דגימת דם רציפה בפליטת פוזיטרון של בעלי חיים קטנים טומוגרפיה ממוחשבת/טומוגרפיה ממוחשבת מאפשרת את המדידה של פונקציית הקלט העורקי

סיכום

כאן פרוטוקול לדגימת דם רציפה במהלך הדמיה PET/CT של חולדות כדי למדוד את פונקציית קלט העורקים (AIF) מתוארת. הצנתור, הכיול והכיוונון של המערכת וניתוח הנתונים של הרדיואקטיביות בדם מומחש. הנתונים שנוצרו מספקים פרמטרי קלט למידול ביו-קינטי הבאים.

תקציר

עבור ניתוח כמותי ומידול ביו קינטי של פליטת פוזיטרונים טומוגרפיה/טומוגרפיה ממוחשבת (PET/CT) נתונים, קביעת הזמן דם זמני ריכוז המכונה גם פונקציית קלט עורקים (AIF) היא נקודת מפתח, במיוחד לאפיון מודלים של מחלות בעלי חיים והקדמה של רדיומשדרים חדשים שפותחו. הידע של זמינות רדיומעקב בדם מסייע לפרש נתונים הנגזרים מPET/CT של פעילות רקמות. למטרה זו, דגימת דם מקוונת במהלך הדימות PET/CT מומלץ למדוד את AIF. בניגוד לדגימת דם ידנית וגישות שנגזרות מתמונה, דגימת דם רציפה מקוונת מהווה מספר יתרונות. מלבד אובדן הדם הממוזער, קיימת רזולוציה משופרת ודיוק מעולה למדידת פעילות הדם. עם זאת, החיסרון העיקרי של דגימת דם מקוונת היא ההכנה היקרה וגוזלת הזמן לצנתור כלי הירך של החיה. כאן, אנו מתארים זרימת עבודה קלה ומלאה עבור צנתור ודגימת דם רציפה במהלך הדמיה של בעלי חיים קטנים/CT והשוותה לדגימת דם ידנית וגישה הנגזרת מהתמונה. באמצעות זרימת עבודה זו מאוד סטנדרטית, את ההגדרה של הגלוקוז פלואורודיט ([¹⁸F] fdg) AIF מומחש. יתר על כן, הליך זה ניתן להחיל על כל מעקב רדיומשולב עם מודלים בעלי חיים שונים כדי ליצור ידע בסיסי של מעקב מאפיינים קינטי ודגם. הדבר מאפשר הערכה מדויקת יותר של התנהגות התרופות, הן עבור גישות אבחוניות וטיפוליות במחקר טרום-קליני של מחלות אונלוגיות, ניווניות ושריר הלב.

מבוא

טומוגרפיה של פליטת פוזיטרון/טומוגרפיה ממוחשבת (PET/CT) היא טכנולוגיית הדמיה גרעינית המאפשרת ויזואליזציה של תהליכים מטבוליים בגוף לאחר ההזרקה של ligand המסומנים באופן פעיל, נקרא גם מעקב. בעוד ליגנד הוא מולקולה כי הוא מעורב מסלול מטבולית או מטרות משטח התאים חלבונים, התווית הרדיואקטיבית הוא מכשיר פוזיטרונים-פליטת-בסיס. קרני גמא הם הנפלטים בעקיפין על ידי הריקבון פוזיטרונים ולאפשר זיהוי של התפלגות שלה באורגניזם עם גלאים לחיות מחמד. בדרך זו, מולקולות הסלולר שונים יכולים להיות ממוקד: קולטני נוירוטרנסמיטר ומובילי, תהליכים מטבוליים כמו גליקוליזיס או חלבונים מיטוכונדריאלי כמו חלבון translocator 18 kDa (TSPO) כדי לזהות תאים מופעלים גליה.

במחקר טרום קליני, PET/CT היא שיטה אטרקטיבית ללמוד תהליכים ביוכימיים בצורה לא פולשנית ב vivo, ובכך מאפשר לימודי האורך. הנתונים של PET/CT תומכים בניתוח של מנגנוני מחלות, הערכת המאפיינים והפרמקוקינטיקה של תרופות חדשות והאימות של הן, הרדיו העדכני והחדשני לחקר הטרנסלטיטיות.

במהלך ניתוח PET/CT שלושה מצבי מעקב יכול להיות מוגדר (דוגמה של 2-רקמת תא דגם): ראשית, המעקב זורם בתוך הדם לאחר היישום שלה (המדינה 1; conc._[דם]). שנית, הוא נכנס לרקמה באמצעות מיטת נימי והוא יכול לנוע בחופשיות בתוך החלל החילוץ או אינו מאוגד במפורש מבנים סלולריים או בעלי מבנה מגוונים (המדינה 2; conc._{[unspecifically]}). שלישית, מכשיר המעקב יכול להיות מאוגד במיוחד (עם או בלי השמנה מטבולית) למולקולה היעד שלה (המדינה 3, conc._[spec]). כל התהליכים הדינמיים הללו בין התאים הם במידה מסוימת דו-כיווניים ותהליכי הדיפוזיה מתוארים באמצעות קבועי תעריפים (K1, k2, k3 וk4). בעוד הריכוז של המעקב בדם (כלומר, מצב 1) נקרא "קלט", את הריכוז של מעקב בלתי ספציפי ומאוגד במיוחד (כלומר, מדינה 2 ומדינה 3) נקרא "פלט" והוא יכול להיות נגזר ישירות מהתמונה PET. ניתן להציג יחס פיזיולוגי זה בדגם של 2 הרקמה (איור 1).

איור 1 : הדגם compartmental שתי הרקמה. התנאים הפיזיולוגיים של שלושת מצבי המעקב השונים והתהליכים הדינמיים ביניהם מוצגים. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

במקרה האידיאלי, conc._[spec] הוא פרופורציונלי לריכוז של מולקולת היעד שלה. עם זאת, את התפוקה של מדידת PET/CT הוא סכום של conc._[spec] ו conc._[unspec]. כדי לקבוע conc._[spec] באזור העניין, במקביל את conc._[unspec] של אזור התייחסות נטול חלבון/מסלול היעד נקבע. באמצעות משוואות מתמטיות המתאימות ניתן כעת לחשב conc._[spec], הנפוץ ביותר באמצעות מודל התא (גישה מידול ביו קינטי). עם זאת, במקרים רבים, כגון אזור התייחסות נטול חלבון היעד אינו זמין^1,2. במקרים אלה, ניתן להשתמש ב-conc. [_דם] כדי לקבוע conc._[spec]. מאז הconc._[דם] הוא משתנה בשל כבד שונים הסיווג כליה, הפרשה, זרימת הדם, המוח שונים דם חדירה מכשול וגורמים הקשורים למחלות³, תקן הזהב הנוכחי הוא למדוד את conc._{[ דם]} במקביל לסריקת PET/CT על ידי דגימת דם רציפה. פעולה זו מעניקה את פונקציית הקלט העורקי (AIF), המוגדרת כ-conc._[דם] במשך הזמן⁴. של הערה, ביצוע דגימת דם רציפה נחשב מאוד מאתגר, במיוחד בבעלי חיים קטנים כגון חולדות או עכברים⁵.

כאן, אנו מספקים פרוטוקול קל ומעשי כדי לדגום ברציפות דם מחולדות באמצעות בריאוורידים (a-v) המחלף בין וריד הירך העורק. ביחד למערכת משאבת הזיהוי הזמין מסחרית, אנו מסוגלים לייצר AIF בזמן אמת, מתמשך במהלך דינמי [¹⁸F] fluorאודאוקסיטימסוכר ([¹⁸f] FDG)-PET/CT סריקות בחולדות והשוותה לגישות חלופיות. PET/CT הדמיה בוצעה ב הגברי הג מלבין חולדות בגיל 4 חודשים עם משקל ממוצע של 462 g ± 33 g (ממוצע ± סטנדרטי סטיית) באמצעות סורק PET/CT רב מודאליות.

מאז מגוון רחב של התקנים משמש במהלך סדרה של מדידות (מינון המינון, באינטרנט דוגם דם, PET/CT, וכן מונה), הליך בקרת איכות המכונה כיול הצלב נדרש כדי לבדוק את הדיוק הכמותי של כל המערכות ל פיצוי על הבדלים. כיול צולב בהקשר של דגימת דם מקוונת פירושו ששיעור הספירה עבור ריכוז של פעילות נתונה נמדד בתמונות PET מתוקנות ניתן להמיר לריכוז נמדד עם מערכת twilite לאותו ריכוז. לכן, הליך כיול צולב בין PET/CT, מערכת דגימת דם, ומונה היטב הוקם.

מתודולוגיה זו מאוד סטנדרטית מספקת גישה רבת עוצמה כדי לכמת תהליכים מטבוליים וסלולריים במחקר בעלי חיים קטנים מראש והוא דרך אלגנטית כדי לשפר את האמינות והתוכנות של AIF. ניתן להשתמש ב-AIF כדי לכמת את המעקב המאוגד הספציפי ברקמות בנתוני PET/CT באמצעות מידול ביו-קינטי.

פרוטוקול

כל טיפול בבעלי חיים וניסויים אושרו על ידי ועדת המחקר של בעלי חיים המדינה של קלנבורג – מערב פומרניה (LALLF M-V/7221.3-1.1-004/18, אישור: 03.04.2018). הניסויים בוצעו בהתאם להנחיות הגעה.

הערה: בעלי חיים נשמרו בתנאים סטנדרטיים (22 ± 2 ° צ', 12 מחזור יום ולילה) עם מים ומזון ליביום. כל הציוד הדרוש להכנת מערכת העיתוק, הליך התפעול והמידות בפועל מפורטים בטבלת החומרים.

1. הכנה וניתוח לצנתור בעלי חיים

1. מהיר את בעל החיים לפחות 12 שעות עם גישה חופשית למים. להרדמה, הניחו את החולדה בחדר האינדוקציה ומלאו אותו ברציפות בתערובת חמצן/מיקס. לצורך אתחול השימוש ב-2.5-3.5% isof, ועבור תחזוקה 1.5-3.0% (שיעור הזרימה 1.2-1.5 L/דקות).
   הערה: הצום הכרחי למחקרים באמצעות הנותב [¹⁸F] fdg אבל לא עבור משתמשים אחרים. מדידת רמות הגלוקוז בדם באמצעות דם ידני שמתואר בסעיף 4 מומלץ להבטיח ערכים יציבים או לתקן במידול קינטי.
2. הניחו את החולדה המשומנת בתנוחה מלאה על מחצלת בחימום, מתחת למיקרוסקופ הכירורגי והוסיפו משחה וטרינרית על העיניים. לפקח ולתחזק את טמפרטורת הגוף של חולדה ברציפות במהלך הניסוי (37 ± 0.5 ° צ') עם לווין רקטלי.
3. הקלטת את הרגליים של החולדה אל משטח העבודה כדי להחזיק את הרגליים בעמדה. חטא את אתר ההפעלה בחומר חיטוי וגלח את הרגל והמפשעה (צד הפעולה) של החולדה. לסיים עם טיהור סופי עם החיטוי.
4. לעשות חתך של כ 20 מ"מ באמצעות מלקחיים כירורגי ומספריים במפשעה של החולדה. לנתח את שכבות העור בסדר לחשוף את וריד הירך, עורק ועצב עם מלקחיים מיקרו. מניחים שני חוטים דקים. תחת כל וריד הירך והעורק
5. . והחזיקו במתח בעזרת מהדק בולדוג
   השתמש בחוטי התפר האבובית כדי למתוח את הכלי באמצעות מלחציים בולדוג (ללא קשר).
6. אבל 2-3 מ"מ מהתפר. עם מלחציים בולדוג השתמש במספריים הקרנית כדי לבצע חתך קטן לתוך הווריד (1/3 של הקוטר) ולהסיר את הדליפה דם עם תחליף כותנה סטרילית. הגבר את הווריד עם מלקחיים עמומים והחזק אותו פתוח. הכנס את הצנתר מחודד (קוטר פנימי [ID]: 0.58 מ"מ, קוטר חיצוני [OD]: 0.96 מ"מ) לתוך הווריד ולדחוף אותו בכיוון ההפוך, עד הקליפ מפרצת.
7. פתח את הקליפ מפרצת ולדחוף את הקטטר עוד בכיוון הקרוב ביותר (כ 2-3 ס מ), אם הקטטר ממוקם נכון, דם יזרום לתוך הצנתר. אבטחו את הצנתר עם התפר הבעל-פה. על-ידי הפיכת שני קשרים במידת הצורך, הניחו תפר נוסף סביב הווריד והצנתר. בדוק את הפונקציונליות של הקטטר על ידי שטיפה ומרוקן עם מזרק אינסולין (30 גרם מחט) מלא עם 100 μL של הפתרון מלוחים heparinized (50 יחידות/mL).
8. מניחים את הקטטר בעורק על ידי חזרה על שלבים 1.6 ו 1.7.
9. כאשר שני הקטטרים ממוקמים כראוי, לסגור את הרגל עם תפרים ולשאת את החיה ל-PET/CT.
   הערה: להיות זהיר ככל האפשר עם הקטטרים במהלך ההובלה של בעל החיים, אחרת הסטה של הקטטר עלול להתרחש.

2. הכיוונון של מערכת הדלף

איור 2 : ערכת הגדרת המדידה. (א) רישום סכמטי של כיוונון המדידה. (ב) תמונה של מערכת השאיבה המחוברת עם גלאי הטווילייט, המשאבה הפריסטלטית וסוגי המחברים השונים. הזמן-מסלול של רדיואקטיביות בדם של חולדה מזוהה בעוד החיה (1) נסרק ב-PET/CT (2). לכן קטטר העורקים (a) ו הורידים (b) מחובר למערכת משאבת גלאי דרך חתיכות מתאם (מחבר כתום, מחבר כחול מחבר ירוק). הדם העורקי נשאבים לאחר מכן מן קטטר העורקים דרך הגלאי (3) למשאבה פריסטלטית (4) ובחזרה לגוף דרך צנתר הורידים. שסתום תלת-כיוון (7) משולב במערכת הצינורות כדי לבצע הזרקת מעקב, דם ידני שואבת ושטיפה. T-piece (8) מורכב כדי להזריק פעילות. הגלאי מחובר למחשב כדי להציג, לכייל ולתקן את נתוני הדם המתמשכים. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

1. גזור 6 חלקים של צינורות בסדר משעמם (FBPT) (מזהה: 0.58 מ"מ, OD: 0.96 mm) עם אורך של c = 735 mm; e = 100 מ"מ; f = 171 מ"מ, g = 875 מ"מ; h = 90 מ"מ ואני = 75 מ"מ (איור 2). לחתוך 8 חלקים של צינורות משאבת סיליקון (שחור/שחור/שחור, מזהה: 0.76 מ"מ, OD: 2.48 mm) עם אורך של כ 20 מ"מ.
2. מחברי הפחתת מקום (מ-ID 2.5 מ"מ ל - id 1.5 מ"מ) בשני קצותיו של צינור משאבת הסיליקון (צהוב/כחול/צהוב, מזהה: 1.52 מ"מ, OD: 3.20 מ"מ). שימו חלק 20 מ"מ מוכן של צינורות הסיליקון (שחור/שחור/שחור) בקצה השני של מחברי ההפחתה המשמשים (ראה מחבר כחול באיור 2).
3. מניחים את החלק המוכן c של fbpt מחבר התאספו כחול על קצה אחד של צינור משאבת הסיליקון (צהוב/כחול/צהוב) ואת החלק המוכן של fbpt ב מחבר התאספו כחול על ה קצה השני. שים מוכן בחלק 20 מ"מ מצינורות הסיליקון (שחור/שחור/שחור) בקצות שתי T-חתיכות 5 ו 6 (מחבר השפופרת T מזהה: 1.5 מ"מ; ראה מחבר ירוק באיור 2).
4. לחבר את הקצה החופשי של חלק e של FBPT לצד שמאל של המחבר המורכב ירוק (5) ולמקם את החלק המוכן f של fbpt בצד השני של מחבר ירוק (5). מניחים את הקצה החופשי של חלק f של FBPT בצד שמאל של מחבר מורכב ירוק (6) ולמקם את החלק המוכן g של fbpt בצד השני של מחבר ירוק (6). הוסף את החלק המוכן h של FBPT אל הקצה החופשי של המחבר המורכב ירוק (5) ואת החלק המוכן של fbpt לקצה החופשי של המחבר המורכב ירוק (6).
5. לחבר את הפקק קומבי למחט תת-עורית (G 23 x 1/4 ' '/ø 0.60 mm x 30 מ"מ) ולהוסיף אותו שסתום שלושה כיוון. מניחים את שסתום שלוש כיוון מוכן עם המחט בקצה החופשי של החלק h של FBPT. לחבר את הפקק קומבי למחט תת-עורית ומניחים את המחט בקצה החופשי של החלק i של FBPT.
   הערה: לפני הפעלת דגימת הדם המקוונת, ראה סעיף 5.
6. לשים את הקצוות חינם של חלק c ו- g של fbpt לתוך 100 mL מלאה 20 מ ל של הפתרון מלוחים heparinized (50 יחידות/mL). הפעל את המשאבה הפריסטטית עם שיעור הזרימה של 1.52 mL/min כך שמערכת הניווט מלאה לחלוטין בתמיסת המלח הפיסיולוגית. לאחר מכן הגדיר שלושה מלחציים מספריים בקצות c ו- g ובאמצע חלק i של fbpt.
7. שחררו את התפסים המספריים מחלק c ו- g של fbpt. לחבר את קטטר העורקים לסוף חופשי של חלק c של fbpt ולחבר את קטטר ורידי b לסוף חופשי של חלק g של fbpt (ראה מחבר כתום באיור 2).

3. רכישת תמונה ושחזור

1. מניחים את החיה בעמדה מועדת לראש על משטח המעבורת (70 מ"מ). שליטה הנשימה של החולדה ולשמור על טמפרטורת הגוף ב 37 ± 0.5 ° צ' באמצעות משטח חימום ובדיקה רקטלית לאורך כל רכישת תמונה. הזיזו את מיטת ההסעות לתנוחת המיטה המורחבת להזרקה (טרום רכישה) וחברו את הקטטרים המוחדרת למערכת העיתוק.
2. שמור על החיה תחת הרדמה עם isofלוריאן (2.5% isofלוריאן בחמצן, שיעור הזרימה 1.2-1.5 L/דקות) באמצעות קונוס האף.
3. הפעל את המשאבה הפריסטטית עם שיעור הזרימה של 1.52 mL/min כדי למלא את מערכת ההפעלה עם הדם של בעל החיים. הזיזו את מיטת ההסעות למרכז שדה הראייה של הטבעת לזיהוי PET והתחילו את מערכת דגימת הדם המקוונת (ראו סעיף 5).
4. להתחיל את העבודה PET/CT באמצעות פרמטרים המתוארים בסעיף 3.5 לאחר 60 s ולאחר מכן להזריק מינון של כ 22 MBq [¹⁸F] fdg בכרך של אודות 0.5 ± 0.1 mL באמצעות T-piece. לרוקן את T-piece עם כ 150 μL של הפתרון מלוחים של heparinized לאחר מכן.
5. לרכוש חיית מחמד דינמית על 60 דקות וסריקת CT בסוף הדמיה PET.
   1. עבור רכישת פליטת PET, להגדיר 3600 s (60 דקות) באפשרות לרכוש לפי זמן . בחרו F-18 כאיזוטופ לימוד והשתמשו ב-350-650 קוו כרמת האנרגיה ו-3,438 ns כחלון תזמון.
   2. לקבלת ה-CT, בחר סריקת הנחתה באפשרות הרכישה. בשדה קביעות ההקרנה, בחרו 120 הקרנה לחצי סיבוב כולל. עבור שדה תצוגה (FOV) והגדרות רזולוציה, בחר נמוך כמו הגדלה ו 4 x 4 כאיגוד עם 275 mm אורך סריקת ציר ו 3328 px כמו גודל transaxial CCD. בשדה הגדרות חשיפה, להגדיר 500 μA עבור הנוכחי, 80 kV עבור מתח ו 180 ms לזמן חשיפה.
   3. עבור היסטוגרמה פליטת PET, להגדיר סדרה של 20 מסגרות (6 x 10 s, 8 x 30 s, 5 x 300 s ו-1 x 1800 s) כמו מסגור דינמי. בחר בחסר כעיכובים. בחר בשדה הגדרות מתקדמות 128 כמו sinogram width, 3 כמו span, 79 כהפרש הטבעת ותיקון זמן מתים.
   4. עבור שחזור PET, השתמש דו מימדי הורה במסגרת הציפייה (2D-אסם) עם לייצר, להחיל ולשמור sinogram פיזור, 4 איטרציה ופורייה עבור rebinning כאלגוריתם שחזור. בחר 128 x 128 כגודל מטריצה ולהשתמש 1 כזום תמונה, הכל כמסגרות וכל מקטעים כמקטעים.

4. נוהל דגימת דם ידנית

1. לבצע דגימות דם ידני 30 s, 60 s, 90 s, 600 s ו-1800 לאחר הפעלת רכישת ההדמיה.
   הערה: הגדלת מספר הדם הידני מושך במיוחד בדקה הראשונה לאחר הזרקת מעקב מומלצת מאוד במידת האפשר. לכן נפח דגימת הדם צריך להיות מופחת כדי 20-30 μL לכל מדגם⁶.
   1. פתח את שסתום שלוש הדרך הראשונה ולאסוף 100 μL של דם עורקי לתוך אוסף דם נימי הצינור EDTA 30 s לאחר הזרקת מעקב. חזור על הנקודות האחרות. לקבוע את המשקל של הצינור הריק ואת צינור ממולא דם.
   2. למדוד את הפעילות (ספירה/יחידת זמן) של הדם כולו עבור 180 s ב מונה טוב, אשר מאוחר יותר לחצות מכויל כדי לקבל נתונים ב-kBq/mL. הקלט את שעת ההתחלה של מדידת המונה היטב. לחשב את הפעילות של דם שלם עבור כל נקודת זמן של דגימת דם ידני ב-kBq/mL, להחיל תיקון ריקבון ולהעביר את הנתונים בעקומת הפעילות זמן.

5. נוהל דגימת דם מקוונת

1. מניחים את הצינור לתוך הגלאי באמצעות מדריך צינור. הפעל את תוכנת דוגם הדם (g., PSAMPLE) ופתח את ממשק הרכישה. ודא כי המחשב של ההתקנה בדיקת הדם המקוונת של PET/CT הוא זמן מסונכרן.
2. לחץ על לחצן התחל בדיוק 60 s לפני המעקב מוזרק להשיג מספיק נתונים עבור תיקון רקע. שמור את הנתונים הגולמיים באמצעות לחצן השמירה במסד הנתונים PMOD לאחר המדידה.
3. לתיקון וכיול של נתוני הדם המקוונים, עבור לממשק התיקון. הפעל את תיקון הדעיכה ובחר 18 ו. הגדר את שעת ההתחלה של רכישת תמונה והפעל את הלחצן הממוצע לביצוע תיקון רקע. הפעל את הכיול והקלד בפקטור הכיול שנקבע קודם לכן (ראה סעיף 7.1).
4. שמור את נתוני הדם המתוקן והמכוילים באמצעות לחצן שמור TAC ובחר את הקובץ דם. crv. קובץ זה יכול להיות נטען כמו עקומת קלט דם שלם לתוך כלי מידול קינטי מידול קינטי ניתן לבצע. הזיווג את הקטטרים. ממערכת המחלף הנוספת
5. ניתוק החיה מסורק PET/CT והמתת חסד עם פנטוברביטל.
   הערה: בניסוי זה, הורדמים בעלי חיים לאחר המדידות כמוחות שימשו לניתוחי מבחנה בתכנון הניסיוני. עם התקנה זו, מדידות חוזרות במחקרים לאורך הם גם מאפשר⁷. השתמש במערכת שפופרת חדשה לגמרי עבור החיה הבאה.

6. פונקציית הקלט הנגזרת מהתמונה

1. פתח את הפתיל הכלי על pmod. טען את תמונת PET כקלט ו-CT כהפניה. לחץ כבר בהתאמה.
2. פתח את הכלי voxel של ריבית (VOI). הצב את הסמן בתוך העורקים העולה ב-CT. לחץ על VOI כדורית מוגדרת מראש. הגדר רדיוס של בדיוק 0.7 מ"מ. חלץ את מידע פעילות הזמן עם לחצן סטטיסטיקת VOI והעתק את ערכי הממוצע ללוח.

7. נוהל כיול צולב של מערכת twilite, PET/CT ומונה היטב

1. טוויולייט-PET/CT-כיול
   הערה: זרימת העבודה המוצגת עבור כיול של twilite מבוססת באופן חלקי על ההליכים המתוארים במדריך לעיון של מודול PSAMPLE של PSAMPLE.
   1. למלא מזרק עם כ 100 MBq של [¹⁸F] fdg. למדוד את הפעילות המדויקת _F עם מינון מכויל מכייל ומתעד אותו יחד עם התאריך והשעה של המדידה ואת הנפח של המזרק המלא. הזמן המוקלט הוא נקודת זמן ההתייחסות עבור כל תיקוני הריקבון שיבוצעו.
   2. מלאו גביע עם 500 מ ל של מי ברז. העוצמה המדויקת נקבעת על-ידי שיטת המשקל. מדוד את המשקל m_e של הגביע הריק עם קנה מידה מופקעים ומכויל (לפחות רמת דיוק II). ממלאים את הגביע עם מי הברז ולמדוד את המשקל m_f של הגביע המלא.
   3. לחשב את עוצמת הקול V_b של הגביע על ידי שימוש בהפרש של מסה וצפיפות של מי ברז (r = 0.998 g/ML ב 20 ° c):
      
   4. להזריק את [¹⁸F] fdg לתוך הגביע מלא ולמלא את המזרק הריק לנפח המקורי שלו עם מי ברז לא פעיל ולמדוד את הפעילות _E של המזרק שמולא במינון מינון. הפעילות ריכוז c_b של הפתרון בגביע ניתנת על ידי , אשר אמור להיות כ 200 kbq/mL.
   5. מילוי שפופרת צנטריפוגה 50 mL עם הפתרון מתוך הגביע (להימנע בועות אוויר גדול) ולמקם אותו באופן מרכזי בתחום התצוגה של הסורק PET/CT. מילוי קטטר זהה לסוג המשמש את הניסוי PET/CT הדמיה ומניחים אותו במדריך הצינור של מערכת twilite. ממלאים את הצנתר עם פתרון מעקב מתוך הגביע באמצעות משאבת קנולות.
   6. הפעל את המדידה של עקומת פעילות הזמן כפי שמתואר בסעיף 5, באמצעות אותו פרמטר עבור זמן האינטגרציה, ו rebinning כמו בניסוי, ללא מדריך קטטר בתוך ראש המדידה. שלב זה מבטיח רכישה של מספיק נתונים לתיקון הרקע המתאים. לאחר 2 דקות, מבלי לעצור את רכישת הנתונים של מערכת twilite, למקם את המדריך קטטר עם צינור מלא לתוך ראש המדידה, ולהמשיך את רכישת הנתונים עבור כ 5 דקות.
   7. התחל לרכוש 10 דקות PET של שפופרת צנטריפוגה 50 mL במקביל ואחריו רכישת CT סטנדרטי עבור תיקון החליש. בנייה משחזר תמונה של חיית מחמד סטטית של שפופרת צנטריפוגה 50 mL באמצעות אותו אלגוריתם PET שחזור ופרמטרים המתוארים בסעיף 3. השתמש בכלי הדמיה לאחר עיבוד (g., PVIEW) ומיקום גליל VOI כיסוי כ 70% של הנפח בתוך של תמונות PET שוחזר של 50 mL שפופרת צנטריפוגה חרוטי. לחלץ את הפעילות מרושע ריכוז c_מחמד ב kbq/ML בתוך voi.
   8. חזור לתוכנת דוגם הדם והשתמש במצב כיול כדי לתקן את ה-TAC הנרכשת עבור ריקבון, שבר ורקע של הסתעפות. הוסף את כל המידע הדרוש עבור nuclide, ריכוז פעילות וזמן התחלת רכישת PET. באופן פנימי, התוכנה מחלצת את קצב הספירה הנמדד עם מערכת twilite (CR_twilite) ומחשבת את פקטור כיול הצלב עבור pet ו טווילייט מערכת (CF_PET/twilite):
      
      הערה: חשוב שאותו איזוטופ משמש הן לכיול והן לניסויי PET/CT, כאשר שבר ההסתעפות משתנה בין האיזוטופים השונים, המתוקן בתהליך השיקום של PET. הליך זה צריך לחזור באופן סדיר במונחים של בקרת איכות, אם רכיבים חשובים של המערכת מוחלפים (למשל, צינורות, רכישה ושחזור הפרמטרים) ולאחר התיקון עובד.
2. כיול מונה PET/CT
   1. כדי לחשב את פקטור הכיול CF_{היטב-המונה} של המונה היטב, להשתמש באותו פתרון הפעילות אשר הופק בגביע עבור הכיול של מערכת twilite. חכו כ 6 h כדי לאפשר הפחתה של פעילות מסוימת על ידי ריקבון כדי למזער את השפעות הזמן המתות של גלאי הניקוד של המונה היטב. המכסה את הגביע כדי למנוע אידוי.
   2. לחשב את הפרש הזמן המדויק לנקודת התייחסות ולקבוע את ריכוז הפעילות בפועל c_b(t₊) של הפתרון של הגביע על ידי ריקבון תיקון ריכוז הפעילות המקורית. פיפטה מוגדר מראש אמצעי אחסון (V_לדוגמה) כי הם זהים לנפח של דגימות הדם הנמדד בתוך הניסויים (למשל, 200 μl), מן הגביע לתוך חמש בטוח לנעול צינורות. למדוד את הפעילות של כל אחד מחמשת הצינורות עם המונה היטב עבור 180 s.
      הערה: אם מקדם הווריאציה עבור מדידה אחת גדול מ-1%, יש להגדיל את זמן המדידה. הקלט את קצב הספירה הנמדד בספירות לדקה [cpm] עבור כל שפופרת ומועד התחלת המדידה. בצע תיקון דעיכה.
   3. חישוב פקטור כיול CF_מונה עבור כל מדידה על-ידי חלוקת שיעור הספירה של ריקבון מתוקן CR היטב-_מונה של המונה היטב על ידי מתקן ריקבון הפעילות ריכוז של הגביע c_{בגביע (t +)}:
      
   4. ממוצע חמשת גורמי הכיול כדי להשיג את פקטור הכיול הממוצע.

תוצאות

הכיוונון של מערכת הדלף מוצג באיור 2. תוצאות הנציג של נתונים מתמשך דגימת דם לעומת נתונים בדיקת דם ידני בשלושה חולדות מסוג wildtype טווח זמן של 30 דקות מוצגים באיור 3א, ג. בתחילת דגימת דם רציפה, הפסגה הראשונית (מקסימום של ריכוז רדיואקטיביות) ניתן לראות ב 5 s לאחר הזרקת מעקב. לאחר מכן, הפעילות בדם יורדת במהירות ומגיעה לרמה בערך 15 דקות. בדגימת הדם הידנית נתונים הפסגה שזוהתה היא קטנה יותר, הרמה אינה בקלות להגדיר (איור 3א, ג). השוואת דגימת הדם הרציפה לנתונים הנגזרים מוצגת באיור 3ב, ד. בנתונים הנגזרים, השיא ונקודת ההתחלה של המישור גלויים בבירור, אך מקסימום השיא קטן יותר בהשוואה לנתוני דגימת הדם המתמשכים עבור כל בעלי החיים (איור 3ב, ד).

תוצאה תת אופטימלית של דגימת דם רציפה עם הכיוונון שלנו מוצג באיור 3E, F. בתחילת דגימות הדם מתמשך, אין רכישת נתונים בתוך 3.5 מינימום הראשון היה אפשרי עקב קרישת דם. על-ידי ניתוק מערכת הצינורית על מחבר כתום צף עם פתרון מלוחים heparinized, הזרימה במערכת הצינורות הופעלה והמדידה נמשכה. שיא ניתן לראות בערך 4 דקות, אשר אינו מתעד את המקסימום של רדיואקטיביות בדם (איור 3E, F). דגימת דם ידנית (איור 3E) וניתוח שנגזר מהתמונה (איור 3F) עדיין היו אפשריות ודומות לתוצאות הנכונות.

איור 3 : תוצאות מייצגות של דגימת דם רציפה בהשוואה לדגימת דם ידנית. פונקציות קלט עורקים אופייני הנגזרים מדגימת דם רציפה בהשוואה לדגימת דם ידנית (עמודה שמאלית) ודגימת דם רציפה בהשוואה לגישה הנגזרת מהתמונה (עמודה מימין) מוצגות. פאנלים A-D להפגין את התוצאות של יישום נכון של הפרוטוקול בשתי בעלי חיים שונים. חלוניות E ו- F ממחישה תוצאה מיטבית של המדידה. כל הנתונים המוצגים תוקנו עבור פקטור הכיול הצולב והרקע. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

דיון

התוצאות המוצגות מופקים מפרוייקט בקנה מידה גדול יותר על פעילות עצבית במודל חיות טרנסגניים של מחלת הנטינגטון בהשוואה לחולדות מסוג wildtype. בסך הכל 30 חולדות טרנסגניים ומסוג ווילטיפ היו צנתור ובדיקת דם ידנית ומקוונת במקביל [¹⁸F] fdg-PET/CT בוצע. שלושה AIFs של חולדות wildtype מוצגים כאן כדי להדגים את טווח התוצאות האפשריות של הפרוטוקול. התוצאות של הפרויקט המלא על שינויים של פעילות עצבית במודל החי של מחלת הנטינגטון יפורסמו במקום אחר.

השיטה המתוארת כאן מאפשרת דגימת דם רציפה מהירה ומדויקת בקבוצה גדולה ומספקת AIF שוטפת למידול קינטי של נתוני PET/CT דינמיים בבעלי חיים קטנים. זרימת דם חיצונית נוצרת כדי לזהות פעילות זמן בפועל בדם של בעלי החיים; עקב כך נמנע אובדן דם. ההליך הכירורגי מבוסס על Jespersen ואח '⁸ והוא השתנה כדי לענות על הצרכים של דגימת דם עורקים במהלך מדידות PET/CT. מערכת הדלף אומתה על ידי וובר ואח '⁹. עם ההתקנה השתמשו כאן, נפח דם חיצוני של כ 1.1 mL פועל באמצעות מערכת משאבת גלאי. חולדה בגיל 4 חודשים יש נפח דם מוחלט של כ 30 מ ל. קוטרו של וריד הירך עורק הוא כ 0.45-0.6 מ"מ¹⁰ והוא צריך להיות קצת כוכבים כדי להכניס את הקטטר בשימוש.

AIF יכול גם להיות נמדד באמצעות איסוף דם ידני או להיות משוחזר מנקודות הזמן המוקדמות של תמונות PET עצמו (התמונה נגזר). שתי הגישות בוצעו עם הנתונים המוצגים ולעומת דגימת הדם הרציפה.

בהשוואה לדגימת דם ידנית, עם דגימת דם מקוונת ברזולוציה הטמפורלית הגבוהה יותר מורגש (כאן: 1800 נקודות נתונים לכל 30 דקות) הופכת לאפשרית. דם ידני מושך (כאן: 5 נקודות נתונים לכל 30 דקות) מוגבלים לנפח הדם הקיים בבעל החיים הקטנים, כמו דגימות אלה אינם נשאבים בחזרה למחזור החיים של החיה. יתר על כן, מרווח מרבי של 10-15 s הוא מבחינה טכנית ומידע חשוב עבור מידול קינטי הוא החמיץ. זה יכול להיות גם ניתן לראות את הנתונים המוצגים, כהבדל של המרבי שאותרו דגימת דם רציפה וידנית הוא ברור (איור 3a, C, E). עם דגימת דם באינטרנט השיא שאותרו היה גבוה יותר מאשר עם פונקציית הקלט הנגזר התמונה של אב העורקים העולה¹¹ (איור 3B, D, F). פונקציית הקלט הנגזרת מהדימות מוגבלת לרזולוציה המרחבית של סורקי PET שתוצאתה אפקטים חלקיים של אמצעי האחסון¹² והיא מושפעת ממסגרות הזמן המשובלות.

יתרון כללי של הליך זה דגימת דם רציפה היא כי ניתן להחיל את המעקב דרך הקטטר, אשר נוטה פחות להפרעה מאשר הזרקה דרך הווריד זנב לרוחב. יש לשים לב שמעקב צריך להיות מיושם באמצעי אחסון מתון כדי למנוע מנותב להישאר בתחילת מערכת הצינורות. כדי להבטיח ששום פעילות לא נותרה בנפח המת של ה-T-piece, היא מסמיקה עם הפתרון התמיסת מלח heparinized לאחר מכן. יתר על כן, השימוש של משאבת אינפוזיה מומלץ כפי שהוא מאפשר התאמה של מהירות הזרקת מעקב והוא יכול לתרום לרכישה מתואמת יותר של הפסגה מקסימלית רדיואקטיביות עם דגימת דם ידנית¹³.

קיימים מספר קשיים אפשריים העלולים להתרחש במהלך עיבוד פרוטוקול וניתן לטפל בהם באמצעות פתרון הבעיות הבא. מיקום תת-אופטימלי של הקטטרים עשוי להוביל לביצוע לא שלם של הפרוטוקול, ולכן להבטיח כי הם קבועים במדויק עם התפר האבובית והקטטר הוא דחף 2-3 ס מ האבובית לתוך כלי הקיבול. בנוסף, ניתן להשתמש בדבק פיאין. כמו כן, היווצרות התרובי יכול לסתום את הקטטרים. זה יכול להיות מטופל על ידי הגדלת ריכוז הפארין והשטיפה הבאה של הקטטרים או מערכת הצינורית. תוצאה תת-אופטימלית כזו עקב סתימת הקטטרים מוצגת בתוצאות, השיא המקסימלי הוא החמיץ (איור 3E). נקודה קריטית נוספת בדבר הגנה על בעלי חיים ורווחה היא אורך זרימת הדם המוחדעת. לכן הוא הציע להקטין את אורך מערכת הצינורית למינימום.

כאשר מבוצע דגימת דם, יש לקחת בחשבון שלוש תיקונים של AIF שהתקבל. . קודם כל, תיקון פלזמה . בעיקר אריתרופוציטים בהתאם למהירות של תהליכי דיפוזיה אלה, המעקב הזמין נמצא בעיקר בפלזמה. עבור מראות מסוימים, היחס של פלזמה כדי דם שלם צריך להיחשב, כגון ליפופילית יותר. במקרים אלה, פעילות הפלזמה חייבת להיקבע. אם [¹⁸f] fdg משמש, אין צורך לצנטריפוגה את הדם כדי לקבוע את פעילות הפלזמה, כפי שהוא מדגיש מאוד מהר בין פלזמה וכדוריות הדם האדומות ואת הזמינות של [¹⁸f] fdg ב פלזמה דומה לזה בדם כולו. שנית, תיקון מטבוליט. מנותבים רבים הם מטבוליזם בדם שלם וחלק מטבוליטים אלה עדיין רדיואקטיבי מתויג¹⁴. שבר זה קיים ב-AIF אך אינו זמין לספיגת רקמות. עבור כמה מנותבים מטבוליטים צריך להיקבע בדם או פלזמה שלם ו-AIF צריך לתקן. שלישית, תיקון נפיצה. פיזור נגרמת על ידי מספר גורמים, כולל (א) הפרש זמן שיטתי בין זמני הגעה מעקב ברקמה ביחס לאתר הדגימה ההיקפית (תיקון עיכוב) ו (ב) ואת הכהיית של הצורה של AIF, כמו הובלה מעקב בתוך מערכת הצינור מושפע להשהיה הראשונה הסדר (PT₁) קינטיקה. כמה תיקונים המבוססים על פירוק הוצעו, בעיקר מבוסס על המודל על ידי Iida ואח '¹⁵, אבל רובם רגישים לרעש. שיטת תיקון המהווה הרחבה ולכן היא נוטה פחות לרעש, הוצע על-ידי מונק ואח '¹⁶. המדידות הדרושות כדי להעריך את פרמטרי תיקון יש לבצע עבור כל שילוב של אבובים ומעקב בשימוש. תיקון נפיצה יש לעשות לפני תיקון זמן ההשהיה¹⁷. עם זאת, בעיקר תהליכים מהירים של רקמות העור מושפעים פיזור וזה הוכח גם, כי מידול של [¹⁸F] מחקרים fdg תיקון פיזור אינו הכרחי לחלוטין¹⁸. לכן, בדוגמאות שהוצגו, תיקון הפיזור של AIF לא הוחל.

כיול נאות של המינון באתר ובקרת האיכות הקבועה שלה הוא תנאי מוקדם לסוג הליכי הכיול הצולבים המוצגים כאן. עם זאת, אם הפעילות הניתנת לבעלי החיים נמדדת במינון זהה, כל סטייה בדיוק תבוטל, בתנאי שהסטייה תהיה קבועה וההליך המלא של כיול הצולב הסתיים, כולל nuclide-תיקונים ספציפיים (למשל, עבור שונים מחצית חיים או יחס הסתעפות שונים). באמצעות נוהל כיול כזה עבור הרמוניה מערכות PET/CT המשמשים בטיפול בריאות האדם ומחקר, דיוק של לפחות 5-10% יכול להיות מושגת^19,20.

ה-aifs המכוילים והמתוקן שנוצר על-ידי יישום מוצלח של פרוטוקול זה מאפשרים כימות של נתוני PET/CT לאפיון מודלים של מחלות בעלי חיים, בדיקות של אפשרויות טיפול חדשות, הקמת מדפים חדשים והעברת מ מנותבים קיימים למין אחר. לכאורה, בדיקת דם רציפה ב [¹⁸] fdg-PET/CT בחולדות מספק את המידע האמין ביותר עבור חישוב הקלט במידול ביו קינטי. על-ידי לקיחת בחשבון את חילוף החומרים הפרטני, במיוחד סיווג הכבד, הערכה מדויקת יותר של ההשפעות הפתולוגית או הרפואית הרלוונטית אפשרית. עם פרוטוקול זה מעשית, יעילות גבוהה יותר של ניתוח נתונים מראש לחיות מחמד/CT ניתן ליישום בקלות.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה

שם	חברה	מספר קטלוג	הערות
Sugery לשאנט עורקי
תחנת הרדמה	מפרצת גרופלר
	Aesculap	FT190T	5 מ"מ, כוח סגירה 70 גרם
מהדק בולדוג	Aesculap		35 מ"מ
מספריים דיסקציה BC165	Aesculap	490-866	משעמם, עבור הכנת עור
מחצלת
מזרק אינסולין	בראון		30G
מחזיק מחט	מדיקון	11.62.18	מיקרו כירורגית
לקליפים מפרצת	Aesculap	FT 470T	Yasargil
portex צינורות פוליאתן עדינים סמית	מדיקל	800/100/200	ID 0.58 מ"מ, OD 0.96 מ"מ; מיקרוסקופ כירורגי שווה ערך לצינורות PE50
עם מצלמה	Leica		M50 + MC120 HD
חוטי תפר 6.0			6.0,
חוטי תפר פוליפרופילן 3.0			3.0, נספגים, קלועים
שני מלקחיים אנטומיים	Hammacher Soling	HSC601-11	מיקרו כירורגיה, 45& מעלות;
מספריים לכלי הדם או הקרנית	Geuder	G19605	מספריים לניתוחים מיקרו
PET/CT הדמיה
כיול מינון ISOMED 2010	nivia instruments GmbH		למנות עוקב
Inveon PET/CT	Siemens
tracer (למשל 18F-FDG)
manuel דגימת דם
איסוף דם נימי צינור EDTA KABE	Labortechnik GmbH		GK 150 EDTA 200 µ l
מבחנות	SARSTEDT		5 מ"ל, 75 x 12 מ"מ, PS
באר נגד CAPTUS 700t	Capintec		manuel מדידת פעילות דם
<חזקה>דגימת דם אוטומטית
BD Venflon TM pro צנתר IV מוגן בטיחות; 18 G (1.3 מ"מ x 32 מ"מ)			BD 3932269 חיבורי לואר (להתאמה לחיבורי T)
דגימת דם טווליט שני	של swisstrace GmbH
בראון		4495101
הפרין			50U/ml לשטיפת צינור לפני הניסוי ושאיפה במהלך ניתוח קטטר
		היפודרמית	G23 x 1 1/4 אינץ' / 0.6 x 30 מ"מ
משאבת צינורות מבוקרת מיקרו-מעבד	Ismatec/Cole-Parmer	ISM596	12 גלילים, 2 ערוצים
מודול PSAMPLE של מחברי	PMOD PMOD
	Ismatec/Cole-Parmer	ISM569A	מ-ID 2.5 מ"מ עד ID 1.5 מ"מ
צינורות משאבת סיליקון	Ismatec/Cole-Parmer	070535-17-ND /SC0065N	למשאבת רולר (צהוב/כחול/צהוב קוטר פנימי 1.52 מ"מ, משקל 0.84 מ"מ, OD 3.2 מ"מ)
צינורות משאבת סיליקון - צינורות מתאם	Ismatec/Cole-Parmer	SC 0107	שחור/שחור/שחור קוטר פנימי 0.76 מ"מ, WT 0.86 מ"מ, OD: 2.48 מ"מ
T Piece או חיבורי T	Ismatec/Cole-Parmer	ISM 693A	קוטר פנימי 2.5 מ"מ