Name: Untersuchung der metabolischen Konnektivität des Gehirns mit Hilfe der dynamischen Positronen-Emissions-Tomographie von 2-Desoxy-2- 18F Fluoro-D-Glukose auf Einzelprobenebene (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-01-24T14:10:00.000+00:00
Duration: 7 min 28 s
Description: Erfahren Sie die dynamische PET-Bildgebung zur Analyse metabolischer Konnektivität im Rattenhirn nach intrazerebraler Blutung. Diese Methode ermöglicht präzise Einzelprobenanalysen für neurologische Forschung.

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<ol><li>Wilson, H., Pagano, G., Politis, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dementia+spectrum+disorders%3A+lessons+learnt+from+decades+with+PET+research%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neural+Transm%22%5BJournal%5D)">Dementia spectrum disorders: lessons learnt from decades with PET research.</a> J Neural Transm. 126 (3), 233-251 (2019).</li>
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<li>Schiffer, W. K., Mirrione, M. M., Dewey, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimizing+experimental+protocols+for+quantitative+behavioral+imaging+with+18F-FDG+in+rodents%5BTitle%5D)+AND+%22J+Nucl+Med%22%5BJournal%5D)">Optimizing experimental protocols for quantitative behavioral imaging with 18F-FDG in rodents.</a> J Nucl Med. 48 (2), 277-287 (2007).</li>
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<li>Miranda, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Awake+18F-FDG+PET+imaging+of+memantine-induced+brain+activation+and+test-retest+in+freely+running+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J+Nucl+Med%22%5BJournal%5D)">Awake 18F-FDG PET imaging of memantine-induced brain activation and test-retest in freely running mice.</a> J Nucl Med. 60 (6), 844-850 (2019).</li>
<li>Jahreis, I., Bascuñana, P., Ross, T. L., Bankstahl, J. P., Bankstahl, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Choice+of+anesthesia+and+data+analysis+method+strongly+increases+sensitivity+of+18F-FDG+PET+imaging+during+experimental+epileptogenesis%5BTitle%5D)+AND+%22PLOS+ONE%22%5BJournal%5D)">Choice of anesthesia and data analysis method strongly increases sensitivity of 18F-FDG PET imaging during experimental epileptogenesis.</a> PLOS ONE. 16 (11), e0260482(2021).</li>
<li>Pawela, C. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+protocol+for+use+of+medetomidine+anesthesia+in+rats+for+extended+studies+using+task-induced+BOLD+contrast+and+resting-state+functional+connectivity%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">A protocol for use of medetomidine anesthesia in rats for extended studies using task-induced BOLD contrast and resting-state functional connectivity.</a> NeuroImage. 46 (4), 1137-1147 (2009).</li>
<li>Rubinov, M., Sporns, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Complex+network+measures+of+brain+connectivity%3A+Uses+and+interpretations%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Complex network measures of brain connectivity: Uses and interpretations.</a> NeuroImage. 52 (3), 1059-1069 (2010).</li>
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</ol>

<table><tbody><tr><td>Antisedan</td><td>Orion Pharma</td><td></td><td>Atipamezolhydrochlorid 5 mg/mL</td></tr><tr><td>BD Micro-Fine+ Insulinspritze 1 mL</td><td>BD</td><td>324827</td><td>0,33 mm (29G) x 12,7 mm</td></tr><tr><td>BD Microlance 3 Nadeln 30 G x 1/2"</td> <td>BD</td><td>304000</td><td>30 G x 1/2"; 0,3 x 13 mm</td></tr><tr><td>BD Plastipak Spritze 1 mL</td><td>BD</td><td>303172</td><td>für Infusionspumpe</td></tr><tr><td>BTPE-10 Polyethylenschlauch</td><td>Instech</td><td></td><td>0,11 x 0,024 Zoll (0,28 x 60 mm)</td></tr><tr><td>Domitor</td><td>Orion Pharma</td><td>1070499</td><td>Medetomidinhydrochlorid 1 mg/ml</td></tr><tr><td>Fusion 100 Infusionspumpe</td><td>Chemyx Inc.</td><td>07100</td><td>Neueres Modell verfügbar: Fusion 100X</td></tr><tr><td>Isoflutek 1000 mg/g</td><td>Alivira</td><td></td><td>Isofluran</td></tr><tr><td>MOLECUBES &beta;-CUBE mit CUBEFLOW Software</td><td>MOLECUBES NV</td><td></td><td>Präklinischer PET-Scanner</td></tr><tr><td>PMOD Software Version 4.4&nbsp;</td><td>Bruker Corporation</td><td></td><td>http://www.pmod.com; Quantifizierung von PET-Daten</td></tr><tr><td>Kochsalzlösung</td><td>B. Braun</td><td>394496</td><td>NaCl 0,9%</td></tr><tr><td>Vidisic Augengel</td><td>Vidisic</td><td></td><td>Carbomerum 980 2 mg/g</td></tr></tbody></table>

untersuchung der metabolischen konnektivität des gehirns mit hilfe der dynamischen positronen-emissions-tomographie von 2-desoxy-2-[18f]fluoro-d-glukose auf einzelprobenebene

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

Sobald der Scan abgeschlossen ist, kann der TAC der während der Erfassung erkannten Rate untersucht werden, um eine korrekte Tracerinjektion und -aufnahme zu überprüfen. Abbildung 1 zeigt eine TAC, die sich aus dem gesamten FOV des Scanners nach einer erfolgreichen Tracerinjektion und -erfassung ergibt (Bild A), und eine TAC, die sich aus einer teilweise paravenösen Tracerinjektion ergibt (Bild B). Im erfolgreichen Fall steigt die Zählrate nach der Tracer-Injektion schnell a...

Untersuchung der metabolischen Konnektivität des Gehirns mit Hilfe der dynamischen Positronen-Emissions-Tomographie von 2-Desoxy-2-[18F]Fluoro-D-Glukose auf Einzelprobenebene

To this day, metabolic brain connectivity is mostly studied on a group level through the acquisition of static positron emission tomography (PET) data of ...

Wir untersuchen, wie sich eine intrazerebrale Blutung auf die metabolische Konnektivität des Gehirns auswirkt, die die Beziehungen zwischen metabolischen Aktivitäten, wie der Glukoseaufnahme, in den Gehirnregionen widerspiegelt. Veränderungen in diesen Netzwerken könnten das erhöhte Risiko für die Entwicklung von Hirnerkrankungen wie Epilepsie erklären und Einblicke in die Dysfunktion und Genesung des Gehirns geben. Derzeit basiert die Analyse der metabolischen Gehirnkonnektivität auf statischen PET-Bildern, und die Konnektivität wird für eine Gruppe von Probanden und nicht innerhalb des einzelnen Probanden berechnet.Die Verwendung dynamischer PET-Bilder ermöglicht es uns, Zeit-Aktivitätskurven für jedes interessierende Volumen pro Subjekt zu extrahieren, was uns außerdem ermöglicht, die korrelationsbasierte Konnektivität auf einer einzigen Probandenebene zu berechnen. Dies erleichtert die Verfolgung von Veränderungen der metabolischen Gehirnkonnektivität innerhalb eines Probanden im Laufe der Zeit. Als Core Facility unterstützt Infinity Forschende aus unterschiedlichen Anwendungsbereichen.Diese Forscher arbeiten mit einer breiten Palette von Tiermodellen, die vom Schlaganfallmodell bis hin zu verschiedenen Arten von Onkologiemodellen reichen. Mit diesen Modellen bewerten die Forschenden Krankheiten und evaluieren auch neue Behandlungsstrategien. Drehen Sie zu Beginn das betäubte Tier auf die linke oder rechte Seite und verwenden Sie eine Heizlampe, um seinen Schwanz zu erwärmen, um eine Vasodilatation für die Tracer-Injektion zu induzieren.Brechen Sie mit einem Nadelhalter den Schaft einer 30-Gauge-Nadel ab und stecken Sie ein bis zwei Millimeter der Rückseite in einen BTPE-10-Schlauch. Füllen Sie eine Ein-Milliliter-Insulinspritze mit Kochsalzlösung und führen Sie die Nadelspitze drei bis fünf Millimeter in den BTPE-10-Schlauch ein. Füllen Sie den Schlauch mit Kochsalzlösung aus der gefüllten Spritze vor und lassen Sie die Kochsalzspritze anschließend mit dem Schlauch verbunden.Verwenden Sie anschließend eine Kompresse oder ein Papiertaschentuch, um den Schwanz des Tieres gründlich mit Ethanol zu reinigen, um die Stelle zu desinfizieren. Entfernen Sie dann die Heizlampe. Führen Sie die Nadelspitze des BTPE-10-Schlauchs in eine seitliche Schwanzvene ein.Beobachten Sie, wie Blut in den Schlauch eindringt, wenn der Kolben zurückgezogen wird. Beachten Sie, dass es während der Injektion keinen Widerstand gibt, und stellen Sie sicher, dass sich an der Injektionsstelle keine subkutanen Blasen bilden. Wenn dies erfolgreich ist, befestigen Sie die Nadel mit einem Tropfen Sekundenkleber an der Einstichstelle und kleben Sie den Schlauch an den Schwanz.Führen Sie die Nadel des bereits mit Medetomidin vorgefüllten BTPE-10-Schlauchs zwei bis drei Millimeter subkutan zwischen die Schulterblätter ein. Befestigen Sie die Nadel mit einem Tropfen Sekundenkleber an der Einstichstelle und kleben Sie den Schlauch vorsichtig auf den Rücken des Tieres. Um das Tier zu positionieren und das Scannerbett vorzubereiten, legen Sie einen Drucksensor und Papiertaschentücher auf das Bett.Bringen Sie das Tier vorsichtig auf das Scannerbett und stellen Sie sicher, dass die Medetomidinleitung und der Schwanzvenenkatheter sicher bleiben. Positionieren Sie den Kopf des Tieres bei Bedarf mit einem Nasenkonus so gerade wie möglich und sichern Sie den Kopf mit Klebeband, sobald er richtig ausgerichtet ist. Schalten Sie nun das Heizkissen ein, um das Tier zu erwärmen.Vergewissern Sie sich, dass das Atemfrequenzüberwachungssystem ordnungsgemäß funktioniert, und passen Sie die Positionierung des Drucksensors nach Bedarf an. Bevor Sie mit dem PET-Scan beginnen, bestätigen Sie die richtige Platzierung in der Vene, indem Sie eine kleine Menge Kochsalzlösung aspirieren und injizieren, wie zuvor beschrieben. Ersetzen Sie dann die Kochsalzspritze durch die Radiotracer-Spritze und stellen Sie sicher, dass die Nadel den PE-Schlauch nicht durchsticht.Starten Sie den Scan mit der Scanner-Software. Sobald die Erfassung beginnt, injizieren Sie den Radiotracer als Bolus über einen Zeitraum von etwa 0,5 bis zwei Sekunden. Ersetzen Sie sofort die leere Radio-Tracer-Spritze durch die Kochsalzspritze und spülen Sie den PE-Schlauch mit 0,1 Millilitern Kochsalzlösung.Verwenden Sie ein Taschentuch, um alle Tropfen Radiotracer aufzufangen, die während des Spritzenwechsels austreten könnten. Rekonstruieren Sie die erfassten Daten mit den Einstellungen für die dynamische Rekonstruktion in 30 Zeitrahmen von zwei Minuten. Holen Sie sich zunächst die PET-Daten des Rattengehirns.Laden Sie die DICOM-Datei der dynamischen Rekonstruktion in die Software, indem Sie die Datei per Drag & Drop auf die Leinwand ziehen. Verwenden Sie die allgemeinen Steuerelemente für die Bildanzeige oben rechts, um durch Segmente und Zeitrahmen zu navigieren und die Farbleiste anzupassen. Passen Sie bei Bedarf die Bildausrichtung auf die Standardausrichtung an, indem Sie auf die Schaltfläche Eingabebildausrichtung ändern in der rechten Seitenleiste klicken.Um das Referenzbild zu laden, klicken Sie auf die Schaltfläche Normalisierungsvorlage auswählen. Wählen Sie die Vorlage Rat FDG W.Schiffer als Referenzbild. Klicken Sie in der rechten Seitenleiste auf die Schaltfläche Eingabeabgleich, Eingabe manuell anpassen, um das Eingabebild mit der Vorlage abzugleichen.Ziehen und drehen Sie das Eingabebild, um es ungefähr an der Vorlage auszurichten. Stellen Sie sicher, dass Ratte als Spezies ausgewählt ist und die Registrierungsmethode auf Verformung eingestellt ist. Klicken Sie auf die Schaltfläche Aktuell abgleichen, um zur nächsten Unterseite zu gelangen.Überprüfen Sie auf der Unterseite Abgleichsergebnisse das Ausrichtungsergebnis und passen Sie es bei Bedarf manuell an. Klicken Sie auf Aktuelle Transformation auf alle anwenden, um sicherzustellen, dass alle Zeitrahmen mit der Vorlage übereinstimmen. Klicken Sie auf die grüne Schaltfläche VOIs, um mit dem nächsten Schritt fortzufahren.Wählen Sie auf der Registerkarte Vorlage die Option Px Rat W.Schiffer auf der Registerkarte Atlas aus oder laden Sie einen Atlas, um die gewünschten Volumina auszuwählen. Um die ausgewählten Volumina von Interesse anzuwenden, klicken Sie unten auf die Schaltfläche Gliederung. Klicken Sie dann auf die Schaltfläche über der Registerkarte Vorlage, um Zeit-Aktivitäts-Kurven (TACs) zu berechnen.Senden Sie die TACs zur weiteren Analyse an die PKIN-Tools. Wählen Sie unten rechts in der Softwareoberfläche TACs für den Anzeigetyp aus, um die Zeit-Aktivitäts-Kurven in Kilo-Becquerel pro Milliliter für die zuvor ausgewählten Volumina von Interesse zu visualisieren. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf die Arbeitsfläche, auf der die TACs angezeigt werden, und wählen Sie die Wertetabelle der sichtbaren Kurven aus.Kopieren Sie die Wertetabelle zur weiteren Analyse in eine Tabelle. Sowohl in den zeitgewichteten Durchschnittsbildern als auch in dem einzelnen Zwei-Minuten-Zeitrahmen wurden hohe Standardaufnahmewerte in den Augen des Tieres beobachtet, wobei die Farbintensität von Blau bis Rot reichte.

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Forschung

JoVE Journal

Neuroscience

Neurowissenschaften

Quelle: Casquero-Veiga, M. et al. In vivo Positronen-Emissions-Tomographie zur Aufdeckung von Aktivitätsmustern, die durch tiefe Hirnstimulation bei Ratten induziert werden. J. Vis. Exp. (2022).Dieses Video zeigt die metabolischen Effekte der tiefen Hirnstimulation (THS) mittels FDG-PET-Bildgebung in einem Rattenmodell. Es werden die Schritte bei der FDG-Verabreichung, der THS-Anwendung und der PET/CT-Bildgebung beschrieben, um Gehirnregionen mit erhöhter oder unterdrückter...

Beurteilung der metabolischen Neuromodulation, die durch akute tiefe Hirnstimulation bei Ratten mit in vivo FDG-PET induziert wird

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

Nach der Überprüfung durch Blut-Sauerstoff-Niveau-abhängigen funktionelle Magnetresonanztomographie (BOLD fMRT), die der entsprechenden somatosensorischen Fass Feld Kortex Bereich (genannt S1BF) korrekt aktiviert, die wichtigsten Ziel dieser Studie ist es, Laktat Inhalt zu quantifizieren Schwankungen in den aktivierten Ratte Gehirnen von lokalisierten Proton Magnetische Resonanzspektroskopie (1H-MRS) bei 7 T.

Funktionelle Magnet-Resonanz-Spektroskopie bei 7 T in der Ratte Barrel Cortex während der Whisker-Aktivierung

Die beschriebene Vorgehensweise zielt darauf ab festzustellen, in welchen Momenten des Paradigmas (zeitliche Perspektive) und zwischen welchen Regionen (räumliche Perspektive), bedeutende Umgestaltungen in funktionelle Verknüpfung auf funktionelle Kernspintomographie auftreten Aufnahmen bei denen ein Mal gesperrt Reiz gespielt wird.

Dynamische Inter Thema funktionelle Verknüpfung zeigt Moment zum Gehirn Netzwerkkonfigurationen angetrieben durch kontinuierliche oder Kommunikation Paradigmen

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

Wir beschreiben eine präklinische experimentelle Methode zur Bewertung der metabolischen Neuromodulation, die durch akute Tiefe Hirnstimulation mit in vivo FDG-PET induziert wird. Dieses Manuskript umfasst alle experimentellen Schritte, von der stereotaktischen Chirurgie über die Anwendung der Stimulationsbehandlung bis hin zur Aufnahme, Verarbeitung und Analyse von PET-Bildern.

Im lebenden Organismus Positronen-Emissions-Tomographie zur Aufdeckung von Aktivitätsmustern, die durch tiefe Hirnstimulation bei Ratten induziert werden

Quantitative Messungen des Sauerstoff- und Glukosestoffwechsels mittels PET sind etablierte Technologien, aber Details zu praktischen Protokollen werden in der Literatur nur spärlich beschrieben. In diesem Beitrag wird ein praktisches Protokoll vorgestellt, das erfolgreich auf einem hochmodernen Positronen-Emissions-Tomographie-Computertomographen implementiert wurde.

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

Ein Weg, um die Integration von Neugeborenen dentatus Körnerzellen im erwachsenen Tieren Studie beschrieben wird. Diese Technik verwendet eine technisch Retrovirus zu neugeborenen Neuronen, durch elektrophysiologische Aufnahmen folgten, um in vivo funktionale Integration bestimmen Etikett.

Die Untersuchung der Integration von Adult-geboren Neurons

Erfahren Sie die dynamische PET-Bildgebung zur Analyse metabolischer Konnektivität im Rattenhirn nach intrazerebraler Blutung. Diese Methode ermöglicht präzise Einzelprobenanalysen für neurologische Forschung.

Untersuchung der metabolischen Konnektivität des Gehirns mit Hilfe der dynamischen Positronen-Emissions-Tomographie von 2-Desoxy-2- 18F Fluoro-D-Glukose auf Einzelprobenebene (Video) | JoVE Journal

Untersuchung der metabolischen Konnektivität des Gehirns mit Hilfe der dynamischen Positronen-Emissions-Tomographie von 2-Desoxy-2-[¹⁸F]Fluoro-D-Glukose auf Einzelprobenebene

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