Análisis de ¹⁸FDG PET/CT la proyección de imagen como una herramienta para estudiar la tuberculosis del Mycobacterium infección y tratamiento en Primates no humanos

El objetivo general de este procedimiento de análisis de imágenes de tomografía por emisión de positrones o tomografía computarizada (PET/CT) es estudiar el proceso de la enfermedad y los posibles métodos de tratamiento de las infecciones por Mycobacterium tuberculosis en primates no humanos. Este método puede ayudar a responder preguntas clave en el estudio de la tuberculosis, incluida la ubicación de la infección a lo largo del tiempo, la reactivación de la latencia y el resultado de regímenes de tratamiento específicos. La principal ventaja de esta técnica es que la infección y el tratamiento de Mycobacterium tuberculosis se pueden rastrear en tiempo real sin necesidad de necropsias periódicas de los animales.

Comience exportando las imágenes PET/CT registradas conjuntamente al software apropiado y abriendo las imágenes de la base de datos del software en la orientación del eje. Haga clic en la tomografía computarizada y cambie el nivel de la ventana, el ancho de la ventana a TC pulmonar. El tejido pulmonar se oscurecerá y los rasgos anatómicos se aclararán, con las vías respiratorias en negro y la vasculatura en blanco.

Concentrándose en un lóbulo a la vez, desplácese por la imagen PET/CT fusionada para identificar las lesiones. Las lesiones pequeñas se pueden distinguir de los vasos al pasar el cursor sobre la estructura en cuestión y desplazarse hacia arriba y hacia abajo una o dos rebanadas. Si la estructura permanece debajo del cursor, es una lesión.

Para medir una lesión de interés, elimine la señal PET, de modo que solo sea visible la TC y seleccione la herramienta de longitud. Desplácese hasta que el corte que contiene la porción más grande de la lesión sea visible y trace una línea larga a lo largo de la longitud más larga de la lesión. Los datos incluidos en esta región de interés representarán la longitud en milímetros del diámetro de la lesión.

En el menú de la tabla de búsqueda de nivel de ventana, ancho de ventana y color, seleccione establecer nivel de ventana, ancho de ventana manualmente en el nivel de ventana, menú desplegable ancho de ventana e ingrese cero para desde y 20 para hasta en el cuadro de diálogo. Seleccione la herramienta ovalada en el menú desplegable de la herramienta de función del botón del ratón y desplácese sobre la lesión para evaluar la parte más dura del tejido. A continuación, dibuje un óvalo alrededor de la lesión para obtener estadísticas descriptivas de todos los niveles de umbral específicos dentro de la región en vóxeles.

Para medir la avidez pulmonar total de FDG, haga clic en cualquier parte de la tomografía computarizada. En el menú desplegable de la región de interés, seleccione Segmentación 2D 3D de región adulta y establezca el umbral inferior en 1024 y el umbral superior en 200. Cuando se hayan establecido los umbrales, haga clic en cualquier lugar dentro del pulmón para resaltar todo el corte en verde.

En el cuadro de diálogo Parámetros de segmentación, haga clic en Calcular para expandir la región desarrollada de un portaobjetos a todo el volumen pulmonar. A continuación, haga clic en el icono pequeño a la izquierda del nombre de la tomografía computarizada y arrastre el icono a la tomografía por emisión de positrones. A continuación, seleccione copiar las regiones de interés para superponer los pulmones en la tomografía por emisión de positrones.

Para rellenar las áreas de alta densidad del pulmón que aparecen como espacios en la tomografía por emisión de positrones. En el menú desplegable de la región de interés, seleccione Pincelar regiones de interés y cierre. En la ventana emergente, deslice la flecha a tres para que en la parte superior del cuadro se lea, estructurando el radio del elemento 3 y marque aplicar a todas las regiones de interés con el mismo nombre.

Cierre los espacios restantes manualmente según sea necesario. Cuando todo el pulmón esté visible en la exploración PET, elimine todos los píxeles fuera del pulmón, abra el menú de la región de interés y seleccione, establezca los valores de píxel en, haga clic en la casilla de verificación de la región exterior de interés y establezca todos los píxeles fuera de la región de interés en cero. Para aislar la patología caliente, seleccione establecer valores de píxel en nuevamente y haga clic en la casilla de verificación dentro de las regiones de interés, haciendo clic en la casilla final, de modo que todos los valores entre cero y 2.3 se establezcan en cero.

Para asegurarse de que solo se mide la patología de la enfermedad, en el menú región de interés, seleccione eliminar todas las regiones de interés de esta serie y aumentar la segmentación 2D 3D de la región. Cambie el umbral inferior a 2.3 y el umbral superior a 100 y desplácese por toda la ventana de PET, haciendo clic en cualquier patología de enfermedad y cómputo. Después de repetir para cada área de enfermedad cardíaca, abra el menú de regiones de interés y seleccione guardar regiones de interés para guardar toda la región pulmonar de interés.

A continuación, exporte los valores de los datos sin procesar a una hoja de cálculo. Para determinar la absorción de FDG en los ganglios linfáticos calientes, resalte la imagen de fusión PET/CT, abra el cuadro desplegable de la tabla de búsqueda de color en la barra de herramientas y seleccione la configuración de la tabla de búsqueda UCLA. Para dibujar una región de interés manual alrededor del ganglio linfático de interés, haga clic en el menú desplegable en el lado derecho de la función del botón del mouse en la barra de herramientas principal y seleccione polígono cerrado.

Haga clic en el borde del ganglio linfático para establecer el primer punto de la región de interés, continuando haciendo clic y trazando el segmento de tejido hasta que todo el ganglio linfático esté casi cerrado. A continuación, haga doble clic para cerrar la región de interés y registrar los valores de umbral específicos en una hoja de cálculo independiente. Para normalizar los valores de los datos FDG de patología de la enfermedad, haga clic en la imagen de PET y CT corregistradas y desplácese por la imagen, hasta llegar al corte que contiene el punto de encuentro del tubo bronquial principal.

Utilice la herramienta oval para dibujar regiones de interés de aproximadamente el mismo tamaño en el músculo de la espalda y el músculo posterior y lateral a la columna vertebral, para obtener valores de umbral específicos del fondo. Rastree el icono a la izquierda de la exploración PET/CT co-registrada hasta la ventana PET y seleccione copiar regiones de interés. Las regiones de interés deben aparecer en la ventana de escaneo PET.

En el menú principal, seleccione la casilla de verificación del modo y asegúrese de que la proyección de intensidad máxima esté seleccionada en el menú desplegable. A continuación, confirme que la escala móvil de la losa gruesa está establecida en 10 y registre los valores umbral específicos medios de las dos regiones musculares de interés en una nueva hoja de cálculo. Los granulomas individuales se pueden visualizar cualitativamente en cuanto a número, tamaño y absorción de FDG, para comprender el alcance general del proceso de infección.

El recuento de granulomas a partir de las imágenes a lo largo del tiempo permite una medición cuantitativa de la propagación de la enfermedad. Por ejemplo, de los 10 animales en este experimento representativo, tres desarrollaron enfermedad activa y seis desarrollaron infección latente. A partir de las seis semanas posteriores a la infección, los animales que desarrollarían más tarde la enfermedad activa demostraron un número estadísticamente mayor de granulomas que los animales que desarrollarían la infección latente.

En todos los animales infectados activamente, se midió un aumento en la absorción de FDG en cada granuloma de tres a seis semanas después de la infección. Mientras que los animales que pasaron a la latencia, mostraron una variación en la absorción de FDG. Con algunas lesiones que aumentan, disminuyen o demuestran la misma absorción durante el mismo período.

Mientras que la absorción de FDG en los ganglios linfáticos mediastínicos es similar entre los animales activos y latentes a las tres semanas. Los ganglios linfáticos de los animales activos exhiben una absorción significativamente mayor a las seis, ocho y 12 semanas. De hecho, los animales con una mayor avidez pulmonar total por FDG tienen en general más probabilidades de reactivarse, con más del 90% de los animales demostrando una avidez de FDG de más de 1 x 10 a los tres pulmones o con al menos una exploración del sitio extrapulmonar visible de la infección que se reactiva después de la neutralización del vector de necrosis tumoral en este experimento.

Una vez dominada, esta técnica puede completarse en una a tres horas por animal, dependiendo de la gravedad de la enfermedad, si se realiza correctamente. Al intentar este procedimiento, es importante prestar atención a los detalles y guardar siempre las regiones de interés. Después de este procedimiento, se pueden realizar otras evaluaciones, como la determinación de los parámetros inmunológicos y lógicos bacterianos, para responder preguntas adicionales sobre la relación entre el tamaño y el SUV de los granulomas y el resultado de la infección.

Después de su desarrollo, esta técnica allanó el camino para que los investigadores en el campo de la tuberculosis evaluaran tratamientos y vacunas específicos en una variedad de especies de primates no humanos. Después de ver este video, debería tener una buena comprensión de cómo evaluar cualitativa y cuantitativamente las exploraciones PET/CT de primates no humanos infectados con M. tuberculosis. No olvide que trabajar con Mycobacterium tuberculosis puede ser extremadamente peligroso y que siempre se deben tomar precauciones como el uso del EPP de nivel 3 de bioseguridad adecuado y el seguimiento de los protocolos aprobados al realizar imágenes en primates no humanos infectados.