitätskurven, kontinuierlich aus der Arteria radialis entnommen und Dekonvolutionen von Dispersionen und Verzögerungen in Linienanordnungen. Beispiele beschreiben (A) [15O]CO, (B) [15O]O2, (C) [15O]H2O und (D) [18F]FDG. Blaue Kreise sind Daten, die von einer Koinzidenzdetektionssonde gemessen werden, die einen eng geschlungenen Katheter umgibt, der arterielles Blut durchlässt. Die Koinzidenzzählung von der Sonde umfasst die Basislinienszintillation von LYSO-Kristallen, die auf Umgebungsphotonen reagieren (Breitspektrum-Randoms, die innerhalb des Zeitfensters des Geräts von 100 ns liegen). Arterielles Blut fließt von der Arteria radialis durch die Sonde durch die distale Wirkung einer peristaltischen Pumpe. Die violette gestrichelte Linie ist die empirische Schätzung des Kernels für Dispersion und Verzögerung, die in Protokollabschnitt 11.2 beschrieben ist. Die gelbe Linie beschreibt die um Dispersion und Verzögerung korrigierte Traceraktivitätskurve. Simuliertes Abkühlen schätzt Parameter einer verallgemeinerten Gammaverteilung für die gelbe Linie, die mit dem geschätzten Kern und den Daten aus der Koinzidenzerkennung übereinstimmt. Die angepassten Daten werden als rote Linie angezeigt. Panel (B) zeigt auch [15O]H2O aus dem Metabolismus von [15O]O2 an, von dem angenommen wird, dass es lineare Eigenschaften aufweist, die von Mintun et al. beschrieben wurden.15. Abkürzungen: CO = Kohlenmonoxid; FDG = Fludesoxyglukose; PET = Positronen-Emissions-Tomographie; LYSO = Lutetium-Yttrium-Oxyorthosilikat. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65510/65510fig4v2large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65510/65510fig05.jpg"> 
Abbildung 5: Karten von CBV, CBF, CMRO2, CMRGlc und AG. CBV ist für die quantitative Abschätzung von CMRO2, CMRGlc und AG erforderlich. Die Aktivität der venösen Nasennebenhöhlen ist jedoch für CMRGlc und AG verwirrend. Folglich wurden die venösen Nasennebenhöhlen aus CMRO2 und CMRGlc durch Maskierung entfernt. Der Kontrast zwischen dem Kleinhirn und dem Neokortex stimmt mit früheren Studien über AG überein. Abkürzungen: CBV = zerebrales Blutvolumen; CBF = zerebraler Blutfluss; CMRO2 = zerebraler Stoffwechsel von Sauerstoff; CMRGlc = zerebraler Stoffwechsel von Glukose; AG = aerobe Glykolyse. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65510/65510fig05large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65510/65510fig06.jpg"> 
Abbildung 6: Beispiele für statische Emissionen von [15O]H2O von gesunden Kontrollstudienteilnehmern, die auf drei Generationen von PET-Scannern gescannt wurden. Alle Rekonstruktionen verwendeten 3D OP-OSEM mit verzögerten Randoms, Dämpfungskorrektur und Allpass-Filterung (keine Filterung). Alle Rekonstruktionen erfolgen von Scannerkonsolen mit Parametern, die für effiziente klinische Arbeitsabläufe geeignet sind. Es wurden keine zusätzlichen numerischen Verarbeitungen, Korrekturen oder Unschärfen verwendet. Aus Gründen der Vergleichbarkeit werden alle Scannerergebnisse nach Starrkörpertransformation und trilinearer Interpolation auf den MNI152-Atlas mit einer Auflösung von 1,0 mm3 dargestellt. (A) Ein reiner PET-Scanner mit BGO-Kristallszintillatoren, OP-OSEM mit 4 Iterationen und 16 Teilmengen, 2,0 x 2,0 x 2,4 mm,3 Voxeln, 6 min Emissionen, Transmissionscan mit Ge/Ga für die Dämpfungskartierung und Einzelstreusimulationen. (B) Ein PET-MR-Scanner mit LYSO-Kristallszintillatoren, OP-OSEM mit 4 Iterationen und 16 Teilmengen, 2,1 x 2,1 x 2,0 mm,3 Voxeln, 10 min Emissionen, extern erfasster CT für die Dämpfungskartierung und modellbasierter absoluter Streuskalierung. (C) Ein PET-CT-Scanner mit LYSO-Kristallszintillatoren, Flugzeiterkennung, OP-OSEM mit 8 Iterationen und 5 Teilmengen, 1,65 x 1,65 x 1,65 mm,3 Voxeln, 6 min Emissionen, integriertem CT für Dämpfungskartierung und modellbasierter absoluter Streuskalierung. Abkürzungen: PET = Positronen-Emissions-Tomographie; CT = Computertomographie; MR = Magnetresonanz; OP-OSEM = gewöhnliche Poisson-geordnete Teilmengen der Erwartungsmaximierung; BGO = Wismutgermanat; LYSO = Lutetium-Yttrium-Oxyorthosilikat. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65510/65510fig06large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>

Multi-Tracer-Studien des Sauerstoff- und Glukosestoffwechsels im Gehirn mit einem Flugzeit-Positronen-Emissions-Tomographie-Computertomographen

The authors have developed a paradigm using positron emission tomography (PET) with multiple radiopharmaceutical tracers that combines measurements of ...

multi-tracer-studies-brain-oxygen-glucose-metabolism-using-time

Research

Forschung

JoVE Journal

Neuroscience

Neurowissenschaften

Quelle: Jamadar, S. et. al. Radiotracer-Gabe für die Positronen-Emissions-Tomographie des menschlichen Gehirns mit hoher zeitlicher Auflösung: Anwendung auf FDG-fPET. J. Vis. Exp. (2019)Dieses Video zeigt die Quantifizierung des Glukosestoffwechsels im Gehirn mittels Positronen-Emissions-Tomographie (PET). Dem Teilnehmer wird während des Scans der Tracer F-18 Fluordesoxyglucose (FDG) infundiert. FDG reichert sich in aktiven Neuronen an und emittiert Positronen beim Zerfall von F-18. Diese...

Positronen-Emissions-Tomographie: Bildgebung des menschlichen Gehirns mit Hilfe eines Radiotracers

Die Positronen-Emissions-Tomographie für Kleintiere ermöglicht die Beurteilung der beiden Hauptenergiesubstrate des Gehirns: Glukose und Ketone. Bei dem vorliegenden Verfahren werden 11C-Acetoacetat und 18F-Fluordesoxyglukose nacheinander in jedes Tier injiziert, und ihre Aufnahme wird quantitativ in spezifischen Gehirnregionen gemessen, die aus den Magnetresonanzbildern bestimmt werden.

Ein duales Tracer-PET-MRT-Protokoll zur quantitativen Messung der Aufnahme regionaler Energiesubstrate im Gehirn bei der Ratte

[18F]-Desoxyglukose (FDG) Positronen-Emissions-Tomographie-Computertomographie eignet sich zum Studium der Glukose-Stoffwechsel, die im Zusammenhang mit der Funktion des Gehirns. Hier stellen wir ein Protokoll für eine [18F] FDG-Tracer, Set-up und semiquantitative Beurteilung der Region of Interest-Analyse für gezielte Hirnareale mit klinischen Manifestationen bei Patienten mit schweren Schädel-Hirn-Verletzungen verbunden.

Semi-quantitative Bewertung mit [18F] FDG Tracer bei Patienten mit schweren Hirnverletzungen

Dieses Manuskript beschreibt zwei Radiotracer-Verwaltungsprotokolle für FDG-PET (konstante Infusion und Bolus plus Infusion) und vergleicht sie mit der Bolus-Administration. Zeitliche Auflösungen von 16 s sind mit diesen Protokollen erreichbar.

Radiotracer Administration for High Temporal Resolution Positron Emission Tomography of the Human Brain: Application to FDG-fPET

Die Erfassung von Daten der dynamischen Positronen-Emissions-Tomographie (PET) und die Rekonstruktion in Zeitrahmen ermöglicht die Analyse der metabolischen Hirnkonnektivität auf der Ebene eines einzelnen Probanden. Wir beschreiben eine Methode zur Erfassung von [18F]FDG-dynamischen PET-Daten des Rattengehirns und erhalten eine Konnektivitätsmatrix durch die Extraktion von Zeit-Aktivitäts-Kurven der interessierenden Volumina.

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Multi-Tracer-Studien des Sauerstoff- und Glukosestoffwechsels im Gehirn mit einem Flugzeit-Positronen-Emissions-Tomographie-Computertomographen (Video) | JoVE Journal

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