מאמר שיטה

הדמיית טומוגרפיה של פליטת פוזיטרונים של המוח האנושי באמצעות רדיוטרסר

17 ביוני 2025

במאמר זה

תקציר

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מקור: Jamadar, S. et al. מינהל רדיו-טריסר לטומוגרפיה של פליטת פוזיטרונים ברזולוציה טמפורלית גבוהה של המוח האנושי: יישום ל-FDG-fPET. J. Vis. Exp. (2019)

סרטון זה מדגים את כימות חילוף החומרים של גלוקוז במוח באמצעות טומוגרפיה של פליטת פוזיטרונים (PET). המשתתף מוזרק לעוקב F-18 fluorodeoxyglucose (FDG) במהלך הסריקה. FDG מצטבר בתאי עצב פעילים ופולט פוזיטרונים עם דעיכת F-18. פוזיטרונים אלה מקיימים אינטראקציה עם אלקטרונים, ומייצרים פוטונים שזוהו על ידי סורק ה-PET כדי ליצור מפות פעילות מוחית ברזולוציה גבוהה.

פרוטוקול

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

כל ההליכים הכוללים משתתפים אנושיים בוצעו בהתאם להנחיות המוסדיות, הלאומיות והבינלאומיות לרווחת האדם ונבדקו על ידי מועצת הביקורת המוסדית המקומית.

1. ציוד וכוח אדם נדרשים

  1. ראה את טבלת החומרים לחדר הסורק, מעבדת הרדיוכימיה וחומרים כלליים. ספק מסחרי שימש למעקב הרדיו.
  2. בסביבת הדמיית תהודה מגנטית סימולטנית - טומוגרפיה של פליטת פוזיטרונים (MRI-PET), השתמש בארבעה אנשי צוות: רדיוגרף (RG) להפעלת הסריקה, טכנולוג לרפואה גרעינית (NMT) שיפקח על מתן הרדיואקסר ורכישת דגימות דם, עוזר מעבדה (LA) לספינינג דם, ועוזר מחקר (RA) האחראי לפקח על תכנון הניסוי והצגת הגירוי.

2. הכנת

  1. מינון מעקב על ידי NMT
    1. חשב את נפח העירוי שיינתן במהלך הסריקה. בפרוטוקול זה, קצב העירוי הוא 0.01 מ"ל לשנייה במשך 95 דקות. לכן, בסריקה של 95 דקות, המשתתפים מקבלים 0.01 מ"ל לשנייה x 60 שניות x 95 דקות = 57 מ"ל.
    2. חשב את מינון העוקב שידולל לתמיסת המלח הניתנת. בפרוטוקול זה, מינון כולל של 260 MBq ניתן למשתתף במשך 95 דקות. מינון זה נבחר כדי להגביל את החשיפה לקרינה ל-4.9 mSv, כדי לשמור על סיווג 'רמת סיכון נמוכה' על פי הנחיות הסוכנות האוסטרלית להגנה מפני קרינה ובטיחות גרעינית (ARPANSA) לחשיפת בני אדם לקרינה מייננת. תיקון דעיכה של 260 MBq מנקודת העירוי האמצעית (47.5 דקות) בחזרה ל-T0. באמצעות משוואה 1, פתור עבור A0 figure-protocol-1כאשר At הוא הרדיואקטיביות (MBq) בנקודת הזמן האמצעית של העירוי, A0 הוא הרדיואקטיביות הראשונית, ו-λ הוא קבוע הדעיכה הרדיואקטיבי הספציפי לעוקב. עבור FDG, הערך של הוא λ ≈ 0.693/T1/2. T1/2 הוא זמן מחצית החיים של 18F (110 דקות).
      הערה: בדוגמה זו, At = 260 MBq, λ = 0.693/110 ו- t = -47.5, כך ש- A0 = 350.942 MBq.
    3. חשב את המינון הנדרש עבור שקית מי מלח של 100 מ"ל שתשמש למתן המינון למשתתף. הרדיואקסר הנדרש לשקית המלח מדולל עד לנפח כולל של 5 מ"ל ונמשך במזרק של 5 מ"ל. לכן, עבור שקית המלח של 100 מ"ל, גורם הדילול הוא נפח המלח (100 מ"ל) בנוסף לנפח 5 מ"ל של המזרק עם רדיוטרסר. נפח כולל זה של 105 מ"ל מחולק בנפח העירוי של 57 מ"ל (כלומר, 105 מ"ל/57 מ"ל = 1.842). לכן, סך הרדיואקטיביות בנפח של 5 מ"ל הנדרש לתוספת לשקית של 100 מ"ל הוא A0 x מקדם הדילול (כלומר, 350.942 MBq x 1.842 = 646.44 MBq). הוסף באופן אספטי את הרדיואקסר לשקית המלח.
      הערה: חשוב לציין כי הפעילות המחושבת של 646.44 MBq המתווספת לשקית המלח היא הפעילות הנדרשת בתחילת העירוי. בדרך כלל, המינונים לפרוטוקול זה מוכנים בין 15 דקות לשעה לפני המתן. לכן, חשוב לקחת בחשבון את דעיכת הרדיואיזוטופ. משוואה 1 ב-2.1.2. ניתן להשתמש בו כדי להסביר זאת, כאשר הזמן (t) הוא מספר הדקות הכולל מהכנת המנה ועד למועד מתן הפעילות, At = 646.44 MBq, על ידי פתרון עבור A0.
    4. הכן את מינון ההתחלה. משוך 20 מ"ל מהשקית למזרק וכסה אותו. כייל את המזרק והתווית של 20 מ"ל. המזרק מכויל כבדיקת ייחוס כדי להבטיח שהרדיואקטיביות מתפזרת באופן שווה בתוך שקית המלח.
    5. הכן את המינון. בעזרת מזרק של 50 מ"ל, משוך 60 מ"ל מהשקית וכסה אותו בפקק קומבי אדום. מזרק זה אינו מכויל, שכן ריכוז הרדיואקטיביות ידוע מרגע הוספתו לשקית המלח (שלב 2.1.3). אחסן את שני המזרקים במעבדת הרדיוכימיה עד שהם מוכנים לסריקה.
      הערה: אפשר לצייר נפח של 60 מ"ל במזרק של 50 מ"ל מכיוון שמזרקי טרומו מסומנים ב-20% מעל הנפח המסומן (כלומר, מזרק של 50 מ"ל מסומן ל-60 מ"ל).
    6. הכן את מינון הייחוס. מלאו בקבוק נפחי של 500 מ"ל בכ-480 מ"ל מים מזוקקים. משכו 10 MBq של 18F fluorodeoxyglucose (18F-FDG) לתוך מזרק, מתוקן דעיכה לזמן התחלת הסריקה (באמצעות משוואה 1), והוסיפו אותו לבקבוק. יש למעלה את הנפח עד לסימן 500 מ"ל עם עוד מים מזוקקים ולערבב היטב. הדבק תוויות לפני ואחרי כיול המזרק.
  2. הכנת חדר הסורק על ידי NMT
    1. ברגע שהמשתתף ממוקם בסורק, יש מעט מאוד מקום לתפעל או להציל את הקו לעירוי או לדגימות דם אם מתרחשת חסימה. הכן את חדר הסורק כדי למזער את הסיכוי לחסימת קו.
    2. ודא שכל ציוד איסוף הדם נמצא בהישג יד מאתר האיסוף. הניחו רפידות תחתונות בקצה הצינורית ועל כל משטח שיכיל מיכלי דם. הנח פחים לפסולת רגילה ופסולת ביולוגית מסוכנת בהישג יד מאתר איסוף הדם.
  3. הכנת משאבת עירוי על ידי NMT
    1. הגדר את משאבת העירוי בחדר הסורק בצד שיחובר למשתתף. בנה לבני עופרת סביב בסיס המשאבה והנח את מגן העופרת מול המשאבה. חבר את הצינור למשאבת העירוי המספקת את העירוי למשתתף וודא שקצב העירוי הנכון הוזן. עבור פרוטוקול זה, הקצב הוא 0.01 מ"ל לשנייה.
    2. יש להניח את הצינור לפני שהוא מחובר לצינורית של המשתתף. חבר את מינון ההתחלה של 20 מ"ל למשאבת העירוי. בקצה הצינור שיחובר למשתתף, חבר ברז תלת כיווני ומזרק ריק של 20 מ"ל. ודא שהברז ממוקם כך שיאפשר לתמיסת 18F-FDG לזרום ממנת ההתחלה דרך הצינור ולאסוף רק לתוך המזרק הריק.
    3. הגדר מראש את משאבת העירוי לנפח של 15 מ"ל. בחר בלחצן Prime במשאבה ופעל לפי ההנחיות כדי להניע את הקו.
    4. חבר את מזרק המינון של 50 מ"ל למשאבת העירוי במקום מינון ההתחלה. המינון הראשוני של 15 מ"ל על הברז התלת-כיווני יכול להישאר שם עד שהמשתתף מוכן להיות מחובר למשאבה.
  4. הכנת המשתתפים על ידי NMT, RA ו-RG
    1. המליצו למשתתפים לצום במשך 6 שעות, ולצרוך רק מים (כשתי כוסות), לפני הסריקה.
    2. בקש מה-RA לבצע את הליכי ההסכמה ולרכוש מדדים נוספים (למשל, סקרים דמוגרפיים, סוללות קוגניטיביות וכו'). בקשו מ-NMT ו-RG לבצע את מסכי הבטיחות, את בטיחות סקירת ה-NMT לסריקת PET (למשל, אי הכללה להריון, סוכרת, כימותרפיה או הקרנות ב-8 השבועות הקודמים, ואלרגיות ידועות), ובטיחות המשתתפים בסקירת RG לסריקת MRI (למשל, אי הכללה להריון, שתלים מתכתיים רפואיים או לא רפואיים, שתלים דנטליים שאינם ניתנים להסרה, קלסטרופוביה).
    3. קנולציה של המשתתף.
      1. השתמש בשתי צינוריות: אחת למתן מינון והשנייה לדגימת דם. הצינורית המתאימה ביותר משתנה בין המשתתפים, אך יש לשמור את הווריד המתאים ביותר לאיסוף דם. צינורית 22 גרם היא הגודל המינימלי המועדף. אסוף דגימת דם בסיסית של 10 מ"ל תוך כדי קנולציה. יש לנתק את כל שטיפות מי המלח בלחץ כדי לשמור על סבלנות הקו.
      2. בדוק את רמת הסוכר בדם של המשתתף ומדדי דם בסיסיים אחרים (למשל, המוגלובין) מהדגימה הבסיסית.
  5. מיקום המשתתף בסורק על ידי RG ו-NMT
    1. בקש מה-RG למקם את המשתתף בסורק. לסריקות ארוכות, חובה להבטיח נוחות על מנת להפחית את הסיכון לנשירה של המשתתף וחפצי תנועה עקב אי נוחות. יש לכסות את המשתתף בשמיכה חד פעמית כדי לשמור על טמפרטורת גוף נוחה.
    2. בקש מה-NMT לשטוף את הצינורית כדי להבטיח שהיא פטנט ובעלת התנגדות מינימלית לפני חיבור קו העירוי. לאחר החיבור, ניתן להדביק קלות את הצינור ליד פרק כף היד. הנחו את המשתתף לשמור על זרועו ישרה. השתמש בתומכים כגון ספוג או כריות לנוחות. בקש מה-NMT לבדוק גם את הצינורית שתשמש לדגימות פלזמה כדי לוודא שהיא מסוגלת להוציא דם עם התנגדות מינימלית. ייתכן שיהיה צורך לחבר צינור מאריך עם מי מלח רגילים כדי להפוך את הצינורית לנגישה יותר בזמן שהמשתתף נמצא בסורק. אם זה נדרש, יש לבדוק אם יש נזילות.
    3. ברגע שהנבדק נמצא בקידוח הסורק, בקש מה-NMT לבדוק שיש לו גישה מתאימה לשתי הצינוריות.
    4. בקש מה-NMT להודיע ל-RG ול-RA אם יש בעיות כלשהן עם צינורית איסוף הדם, צינורית העירוי או משאבת העירוי (למשל, חסימה, סוללה, אקסטרוואזציה) בכל עת במהלך הסריקה.

3. סרוק את המשתתף

  1. התחל את הסריקה עם NMT, RG ו-RA
    1. בתחילת הסריקה, מקם את ה-NMT בחדר הסורק כדי לפקח על ציוד העירוי. ודא שה-NMT לובש מגן שמיעה ומשתמש במגן המחסום כדי למזער את החשיפה לקרינה מהמינון, במידת האפשר.
    2. כאשר ה-RG מבצע את סריקת הלוקלייזטור כדי לוודא שהמשתתף נמצא במיקום הנכון, בדוק את הפרטים עבור רכישת ה-PET (למשל, משך הסריקה, איסוף נתונים במצב רשימה, איזוטופ נכון).
    3. תכנן את הפרוטוקול כך שרכישת ה-PET תתחיל עם רצף ה-MRI הראשון. ה-RG מכין ומתחיל את רצף ה-MRI. שעת ההתחלה של רכישת PET של 95 דקות נעולה בזמן לתחילת רצף ה-MRI. במידת הצורך, ה-NMT אמור לספק את הבולוס בזמן רכישת ה-PET (איור 1).
    4. הפעל את משאבת העירוי. ה-RG צריך לאותת ל-NMT (למשל, באמצעות שלט אגודל למעלה) להפעיל את המשאבה 30 שניות לאחר תחילת רכישת ה-PET. פרוטוקול זה מפעיל את משאבת העירוי 30 שניות לאחר שעת תחילת הסריקה כדי לספק מאגר בטיחות במקרה של כשל בסריקה. זה גם מבטיח שהתמונה הראשונה שצולמה במהלך סריקת ה-PET מאנדקסת את המוח לפני מתן רדיו-טריסר לאיסוף נתוני עקומת פעילות בזמן מלא. בקש מה-NMT להתבונן במשאבה כדי לוודא שהיא החלה להחדיר את ה-18F-FDG ושאין חסימה מיידית של הקו.
    5. בקש מדלקת מפרקים שגרונית ליזום גירוי חיצוני כלשהו בזמן המוסכם (כלומר, בתחילת ריצה תפקודית/חסימת ניסוי) ולחשב את הזמנים לדגימות דם. בקש מה-RA לחשב את הזמן החזוי של כל דגימת דם ולספק עותקים ל-NMT ולעוזר המעבדה (LA). בקש מ-RA לוודא שה-NMT לוקח את דגימות הדם בערך בזמן הנכון ומנטר את הציוד (למשל, משאבת עירוי, גירוי) לאיתור סימני שגיאות.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
figure-results-1

איור 1: תרשים זרימה של נהלים לניסויי FDG-fPET. למעלה: נהלים לסינון מוקדם של משתתפים לפני גיוס המחקר. למטה: פרוצדורות לפרוטוקולי בולוס בלבד (משמאל), עירוי בלבד (מרכז) ובולוס/עירוי (מימין). איש הצוות האחראי על כל הליך רשום בסוגריים. מזהי מקטעים...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
ציוד
--12-15 שואבי אבקבקטון דיקינסון, ניו ג'רזי ארה"364880הישארו באריזה סטרילית עד שתידרש להכניס דם לשפופרת
--12-15 10 מ"ל LH צינורות איסוף דםBecton Dickinson367526מסומנים במספר הדגימה (למשל, S1, S2...) ולאחר מכן מסומנים בזמן הדגימה (למשל, זמן 0 + x דקה [T0+x])
--2-15 מזרק Terumo 10 מ"לTerumo Terumo טוקיו, יפןSS+10Lאלה נערכים ביום המחקר ומכוסים באמפולה שהכילה את מי המלח
- 0.9% מי מלח מצוירים מראש שוטפיםפייזר, ניו יורק, ארה"ב61039117
--12-15 5 מ"ל מזרקי טרומוטרומו טוקיו, יפןSS+05Sהישארו באריזה סטרילית עד שיהיו מוכנים למשוך דגימת דם
בטיחות וציוד כל החפצים מסודרים על כיסא פלסטיק בתוך חדר הסורק באותו צד של הזרוע שממנה יילקחו דגימות הדם. יש להשתמש בשקיות פסולת ביולוגיות ולא ביולוגיות. כפפות ושקיות אשפה יהיו נגישות בקלות בעת הכנת הרדיואקטיביות באזור החלוקה ובעת פיפטינג דגימות הפלזמה. יש להשתמש בשקיות פסולת ביולוגיות ולא ביולוגיות. כל הפסולת הנוצרת נבדקת עם דלפק גייגר כדי לוודא שפסולת מזוהמת רדיואקטיבית מאוחסנת עד שיהיה בטוח להיפטר ממנה בהתאם להנחיות הסוכנות האוסטרלית להגנה מפני קרינה ובטיחות גרעינית (APRANSA) להגנה מפני קרינה סדרה מס' 6 (2017).
- כפפותWestlab, VIC, אוסטרליה663-219
- שקיות פסולתAustar Packaging, VIC, אוסטרליהYIW6090
- רפידות תחתונות לצ'לו 'blueys' Underpads 5Ply Halyard Health, NSW, אוסטרליה2765A
- עט שארפי כחולSharpie, טנסי, ארה"ב
יש להשאיר באריזה סטרילית עד לשימוש. לכל המזרקים המשמשים במתקן זה יש קיבולת נפח נוספת של 20% מעל הנפח המוצהר על האריזה. זה חשוב עבור מזרק 50 מ"ל שבו נעשה שימוש בקיבולת הכוללת של 60 מ"ל
- 5 מ"לטרומו טוקיו, יפןSS+05S
- 20 מ"לטרומו טוקיו, יפןSS+20L
--50 מ"לטרומו טוקיו, יפןSS*50LE
--1 מחט טרומו 18 מ"לטרומו טוקיו, יפןNN+1838Rהישארו באריזה סטרילית עד שמוכנים להזרקה [18F]FDG לשקית המלח
- שקית מלח 100 מ"ל 0.9%Baxter Pharmaceutical, IL, USAAHB1307הישארו באריזה סטרילית עד שיהיו מוכנים להזרקה [18F]
FDG Radiochemistry Lab Supplies
- צנטריפוגה Heraeus Megafuge 16; Rotor Bioshield 720ThermoScientific MA, ארה"ב75004230כוח צנטריפוגלי יחסי = 724 ההגדרות שלנו הן 2000 סל"ד למשך 5 דקות. עקומות האצה והאטה מוגדרות ל-8
- מונה באר יחידLaboratory Technologies, Inc. IL, ארה"ב630-365-1000בקרת איכות יומית מלאה (כולל ספירת רקע) ופרוטוקול מוגדר ל-18F ו-4 דקות. כיול צולב מתבצע בין דלפק הבאר, כיול המינון והסורק על בסיס דו-חודשי.
--PipetteISG Xacto, וינה, אוסטריהLI10434אנו משתמשים ב-100-1000 מיקרוליטר המוגדר ל-1000 מיקרוליטר. הוא מכויל מדי שנה.
--12-15 צינורות ספירת פלזמהטכנו PLAS; SA אוסטרליהP10316SUמסומן באותו אופן כמו צינורות הדם LH
- 12-15 קצות פיפטהExpell Capp, דנמרק5130140-1
- 3 מדפי מבחנהגנריים נבדקו עם מונה גייגר כדי לוודא שאין עליהם זיהום קרינה
- בקבוק נפח 500 מ"ל ומים מזוקקיםגנרי זקוק לכ-500 מ"ל מים מזוקקים כדי להכין את הייחוס לספירת גמא
- שעונים מסונכרנים בחדר הסורקים, בקונסולה ובמעבדת הרדיוכימיהגנריות מתבצעות באופן שגרתי במתקן על בסיס שבועי
- מוניטור המוגלוביןEKF אבחון קרדיף, בריטניה Haemo Control.3000-0810-6801היצרן המליץ על בקרת איכות שבוצעה לפני בדיקה על דגימת הדם של המשתתף.
--גלוקומטרRoche Accu-Chek6870252001Accu-Chek Performa משמש למדידת רמות הסוכר בדם של המשתתפים במילימול/ליטר. בקרת האיכות מתבצעת מדי יום באמצעות בדיקת בקרת תמיסה בריכוז גבוה ונמוך.
קנולציהבדוק את תאריכי התפוגה והכשיר את NMT להתכונן באופן אספטי לקנולציה.
--חוסם עורקים רגולטוריCBC Classic Kimetec GmBHK5020
---20, 22 ו-24 קנולות מדבראון, מלסונגן, גרמניה4251644-03; 4251628-03; 4251601-03
---חבישות טגאדרם3M, MN USA1624W
--ספוגיות אלכוהול וכלורהקסידיןReynard Health Supplies, NSW אוסטרליהRHS408
--0.9% אמפולות מי מלח 10 מ"ל; לשטיפותפייזר, ניו יורק, ארה"ב61039117
--מזרקי 10 מ"לטרומו טוקיו, יפןSS+10L
--- ברז תלת כיווניBecton Dickinson Connecta394600
--IV bungSafsite Braun PA ארה"ב415068
--צינור הארכה אופציונלי, סט הארכת מיקרובורM Devices, דנמרקIV054000
לחדר סורק
- סימנס ביוגרף 3T mMRסימנס, ארלנגן, גרמניה
- מגן מחסום עופרת ניידGammasonicsמותנה MR בהתאמהאישית. ממוקם בקו גאוס 2000 עם גלגלים נעולים כדי לספק מיגון נוסף של הרדיואקטיביות המחוברת למשאבת העירוי.
משאבת עירוי BodyGuard 323 MR משאבת עירוי מותניתקיסריה אלקטרוניקה רפואית300-040XPתואמת MR. דגם זה מאושר לשימוש בסורקי 1.5 ו-3T ב-2000 גאוס עם גלגלים נעולים.
--צינורות משאבת אינפוזיהקיסריה אלקטרוניקה רפואית100-163X2YNKSצינורות הם סט מתן עם שסתום אנטי-סיפון ומנעול לואר זכר (REF 100-163X2YNKS).
--לבני עופרתנבנה נבדק עבור כוח תרגום פרומגנטי
ציוד
--מגני מזרקBiodex, NY ארה"בנבנה בהתאמה אישיתיש מגן מזרק טונגסטן בנפח 5 מ"ל שהוא בטוח ל-MR, כמו גם מגן עופרת של 50 מ"ל שנבדק למשיכה פרומגנטית לפני השימוש בסורק MR-PET. הוא משמש להובלת המינון הרדיואקטיבי ממעבדת הרדיוכימיה לסורק כדי למזער את החשיפה לקרינה ל-NMT.
--מונה גייגר דגם 26-1 Integrated FriskerLudlum Measurements, Inc. TX USA48-4007זה מכויל מדי שנה ומשמש לניטור זיהום ופסולת פוטנציאליים. זה לא נלקח לסורק MR-PET.
לאיסוף דםב את פסולת מזרקי מינון S30063 בדיקות סנכרון ציוד ציוד מגן מחסום עופרת בהתאמה אישית אחר

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

Brain Glucose MetabolismFDG Tracer AdministrationPET Scanner ImagingRadiotracer Infusion ProtocolNeuronal Activity MappingPhoton Detection SystemLocalizer Scan ProcedureCannula Positioning TechniqueInfusion Pump Monitoring

מאמרים קשורים