הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.

מאמר שיטה

פרוטוקול PET-MRI Dual Tracer למדידה כמותית של קליטת מצעי אנרגיה אזוריים במוח בחולדה

6.6K צפיות

⸱

DOI:

10.3791/50761

⸱

28 בדצמבר 2013

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Research Center on Aging and Department of Physiology and Biophysics, Université de Sherbrooke, 2Sherbrooke Molecular Imaging Center, Étienne-Le Bel Clinical Research Center, Université de Sherbrooke, 3Department of Computer Science, Université de Sherbrooke, 4Department of Nuclear Medicine and Radiobiology, Université de Sherbrooke

במאמר זה

סיכום

טומוגרפיה של פליטת פוזיטרונים של בעלי חיים קטנים מאפשרת להעריך את שני מצעי האנרגיה העיקריים של המוח: גלוקוז וקטונים. בשיטה הנוכחית, 11C-acetoacetate ו-18F-fluorodeoxyglucose מוזרקים ברצף בכל בעל חיים, וספיגתם נמדדת כמותית באזורי מוח ספציפיים שנקבעו מתמונות התהודה המגנטית.

תקציר

אנו מציגים שיטה להשוואת הספיגה של שני מצעי האנרגיה העיקריים של המוח: גלוקוז וקטונים (אצטואצטט [AcAc] במקרה זה) בחולדה. השיטה שפותחה היא פרוטוקול טומוגרפיה של פליטת פוזיטרונים (PET) של בעלי חיים קטנים, שבו 11C-AcAc ו-18F-fluorodeoxyglucose (18F-FDG) מוזרקים ברצף לכל בעל חיים. רכישת PET עוקבת כפולה זו אפשרית בגלל זמן מחצית החיים הקצר של 11C (20.4 דקות). החולדות עוברות גם רכישת הדמיית תהודה מגנטית (MRI) שבעה ימים לפני פרוטוקול ה-PET. לפני ניתוח התמונה, תמונות PET ו-MRI נרשמות במשותף כדי לאפשר מדידה של קליטה מוחית אזורית (קליפת המוח, היפוקמפוס, סטריאטום ומוח קטן). מדד כמותי של ספיגת מוח של 11C-AcAc ו-18F-FDG (קצב חילוף חומרים מוחי; μmol/100 גרם לדקה) נקבע על ידי מודלים קינטיים בשיטת פונקציית קלט נגזרת תמונה (IDIF). פרוטוקול ה-PET הכפול החדש שלנו הוא חזק וגמיש; ניתן להחליף את שני העוקבים המשמשים ברדיואקסרים שונים כדי להעריך תהליכים אחרים במוח. יתר על כן, הפרוטוקול שלנו ישים לחקר אספקת דלק המוח במצבים מרובים כגון הזדקנות נורמלית ופתולוגיות ניווניות כמו אלצהיימר ומחלות פרקינסון.

מבוא

הקשר ורציונל

טומוגרפיה של פליטת פוזיטרונים (PET) מאפשרת מחקר זעיר פולשני של תהליכים תפקודיים במוח. גלוקוז הוא מצע האנרגיה העיקרי של המוח, אך בתנאים של מחסור בגלוקוז, קטונים (אצטואצטט [AcAc] ו-β-הידרוקסיבוטיראט) הם מצעי האנרגיה החלופיים העיקריים. חילוף החומרים של אנרגיית המוח נחקר באופן נרחב על ידי PET באמצעות עוקב ה-PET הנפוץ ביותר, 18F-fluorodeoxyglucose (18F-FDG), אנלוגי גלוקוז. הקבוצה שלנו פיתחה לאחרונה רדיו-טריסר חדשני -11C-AcAc - למדידת חילוף החומרים של קטון במוח1. הדמיית תהודה מגנטית (MRI) היא טכניקה ברזולוציה גבוהה בהרבה (0.1 מ"מ × 0.1 מ"מ ברזולוציה במישור) מאשר PET, והיא נחוצה כדי למקם בבירור אזורי מוח אנטומיים הנדרשים לניתוח PET אזורי של חילוף החומרים של אנרגיית המוח.

נתוני PET מבוטאים בדרך כלל כערכי קליטה סטנדרטיים (SUV)2-6. SUV הם ריכוז פעילות הרקמה המנורמל על ידי חלק מהמינון / משקל היחידה המוזרק, כפי שהוצע לראשונה לפני למעלה מ-70 שנה7. יחידות אלו עדיין נמצאות בשימוש נרחב מכיוון שהן דורשות מתודולוגיות פשוטות יותר של רכישת PET וניתוח תמונה. עם זאת, מגבלה חשובה היא שרכבי שטח הם יחסית לא יחידות מוחלטות, מה שמקשה על השוואת תוצאות בין מחקרים שונים. קושי זה בהשוואה עשוי לתרום לממצאים סותרים בספרות על ספיגת גלוקוז במוח בקרב קשישים8. לכן, לקצב חילוף החומרים המוחי הכמותי (CMR; μmol/100 גרם/דקה) יש יתרונות מיוחדים9-11. יצירת ערכי CMR דורשת רכישת PET דינמית והרדיואקטיביות של הפלזמה נחשבת כפונקציה של זמן, כלומר עקומת הזמן-פעילות של הפלזמה (TAC) או פונקציית הקלט. ניתן להשיג את פונקציית הקלט על ידי דגימות דם מרובות לאורך רכישת PET9,12 או על ידי שיטת פונקציית הקלט הנגזרת מתמונה (IDIF), שבה מצויר אזור מעניין על מאגר דם (החדר השמאלי של הלב או העורק הראשי)11,13-16.

Goal

מטרת השיטה שלנו הייתה להשוות כמותית לראשונה את ספיגת שני מצעי האנרגיה העיקריים של המוח, גלוקוז וקטונים, באמצעות PET ו-MRI במכרסמים. 11C-AcAc ו-18F-FDG שימשו ברצף באותה חיה. הפרוטוקול תוכנן למדוד קליטה אזורית במבני מוח רלוונטיים שונים (קליפת המוח, היפוקמפוס, סטריאטום והמוח הקטן) הנראים בבירור בתמונות ה-MR. הפרוטוקול נועד גם לאפשר ניתוח כמותי של קליטת מוח עוקב, כלומר CMR של 18F-FDG ו-11C-AcAc. אף על פי שהפרוטוקול הזה פותח כדי לחקור מצעי אנרגיה במוח, ניתן להחליף את הרדיו-טרסרים שבהם השתמשנו באחרים, ואותה מתודולוגיה יכולה לשמש לחקר תהליכים תפקודיים שונים במוח.

יתרונות על פני שיטות קיימות

PET ו-MRI אינם דורשים להקריב את החיה לאחר הרכישה. לכן, מחקרי מעקב של טיפולים אפשריים. לפיכך, ניתן למדוד נתוני בסיס ואחריהם תנאי ניסוי בתוך אותה חיה, ובכך להפחית הן את השונות הביולוגית והן את מספר בעלי החיים הנדרשים. יתרון מרכזי של פרוטוקול ה-PET הכפול שלנו הוא להשוות את ספיגת שני העוקבים באותה חיה באותם תנאים פיזיולוגיים באותו מפגש הדמיה, ובכך להפחית עוד יותר שונות ביולוגית ואי התאמות שיטתיות. פרוטוקול PET זה אפשרי בעיקר בגלל זמן מחצית החיים הפיזי הקצר של 11C (20.4 דקות) והשטיפה הביולוגית המהירה של 11C-AcAc, שמשאירים שאריות מינימליות של רדיואקטיביות של 11C במהלך הרכישה השנייה עם 18F-FDG. סריקת ה-MRI היא מאפיין חשוב של פרוטוקול זה מכיוון שהיא מאפשרת לחקור את קליטת העוקבים באזורים ספציפיים במוח. בנוסף, שיטה זו מאפשרת מדידה כמותית מוחלטת של קליטת עוקבי המוח בניגוד ליחידות יחסיות המתקבלות בשיטת SUV. לבסוף, ל-11תמונות C-AcAc יש יחס אות לרעש נמוך בגלל קליטת AcAc נמוכה יחסית במוח בתנאים פיזיולוגיים, מה שהופך את הרישום האוטומטי של 11תמונות C-AcAc ו-MR למאתגר. לפיכך, מכיוון ש-11רכישות C-AcAc ו-18F-FDG הן עוקבות (ללא תנועה של החיה), ניתן ליישם את יישור 18F-FDG ל-MRI על 11תמונות C-AcAc.

מאמרי מפתח שבהם נעשה שימוש בפרוטוקול

השתמשנו בפרוטוקול PET העוקב הכפול במחקר שכלל השוואה בין מצב הצום לדיאטה הקטוגנית (KD) בחולדות צעירות2. הראינו שגם צום וגם KD מגדילים באופן משמעותי גם את ספיגת המוח של 11C-AcAc וגם 18F-FDG. עם זאת, אלה לא היו תוצאות כמותיות מכיוון שלא השתמשנו במתודולוגיית הדמיית PET דינמית ומודול קינטי עוקב באותה תקופה. לאחר מכן, ביצענו מחקר אזורי וכמותי של חילוף החומרים במוח בחולדות מבוגרות, שבו הוערכה השפעת ההזדקנות ו-KD על קליטת מוח 11C-AcAc ו-18ספיגת F-FDG11. הראינו גם שאחוז ההתפלגות בין אזורי המוח היה שונה בין 11C-AcAc ל-18F-FDG. יתר על כן, לא רק ה-CMR של 11C-AcAc אלא גם זה של 18F-FDG עלה בכל המוח כמו גם בסטריאטום של חולדות מבוגרות ב-KD.

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

פרוטוקול

כל הניסויים בוצעו בהתאם להנחיות של ועדת הטיפול והשימוש בבעלי חיים של Université de Sherbrooke ושל המועצה הקנדית לטיפול בבעלי חיים. הפרוטוקול הניסויי אושר על ידי הוועדה המוסדית לבקרת אתיקה במחקר בבעלי חיים (פרוטוקול #011-09).

1. אנטומיה של המוח באמצעות MRI

  1. יש לאפשר לחולדות להסתגל במתקן בעלי החיים למשך 7 ימים לפחות לפני הפרוטוקול. בצעו סריקות MRI של המוח שבוע-שבועיים לפני פרוטוקול ה-PET בעזרת סומנים כפולים כדי לאפשר התאוששות מלאה מההרדמה.
  2. הרדימו את החולדה בתא השראה. השתמשו ב-2% isoflurane ו-1.5 L/min חמצן לאורך הפרוטוקול לצורך הרדמה. צבטו את הרגל האחורית כדי לוודא שהבעל חיים מורדם לחלוטין. זהירות: שאיפה של isoflurane עלולה לגרום לכאב ראש, סחרחורת או אובדן הכרה במקרים מסוימים; יש להשתמש בו תמיד בנוכחות מערכת חילופי אוויר בחדר מאוורר כראוי.
  3. מקמו את החולדה על שולחן בדיקות ה-MRI בתנוחה שכיבה על הבטן, ראש קדימה, עם קונוף לאף עבור isoflurane. מקמו את חיישני הנשימה והחיישן הרקטלי. עקבו אחר קצב הנשימה במהלך הניסוי ושמרו על טמפרטורת גוף של 37 °C באמצעות מערכת חימום אוויר אוטומטית.
  4. רכשו תמונות MR בתסריס T2-weighted באמצעות רצף פולסים of fast spin-echo עם פרמטרי רכישה כפי שפורטו בעבר11. הניחו את החולדה על משטח מחומם במהלך ההתאוששות מההרדמה.

2. רכישות PET עם סומן כפול

  1. השתמשו בסורק PET לבעלי חיים קטנים המצויד בגלאי פוטודיודה של avalanche, שדה ראייה אקסיאלי של ~7.5 cm ורזולוציה מרחבית איזוטרופית של 1.2 mm17. בשל זמן המחצית הפיזיקלי הקצר שלו, הכינו 11C באמצעות הפגזה בפרוטונים של חנקן טבעי (באמצעות התגירה הגרעינית 14N(ρ,α)11C) בציקלוטרון באתר לפני כל ניסוי.
  2. הצמידו את החולדה לצום למשך 18 hr לפני סריקת ה-PET. הצום מאפשר ספיגה גבוהה יותר של 11C-AcAc ו-18F-FDG במוח, ובכך משפר את יחס האות לרעש.
  3. הרדימו את החולדה בתא השראה. העבירו את החולדה למשטח חימום עם קונוס אף לאיסופלורן (isoflurane). התחילו את סינתזת ה-11C-AcAc בשלב זה. הסינתזה נמשכת 18 min מסוף ההפגזה, כפי שמתואר קודם לכן1.
  4. מקמו את החולדה על צדה. הכינו קטטר פוליאתילן PE50 מלא בתמיסת נתרן כלורי 0.9% (סליין) עם הפרין. התקינו את הקטטר בווריד הזנב להזרקת הסמן. התקינו קטטר שני בעורק הזנב הוונטרלי המרכזי לדגימת דם לאורך הרכישות.
  5. העבירו במהירות את החולדה לשולחן הסורק בתנוחה פרקילית (prone) כאשר הראש פונה קדימה, עם קונוס אף לאיסופלורן. מקמו את גששי הנשימה והרקטום. עקבו אחר קצב הנשימה במהלך הניסוי ושמרו על טמפרטורת גוף של 37 °C באמצעות מערכת חימום אוויר אוטומטית. הזריזו את שולחן הסורק קדימה לתוך הסורק כדי להבטיח דימות מתאים של המוח והלב בו-זמנית. כסימן אנטומי, מקמו את קצה שדה הראייה על עיני החולדה (בעזרת קווי לייזר).
  6. באמצעות תמיסת 11C-AcAc רכזית (~1 GBq/ml), הכינו מזרק המכיל רדיואקטיביות של ~50 MBq (טווח של 45-55 MBq מקובל). התאימו את הנפח ל-300 μl באמצעות סליין. זהירות: רדיואקטיביות עלולה להזיק לבריאות. יש לטפל בה תמיד מאחורי מגן עופרת. על הנסיין להרכיב מדיד קרינה (dosimeter) לגוף ולטבעת. מונה גייגר חייב להיות פועל במהלך הניסוי.
  7. התקינו את המזרק על משאבת הזרקה. התחילו את הזרקת הבולוס של 11C-AcAc בקצב של 1 ml/min (משך הזרקה: ~19 sec). במשאבה שנייה, מיד לאחר סיום הזרקת ה-11C-AcAc, התחילו הזרקה של 300 μl סליין בקצב של 1 ml/min, דבר החשוב להזרקה אופטימלית של הסמן למחזור הדם.
  8. התחילו רכישת נתונים דינמית של PET כ-30 sec לפני תחילת הזרקת הבולוס למשך זמן כולל של 20.5 min. רכישת הנתונים במשך 30 sec לפני הזרקת הסמן מספקת מדד לרקע הסביבתי שיפוחה לאחר מכן מנתוני ה-PET. הגדירו את מצב הדגימה הרגיל ואת חלון האנרגיה ב-250-650 keV.
  9. אספו שתי דגימות דם של 200 μl בערך ב-15 ו-18 min לאחר תחילת הזרקת ה-11C-AcAc. הגזירה סליין עם הפרין לקטטר לאחר כל דגימה כדי למנוע קרישת דם. רשמו את הזמן בתחילת ובסוף דגימת הדם והשתמשו בזמן הממוצע. הצנטריפוגו ב-6,000 RPM למשך 5 min ואספו את הפלזמה. מדדו את ספירות הרדיואקטיביות בפלזמה באמצעות מונה גמא שכויל עם סורק ה-PET.
  10. לאחר סריקת ה-11C-AcAc, המתינו 20 min כדי להבטיח שרוב הרדיואקטיביות דעכה. התקופה יכולה להשתנות בין 15-30 min. אל תזיזו את מיטת הסורק והשאירו את החולדה תחת השפעת איסופלורן לאורך תקופה זו.
  11. במהלך זמן זה, באמצעות תמיסת 18F-FDG רכזית (~5.5 GBq/μl), הכינו מזרק של ~50 MBq. פעלו בדיוק כפי שצוין בשלבים 2.6 ו-2.7. התחילו רכישה דינמית במשך זמן כולל של 40.5 min, כולל ה-30 sec לפני ההזרקה. אספו שתי דגימות דם של 200 μl בערך ב-30 ו-35 min לאחר תחילת הזרקת ה-18F-FDG.
  12. בסוף רכישת ה-18F-FDG, קחו דגימת דם אחרונה של 200 μl. הצנטריפוגו ואספו את הפלזמה. שמרו את דגימות הפלזמה ב-80 °C- לצורך אנליזת גלוקוז ו-AcAc.
  13. לבסוף, מקמו את החולדה על משטח חימום במהלך תקופת ההתעוררות. שמרו את בעל החיים למעקב אורכי, או לחלופין, בצעו קטליזיה (euthanasia) לחולדה לצורך דגימת מוח ומחקרים ביוכימיים נוספים.
  14. בצעו רקונסטרוקציה לתמונות ה-PET לפי רצפי מסגרות הזמן הבאים: 1 × 30 sec; 12 × 5 sec; 8 × 30 sec; ו-n × 300 sec, כאשר n = 3 עבור רכישת 11C-AcAc ו-n = 7 עבור רכישת 18F-FDG.

3. ניתוח גלוקוז בבלאזמה ו-AcAc

  1. מדוד את רמות הגלוקוז וה-AcAc בפלזמה באמצעות אנלייזר לכימיה קלינית. בצע את הבדיקות בתוך 48 שעות מדגימת הדם כדי למזער את דה-קרבוקסילציה של AcAc לאצטון. מדוד את ריכוז הגלוקוז באמצעות ערכת DF40 כפי שתואר בעבר18 ואת ה-AcAc באמצעות ערוץ פתוח2. סוג זה של אנלייזר מדויק יותר מרצועות (0.1 μM) ובעל חלון זיהוי רחב.

4. ניתוח PET כמותי

  1. השתמש בתוכנת PMOD או במערכת שווה לניתוח תמונות PET של בעלי חיים קטנים.
  2. עקומת זמן-פעילות (TAC) של פלזמה
    1. טען נתוני 18F-FDG. סכום את פריימי התמונה של 60 השניות הראשונות לאחר ההזרקה (כאשר הסמן נמצא בעיקר בדם).
    2. באמצעות כלי שרטוט ידני, שרטט נפח עניין (VOI) על מאגר הדם של חלל החדר השמאלי (מאגר גדול הממוקם במרכז החלק התחתון של התמונות). שרטט את ה-VOI במרחק של כ-1 mm בתוך קצה מאגר הדם (ווקסלים אדומים) כדי להבטיח שאין הכללה של רקמה ולמנוע זליגת רדיואקטיביות מרקמה אל מאגר הדם (איור 1A). העתק את ה-VOI לכל סדרת התמונות הדינמיות והפק עקומת רדיואקטיביות כפונקציה של זמן (TAC).
    3. בגיליון אלקטרוני, השתמש בספירות הרדיואקטיביות של שתי דגימות הפלזמה שנלקחו במהלך הרכישה כדי לתקן את ה-TAC של הפלזמה (איור 1B). השתמש במשוואה הבאה:
      נוסחת תיקון IDIF, שיטת תיקון תמונה; משוואות; קונספט של ניתוח נתונים מדעיים
      ניתן לבצע החלקה (smoothing) מסוימת של ה-TAC של הפלזמה.
    4. בדוק אם קיימת רדיואקטיביות שיורית של 11C-AcAc ב-30 השניות הראשונות של סריקת 18F-FDG, לפני ההזרקה. אם כן, החסר את הגורם הבא מכל פריימי הזמן העוקבים של ה-TAC:
      תרשים משוואת דעיכה אקספוננציאלית, R×e^{-(ln2/t_{1/2})×T}, ניתוח דעיכה רדיואקטיבית.,
      כאשר R היא הרדיואקטיביות השיורית, t1/2 הוא זמן המחצית של 11C (20.4 min) ו- T הוא פריימי הזמן2,13. רדיואקטיביות שיורית של 11C-AcAc לאחר תקופת המתנה של 20 min יכולה להגיע עד ל-1.5% מספירות ה- 18F-FDG המקסימליות.
  3. קו-ריג'יסטרציה של 18F-FDG/MRI
    1. החל את הקו-ריג'יסטרציה שהושגה עם תמונות 18F-FDG על תמונות 11C-AcAc. דבר זה נחוץ מכיוון שלתמונות 11C-AcAc יש יחס אות לרעש נמוך וקו-ריג'יסטרציה אוטומטית היא קשה.
    2. טען את נתוני ה-MRI התואמים. טען את כל 28 פריימי הזמן של 18F-FDG באותה אוריינטציה של תמונות ה-MR (על פני שלושה צירים).
    3. חשב את תמונת הסיכום של 18F-FDG עבור 28 פריימי הזמן. פעולה זו יוצרת תמונה עם ספירות גבוהות יותר, כך שקל יותר לעבוד איתה לצורך קו-ריג'יסטרציה עם MRI מאשר עם פריימים בודדים.
    4. בצע קו-ריג'יסטרציה אוטומטית של תמונת הסיכום של 18F-FDG על תמונות MR (איור 2). החל את הטרנספורמציה על כל פריימי התמונה הבודדים של 18F-FDG. שמור את הטרנספורמציה אשר תוחל מאוחר יותר על תמונות 11C-AcAc.
  4. נפחי עניין (VOIs)
    1. באמצעות תוכנת סגמנטציה כגון PMOD, בחר נתוני MRI ובחר את המישור המועדף לשרטוט ידני. בחר בכלי שרטוט ידני או חצי-אוטומטי, בהתאם לגודל אזור המוח ולניגודיות התמונה. אתר מבני מוח בהתאם לאטלס סטנדרטי של מוח חולדה19.
    2. שרטט את ה-VOIs. כפי שמוצג באיור 3, בצע סגמנטציה למוח כולו, לקורטקס, להיפוקמפוס, לסטריאטום ולמוח קטן (cerebellum), אך ניתן לבחור אזורים אחרים. שמור את ה-VOIs, שיוחלו על תמונות 18F-FDG ו- 11C-AcAc שעברו קו-ריג'יסטרציה.
    3. החל את ה-VOIs על תמונות 18F-FDG שעברו קו-ריג'יסטרציה. בחר את הסטטיסטיקה של ה-VOI כדי להציג ויזואלית את ה-TAC של המוח. במידת הצורך, תקן את ה-TAC על ידי החסרת הרדיואקטיביות הממוצעת המתוקננת לדעיכה ב-30 השניות הראשונות מכל פריימי הזמן העוקבים.
  5. חישוב קצב מטבולי מוחי
    1. טען את ה-TACs של המוח ושל הפלזמה התואמת.
    2. בחר במודל קינטי של גרף Patlak20,21. הגדר את הקבוע המרוכז (lumped constant) ל-0.4822 ואת ריכוז הגלוקוז בפלזמה התואם (איור 4B). הגדר את הסטייה היחסית המקסימלית מגרף Patlak ל-5%. התאם את הנתונים למודל.
  6. תמונות 11C-AcAc
    1. חשב את תמונת הסיכום של 18F-FDG עבור 24 פריימי הזמן הראשונים כדי שיהיה אותו מספר פריימים כמו בסריקת 11C-AcAc. אחרת, הקו-ריג'יסטרציה של 11C-AcAc/MRI תיכשל. בצע קו-ריג'יסטרציה אוטומטית של 18F-FDG על MRI. שמור את תהליך הטרנספורמציה שישמש לקו-ריג'יסטרציה של תמונות 11C-AcAc.
    2. חזור על שלבים 4.2 ו-4.3 עבור תמונות 11C-AcAc. השתמש בטרנספורמציה של 18F-FDG בשלב 4.6.1 והחל אותה על כל פריימי התמונה הבודדים של 11C-AcAc. חזור על שלבים 4.4 ו-4.5 והשתמש ב-VOIs השמורים של 18F-FDG. הגדר את הקבוע המרוכז ל-1.

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

תוצאות

כפי שניתן לראות ב-איור 2, ספיגת 11C-AcAc נמוכה בתוך המוח עצמו. כפי שהוזכר קודם לכן, צריכת קטונים על ידי המוח נמוכה מאוד בצום קצר מועד. ספיגת 11C-AcAc גבוהה יותר בשרירי הלשון והלחי. ואכן, קטונים נספגים במהירות על ידי שרירי השלד של חולדה23. לעומת זאת, ספיגת 18F-FDG מתרחשת בעיקר במוח ובשרירי הלחי. איור 2 מראה כי במהלך תהליך הרישום המשותף (coregistration), תמונות ה-MR נשארות קבועות ותמונות ה-PET זזות עקב יישור במישור האקסיאלי.

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

דיון

שלבים קריטיים

שלב קריטי בפרוטוקול PET זה הוא היכולת לסרוק בו זמנית את החדר השמאלי של הלב ואת המוח בו זמנית. לשם כך נדרש סורק PET באורך צירי מספיק, כלומר מינימום של 7.5 ס"מ. נדרשות כמה סריקות בדיקה כדי לקבוע את המיקום המדויק של טבלת הסורק (ערכי x, y ו-z), שבו המוח והלב נסרקים כהלכה.

הזרקת טרייסר היא גם נקודה מכרעת לרכישת PET מוצלחת. יש להכניס את הקטטר בצורה נכונה לווריד. תמיסת מלח הפרינית אמורה לזרום לווריד בצורה חלקה ללא קרישת דם. למדד כמותי של קליטת המוח, TAC...

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

גילויים

המחברים מצהירים שאין להם אינטרסים פיננסיים מתחרים.

תודות

מחקר זה נתמך כספית על ידי Fonds de la recherche en santé du Québec, המכונים הקנדיים לחקר הבריאות, הקרן הקנדית לחדשנות ומזכירות כיסאות המחקר של קנדה (SCC). מרכז ההדמיה המולקולרית של שרברוק הוא חלק ממרכז המחקר הקליני Étienne-Le Bel הממומן על ידי FRQS. המחברים מודים למלאני פורטייה, ג'ניפר טרמבליי-מרסייה, אלכסנדר קורשן-לוייר, ד"ר פביאן פיפרי, ד"ר מוחמד בן טורקיה, ד"ר עותמן סריני, ד"ר ז'אק רוסו, קרוליין מתיו ומלאני ארשמבו על התמיכה הנדיבה והסיוע הטכני. המחברים רוצים להודות לפלטפורמת ניתוח התמונות וההדמיה (http://pavi.dinf.usherbrooke.ca) על עזרתם.

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

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
סורק MRIVarian7 Tesla
סורק PET לבעלי חיים קטניםGamma MedicaLab-PET/-Triumph
Heat matSunbeamPN 143937
מערכת חימוםSA Instruments761 100 Rev B
שער נשימהSA Instrumentsמנתח הכימיה הקלינית P-resp
Siemens Healthcare Diagnosis765000.931Dimension Xpand Plus
צינורות פוליאתילן 50 Becton Dickinson427411
משאבת הזרקהKD Scientificדגם 210
גמא-מונהGMIפקארד קוברה II
צנטריפוגהתרמו מדעי75002416Heraeus Pico 21
תוכנת PMODPMOD טכנולוגיותPMOD 3.2 גרסת
גייגר מונה FlukeBiomedicalASM-990מד סקר מתקדם
מגיב
איזופלורןAbbott Laboratories, LtdB506
0.9% תמיסת NaClHospira4888010
HeparinSandoz1004336
איזופרופניל אצטטAldrich1177899%
מתיליתיוםאולדריץ'1973431.6 M
THFAldrich87371
מחסנית ריאגנט גמיש גלוקוזסימנס אבחון בריאותDF40
בסיס TrizmaSigmaT6066-500Gלהכין tris buffer 100 mM pH 7.0
נתרן אוקסמטSigmaO275120 מ"מ
NADHRoche101280150010.15 מ"מ
b-הידרוקסיבוטיראט דהידרוגנאזטויובוHBD-3011 יח'/מ"ל
של SAII

מקורות

  1. Tremblay, S., et al. Automated synthesis of 11C-acetoacetic acid, a key alternate brain fuel to glucose. Appl. Radiat. Isot. 65, 934-940 (2007).
  2. Pifferi, F., et al. Mild experimental ketosis increases brain uptake of 11C-acetoacetate and 18F-fluorodeoxyglucose: a dual-tracer PET imaging study in rats. Nutr. Neurosci. 14, 51-58 (2011).
  3. Lopez-Grueso, R., Borras, C., Gambiniy, J., Vina, J. El envejecimiento y la ovariectomia causan una disminucion del consumo cerebral de glucosa in vivo en ratas Wistar. Revista Espanola de Geriatria y Gerontologia. 45, 136-140 (2010).
  4. Fueger, B. J., et al. Impact of animal handling on the results of 18F-FDG PET studies in mice. J. Nucl. Med. 47, 999-1006 (2006).
  5. Luo, F., et al. Characterization of 7- and 19-month-old Tg2576 mice using multimodal in vivo imaging: limitations as a translatable model of Alzheimer's disease. Neurobiol. Aging. 33, 933-944 (2012).
  6. Poisnel, G., et al. Increased regional cerebral glucose uptake in an APP/PS1 model of Alzheimer's disease. Neurobiol. Aging. 33, 1995-2005 (2012).
  7. Kenney, J. M., Marinelli, L. D., Woodard, H. Q. Tracer studies with radioactive phosphorus in malignant neoplastic disease. Radiology. 37, 683-690 (1941).
  8. Cunnane, S., et al. Brain fuel metabolism, aging, and Alzheimer's disease. Nutrition. 27, 3-20 (2011).
  9. Shimoji, K., et al. Measurement of cerebral glucose metabolic rates in the anesthetized rat by dynamic scanning with 18F-FDG, the ATLAS small animal PET scanner, and arterial blood sampling. J. Nucl. Med. 45, 665-672 (2004).
  10. Tantawy, M. N., Peterson, T. E. Simplified [18F]FDG image-derived input function using the left ventricle, liver, and one venous blood sample. Mol. Imaging. 9, 76-86 (2010).
  11. Roy, M., et al. The ketogenic diet increases brain glucose and ketone uptake in aged rats: A dual tracer PET and volumetric MRI study. Brain Res. , (2012).
  12. Yu, A. S., Lin, H. D., Huang, S. C., Phelps, M. E., Wu, H. M. Quantification of cerebral glucose metabolic rate in mice using 18F-FDG and small-animal PET.. J. Nucl. Med.. 50, 966-973 (2009).
  13. Bentourkia, M., et al. PET study of 11C-acetoacetate kinetics in rat brain during dietary treatments affecting ketosis. Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 296, 796-801 (2009).
  14. Menard, S. L., et al. Abnormal in vivo myocardial energy substrate uptake in diet-induced type 2 diabetic cardiomyopathy in rats. Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 298, 1049-1057 (2010).
  15. Liistro, T., et al. Brain glucose overexposure and lack of acute metabolic flexibility in obesity and type 2 diabetes: a PET-[18F]FDG study in Zucker and ZDF rats. J. Cereb. Blood Flow Metab. 30, 895-899 (2010).
  16. Croteau, E., et al. Image-derived input function in dynamic human PET/CT: methodology and validation with 11C-acetate and 18F-fluorothioheptadecanoic acid in muscle and 18F-fluorodeoxyglucose in brain. Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. 37, 1539-1550 (2010).
  17. Bergeron, M., Cadorette, J., Beaudoin, J. F. Performance evaluation of the LabPETTM APD-based digital PET scanner. IEEE Trans. Nucl. Sci. 56, 10-16 (2009).
  18. Freemantle, E., et al. Metabolic response to a ketogenic breakfast in the healthy elderly. J. Nutr. Health Aging. 13, 293-298 (2009).
  19. Paxinos, G., Watson, C. The rat brain in stereotaxic coordinates. sixth edn. , Elsevier. (2007).
  20. Patlak, C. S., Blasberg, R. G., Fenstermacher, J. D. Graphical evaluation of blood-to-brain transfer constants from multiple-time uptake data. J. Cereb. Blood Flow Metab. 3, 1-7 (1983).
  21. Patlak, C. S., Blasberg, R. G. Graphical evaluation of blood-to-brain transfer constants from multiple-time uptake data. Generalizations. J. Cereb. Blood Flow Metab. 5, 584-590 (1985).
  22. Sokoloff, L., et al. The 14C deoxyglucose method for the measurement of local cerebral glucose utilization: theory, procedure, and normal values in the conscious and anesthetized albino rat. J. Neurochem. 28, 897-916 (1977).
  23. Robinson, A. M., Williamson, D. H. Physiological roles of ketone bodies as substrates and signals in mammalian tissues. Physiol Rev. 60, 143-187 (1980).
  24. Blomqvist, G., et al. Use of R-beta-[1-11C]hydroxybutyrate in PET studies of regional cerebral uptake of ketone bodies in humans. Am. J. Physiol. 269, 948-959 (1995).
  25. Blomqvist, G., et al. Effect of acute hyperketonemia on the cerebral uptake of ketone bodies in nondiabetic subjects and IDDM patients. Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 283, 20-28 (2002).
  26. Soret, M., Bacharach, S. L., Buvat, I. Partial-volume effect in PET tumor imaging. J. Nucl. Med. 48, 932-945 (2007).
  27. Jiang, L., Mason, G. F., Rothman, D. L., de Graaf, R. A., Behar, K. L. Cortical substrate oxidation during hyperketonemia in the fasted anesthetized rat in vivo. J. Cereb. Blood Flow Metab. 31, 2313-2323 (2011).
  28. Melo, T. M., Nehlig, A., Sonnewald, U. Neuronal-glial interactions in rats fed a ketogenic diet. Neurochem. Int. 48, 498-507 (2006).
  29. Yudkoff, M., et al. Response of brain amino acid metabolism to ketosis. Neurochem. Int. 47, 119-128 (2005).
  30. Matsumura, A., et al. Assessment of microPET performance in analyzing the rat brain under different types of anesthesia: comparison between quantitative data obtained with microPET and ex vivo autoradiography. Neuroimage. 20, 2040-2050 (2003).

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

הדפסות חוזרות והרשאות

תגיות

11PETCoregistration
פרוטוקול PET-MRI Dual Tracer למדידה כמותית של קליטת מצעי אנרגיה אזוריים במוח בחולדה
צור קשר
המלצה לספרייה

פרטיות

תנאי שימוש

מדיניות

2026 © זכויות יוצרים MyJoVE Corporation. כל הזכויות שמורות.