Etudes multi-traceurs du métabolisme de l’oxygène et du glucose dans le cerveau à l’aide d’un scanner par tomographie par émission de positons à temps de vol

Le métabolisme cérébral du glucose et de l’oxygène est étroitement impliqué dans de nombreux processus physiologiques et pathologiques dans le cerveau. Notre recherche aide à comprendre comment il est impliqué dans le vieillissement et s’il retarde la biodégénérescence auxiliaire dans le cerveau. Nous utilisons la tomographie par émission de positons qui nous aide et nous permet d’étudier le métabolisme chez l’homme in vivo.

Les mesures du métabolisme du cerveau humain in vivo nécessitaient traditionnellement des techniques invasives, y compris des cathéters serpentés dans les vaisseaux du cerveau. L’imagerie a changé tout cela. Aujourd’hui, la TEP et l’IRM sont les deux méthodes les plus couramment utilisées pour étudier le métabolisme du cerveau humain in vivo.

Notre protocole répond aux besoins de recherche en matière de quantification absolue du métabolisme afin que les mesures physiologiquement significatives du volume sanguin, de l’extraction de l’oxygène tissulaire, du débit sanguin et du taux métabolique d’utilisation du glucose puissent être comparées entre les sujets, entre les études et entre les modalités et les méthodologies. Par rapport au SUVR, notre protocole fournit des mesures physiologiques qui peuvent être évaluées par rapport aux informations existantes de la littérature publiée. Ceux-ci éclairent les méthodologies futures qui pourraient avoir des variations d’instrumentation. Plus important encore, nos mesures sont informatives sur la variabilité des populations humaines étudiées, en particulier la variabilité provoquée par les processus pathologiques.

Nos progrès en imagerie TEP nous permettent de sonder plus précisément comment le métabolisme du glucose et de l’oxygène est affecté dans des régions spécifiques du cerveau humain par le vieillissement, la maladie d’Alzheimer et la maladie de la substance blanche. La résolution des scanners TEP de pointe est maintenant comparable à l’IRM fonctionnelle, ce qui nous permet d’intégrer notre compréhension du métabolisme et du fonctionnement du cerveau de manière multimodale.

[Présentateur] Pour commencer, préparez le conteneur de stockage de gaz sous protection équipé d’un calibrateur de dose pico-ampèremètre. Connectez le soufflet expansible à la ligne de nylon rigide de diamètre étroit du cyclotron et à un tube en polymère plastique semi-rigide de grand diamètre qui est maintenu serré, sauf pendant l’administration. Placez un filtre à particules capturant les virus dans l’alignement du tube de grand diamètre et fixez un embout buccal en plastique jetable à l’extrémité du tube. Faites livrer des produits radiopharmaceutiques gazeux dans le conteneur de gaz à partir du cyclotron. Commencez la préparation à la TEP-TDM en informant le participant de l’importance d’éviter les mouvements de la tête pendant le processus d’examen. S’assurer que le participant suit tous les protocoles standard pour la TEP-TDM humaine. Positionnez le participant de manière à ce qu’il puisse se positionner la tête la première ou les pieds en premier. Ensuite, aidez le participant à s’allonger sur la table du portique abaissé. Avant que la table à portique ne se déplace dans la carte du scanner, vérifiez l’intégrité de toutes les lignes artérielles et veineuses. Maintenir une connexion continue des cathéters artériels avec des sources salines sous pression. Vérifiez le confort du participant en assurant un rembourrage adéquat pour positionner la tête, le cou, la colonne vertébrale, les hanches et la flexion des jambes. Une fois que le participant a confortablement positionné la tête sur des appuie-tête en mousse librement réglables, fixez son front à la table du portique à l’aide d’une enveloppe élastique autocollante et auto-amovible. Demandez à nouveau au participant d’éviter tout mouvement de la tête tout au long du balayage. Laissez la table du portique passer à travers l’alésage du scanner jusqu’à ce que les extrémités et le torse du participant soient au-delà du portique de tomodensitométrie et que sa tête soit centrée à l’intérieur du portique. Maintenant, avec le participant correctement positionné dans le portique de tomodensitométrie, effectuez le tomodensitogramme. Une fois la tomodensitométrie terminée, passez la table du portique plus loin dans l’alésage du scanner jusqu’à ce que la tête du participant repose au centre du portique TEP. Procédez à la réalisation de la tomodensitométrie et de la TEP. Surveillez et évaluez en permanence le confort du participant pendant le balayage par une communication verbale minimale. Pour commencer, positionnez le participant à l’étude dans le scanner PET-CT. Pour administrer les produits radiopharmaceutiques gazeux sous forme de bolus, à l’aide du calibrateur de dose pico-ampèremètre, surveillez l’activité de chaque gaz délivré au soufflet expansible jusqu’à ce qu’il atteigne son maximum, puis attendez que l’activité tombe en dessous de la dose maximale de 55 millicuries autorisée par le Comité de recherche sur les médicaments radioactifs. Commencer le balayage immédiatement avant le début de l’inhalation pour s’assurer de l’acquisition du début de la courbe temps-activité. Obtenez une courbe d’activité de six à sept minutes pour les émissions avec le réglage de l’image affiché à l’écran. Après avoir placé l’embout buccal dans la bouche du participant, demandez-lui de former un joint étanche autour de l’embout buccal avec ses lèvres avant d’inhaler autant que possible. Demandez-leur de retenir leur respiration pendant quelques secondes pour laisser les poumons absorber le produit radiopharmaceutique. Demandez au participant d’expirer à nouveau par le tube, en soufflant le radiopharmaceutique gazeux résiduel dans le soufflet. Après avoir resserré le tube, récupérez-le sur le participant. Surveillez l’activité des gaz dans le soufflet du début de l’inspiration à la fin de l’expiration. Calculez la dose totale administrée en fonction de la différence d’activités et visez une dose totale supérieure à 20 millicuries. Surveillez les mesures artérielles pour les courbes nominales temps-activité après l’administration des doses de gaz souhaitées. Après avoir positionné le participant à l’étude dans le scanner TEP-CT, préparez tous les appareils nécessaires aux mesures artérielles des activités radiopharmaceutiques. Vérifiez l’intégrité de toutes les connexions et vérifiez l’amorçage pour vous assurer qu’aucune bulle d’air ne pénètre dans l’artère radiale ou n’interfère avec le pompage péristaltique lors de l’extraction du sang. Pour le détecteur gamma, utilisez des kits d’extension de cathéter à microbore appropriés. Réglez la limite de pression d’occlusion maximale autorisée pour la pompe péristaltique et, s’il s’agit d’une pompe à perfusion fonctionnant avec des sens d’écoulement inversés, sélectionnez le débit minimum pour maintenir le récipient ouvert. Immédiatement avant d’administrer des produits radiopharmaceutiques, fermez le robinet du sac de pression et du moniteur, et faites fonctionner la pompe à 300 millilitres par heure. Confirmer l’extraction du sang de l’artère radiale et son passage à travers les ensembles de cathéters d’extension vers le détecteur gamma et la pompe de collecte. Pendant le pompage à 300 millilitres par heure, vérifiez les mesures d’activité sur les détecteurs gamma pour chaque produit radiopharmaceutique administré pendant le temps approprié, en fonction du traceur radio particulier. Après chaque mesure artérielle, reconfigurez les cathéters artériels pour rincer le cathéter artériel radial, puis le circuit de la conduite d’alimentation des détecteurs gamma et de la pompe. Pour le circuit isolé à travers la pompe, réglez les débits de la pompe à 300 millilitres par heure. Les produits radiopharmaceutiques administrés ont été facilement incorporés dans des cartes non quantitatives d’activités spécifiques. Les courbes temps-activité du cerveau entier ont permis d’identifier les mouvements significatifs de la tête et ont fourni des caractéristiques des traceurs après correction de la carie.