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

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.