כתב יד זה מתאר שני פרוטוקולים לניהול רדיומעקב עבור FDG-PET (אינפוזיה קבועה ובולי עירוי פלוס) ומשווה אותם לניהול בולוס. הרזולוציות הטמפורלית של 16 s הם השגה באמצעות פרוטוקולים אלה.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
כתב יד זה מתאר שני פרוטוקולים לניהול רדיומעקב עבור FDG-PET (אינפוזיה קבועה ובולי עירוי פלוס) ומשווה אותם לניהול בולוס. הרזולוציות הטמפורלית של 16 s הם השגה באמצעות פרוטוקולים אלה.
טומוגרפיה פונקציונלית של פליטת פוזיטרון (fPET) מספקת שיטה למעקב אחר מטרות מולקולריות במוח האנושי. עם מתויג באופן אקטיבי של גלוקוז אנלוגי, 18F-fluordeאוקסימסוכר (fdg-fdg), כעת ניתן למדוד את הדינמיקה של חילוף החומרים גלוקוז עם רזולוציות הזמן מתקרבים אלה של דימות תהודה מגנטית תפקודית (fMRI). זה מדד ישיר של ספיגת גלוקוז יש פוטנציאל עצום להבנת תפקוד המוח נורמלית נורמלי בודק את ההשפעות של מחלות מטבולית ונוירוניווניות. עוד, ההתקדמות החדשה בחומרה MR-PET היברידית לאפשר ללכוד תנודות בגלוקוז ובחמצן בדם בו באמצעות fMRI ו-FDG-Fdg.
הרזולוציה הטמפורלית והאות לרעש של התמונות FDG-Fdg תלויה באופן ביקורתי בניהול המעקב אחר הרדיו. עבודה זו מציגה שני פרוטוקולי אינפוזיה מתמשכים חלופיים ומשווים אותם לגישת ההזנה המסורתית. היא מציגה שיטה לרכישת דגימות דם, לנעילת זמן PET, MRI, הגירוי ניסיוני, וניהול משלוח מעקב לא מסורתי. באמצעות גירוי חזותי, תוצאות הפרוטוקול מציגות מפות קורטיטיות של תגובת הגלוקוז לגירויים חיצוניים ברמה בודדת עם רזולוציה זמנית של 16 s.
טומוגרפיה של פליטת פוזיטרונים (PET) היא טכניקת דימות מולקולרי רב עוצמה המשמשת רבות בהגדרות קליניות ומחקר (ראו Heurling ואח '1 לסקירה מקיפה לאחרונה). המטרות המולקולריות שניתן לצלם באמצעות PET מוגבלות רק על ידי הזמינות של מכשירי רדיו, ומכשירי מעבר רבים פותחו לקולטנים עצביים של מטבוליזם התמונה, חלבונים, ואנזימים2,3. במדעי המוח, אחד מהרדיומשדרים הנפוצים ביותר הוא 18F-פלואורודיט גלוקוז (FDG-PET), אשר מודד ספיגת גלוקוז, מפורש בדרך כלל כמדד של מטבוליזם המוח של גלוקוז. המוח האנושי דורש אספקה קבועה ואמינה של גלוקוז כדי לספק את דרישות האנרגיה שלה4,5, ו 70-80% של מטבוליזם המוח של גלוקוז משמש על ידי נוירונים במהלך הילוכים סינפטית6. שינויים בחילוף החומרים לגלוקוז מוחין נחשבים ליזום ולתרום לתנאים רבים, כולל פסיכיאטרי, נוירוניווניות, והסכמי האינוים7,8,9. יתר על כן, כמו ספיגת fdg פרופורציונאלית לפעילות סינפטית10,11,12, הוא נחשב מדד ישיר יותר מבולבל פחות של פעילות עצבית בהשוואה דם נרחב יותר בשימוש הדמיה מגנטית תפקודית התלויה ברמת התהודה (BOLD-fMRI) תגובה. BOLD-fMRI הוא מדד עקיף של פעילות עצבית ומודד שינויים בהמוגלובין המודנטי המתרחשים לאחר מפל של שינויים נוירוכלי דם בעקבות פעילות עצבית.
רוב FDG-PET מחקרים של המוח האנושי לרכוש תמונות סטטיות של ספיגת גלוקוז מוחין. המשתתף נח בשקט למשך 10 דקות עם עיניהם פקוחות בחדר חשוך. מינון הרדיונותב המלא מנוהל כמנת על פני תקופה של שניות, והמשתתף מונח על 30 דקות נוספות. לאחר תקופת הספיגה, המשתתפים מוצבים במרכז הסורק PET, ותמונת PET המשקפת את התפלגות ה-FDG המצטברת במהלך המחזור של ספיגת הזמן והסריקה. לפיכך, הפעילות העצבית הסדורה באינדקס על-ידי תמונת PET מייצגת את הממוצע המצטבר של כל הפעילות הקוגניטיבית על פני תקופות ספיגה וסריקה ואינו ספציפי לפעילות קוגניטיבית במהלך הסריקה. שיטה זו סיפקה תובנה מצוינת לחילוף החומרים של המוח ותפקוד עצבי. עם זאת, הרזולוציה הטמפורלית שווה למשך הסריקה (לעתים קרובות ~ 45 דקות, מניב ביעילות מדידה סטטית של ספיגת גלוקוז; זה משווה באופן בלתי מוצדק לתגובה עצבית במהלך תהליכים קוגניטיביים וניסויים נפוצים בדימות מוחי. בשל הרזולוציה הטמפורלית המוגבלת, השיטה מספקת מדד לא ספציפי של ספיגת גלוקוז (כלומר, לא נעול לפעילות או תהליך קוגניטיבי) ואינו יכול לספק מדדים של שינויים בתוך הנושא, דבר שעלול להוביל למסקנות מדעיות שגויות בשל לפרדוקס של סימפסון13. פרדוקס סימפסון הוא תרחיש, שבו יחסים המוח התנהגות מחושב בין הנבדקים לא בהכרח מעיד על אותן יחסים נבדק בתוך הנבדקים. יתרה מזאת, נסיונות אחרונים להחיל אמצעי קישוריות פונקציונליים ל-FDG-PET יכולים רק למדוד קישוריות בין הנושאים. לפיכך, ניתן להשוות הבדלים בקישוריות בין קבוצות ולא ניתן לחשב אותן עבור נושאים בודדים. למרות שהוא נושא במחלוקת מה בדיוק הרוחב-נבדק מודד14, זה ברור כי מדדים מחושבים בין-אבל לא בתוך הנושאים לא ניתן להשתמש בסמנים עבור מצבי מחלה או משמש כדי לבחון את המקור של וריאציה בודדת.
בחמש השנים האחרונות, פיתוח ונגישות רחבה יותר של סורקי MRI בו בו-מחמד בו-מחדש גרם מחקר מחודש העניין FDG-PET הדמיה2 ב מדעי המוח קוגניטיבי. עם ההתפתחויות הללו, החוקרים התמקדו שיפור הרזולוציה הטמפורלית של FDG-PET לגשת לסטנדרטים של BOLD-fMRI (~ 0.5-2.5 s). שים לב כי הרזולוציה המרחבית של BOLD-fMRI יכול לגשת לרזולוציות subמילימטר אבל הרזולוציה המרחבית של FDG-PET מוגבלת באופן מהותי סביב 0.54 מ"מ רוחב מלא בחצי המקסימלי (FWHM) בשל טווח פוזיטרון15. הרכישות הדינמיות של FDG-PET, המשמשות לעתים קרובות קלינית, משתמשות בשיטת ניהול ההזנה ומשחזרים את נתוני מצב הרשימה לתוך סלים. השיטה הדינמית של FDG-PET מציעה רזולוציה זמנית של כ-100 s (לדוגמה, Tomasi ואח '16). זה בבירור הרבה יותר טוב בהשוואה FDG סטטי-PET הדמיה אבל הוא לא דומה BOLD-fMRI. בנוסף, החלון בו ניתן לבחון את תפקוד המוח מוגבל, משום שריכוז הפלסמה בדם של FDG מצטמצם זמן קצר לאחר ההזנה.
כדי להרחיב את החלון הנסיוני הזה, קומץ של מחקרים17,18,19,20,21 הסתגלו שיטת העירוי לרדיומעקב שהוצעה בעבר על ידי קרסון22, . עשריםואחד בשיטה זו, לפעמים מתואר "פונקציונלי FDG-PET" (FDG-fpet, מקביל ל-MRI מודגש-f), מכשיר הרדיו מנוהל כעירוי קבוע במהלך הסריקה של PET כולו (~ 90 דקות). המטרה של פרוטוקול האינפוזיה היא לשמור על אספקת פלזמה קבועה של FDG לעקוב אחר שינויים דינאמיים ספיגת גלוקוז לאורך זמן. במחקר הוכחת קונספט, Villien יין ואח '21 השתמשו בפרוטוקול אינפוזיה קבוע ו-MRI בו/fdg-fמחמד להראות שינויים דינאמיים ספיגת גלוקוז בתגובה גירוי שחמט עם ברזולוציה הטמפורלית של 60 s. מחקרים שלאחר מכן השתמשו בשיטה זו כדי להציג משימה נעולה FDG-fמחמד (כלומר, זמן נעול גירוי חיצוני19) ו-fdg-fהקשורות למשימה (כלומר, לא זמן-נעול הגירוי החיצוני17, 18) ספיגת גלוקוז. באמצעות שיטות אלה, FDG-fהחלטות הזמני לחיות מחמד של 60 s הושגו, אשר הוא שיפור משמעותי מעל שיטות בולוס. הנתונים הראשוניים מראים ששיטת האינפוזיה יכולה לספק רזולוציות בזמן של 20-60 עד19.
למרות התוצאות המבטיחות משיטת האינפוזיה המתמדת, העקומות הרדיואקטיביות של המחקרים האלה מראים ששיטת האינפוזיה אינה מספיקה כדי להגיע למצב יציב בתוך פרק הזמן של 90 דקות סריקה19,21. בנוסף להליך האינפוזיה הקבוע, קרסון22 הציע גם הליך בולוס/אינפוזיה היברידי, שבו המטרה היא להגיע במהירות שיווי משקל בתחילת הסריקה, ולאחר מכן לקיים את רמות רדיואקטיביות פלזמה בשיווי משקל ל משך הסריקה. Rischka ואח '20 לאחרונה להחיל את הטכניקה הזאת באמצעות 20% בולוס פלוס 80% אינפוזיה. כצפוי, הפונקציה של קלט העורקים עלתה במהירות מעל רמות בסיסיות והיא הייתה מתמשכת בקצב גבוה יותר, בהשוואה לתוצאות באמצעות נוהל אינפוזיה בלבד19,21.
מאמר זה מתאר את פרוטוקולי הרכישה להשגת רזולוציה גבוהה FDG-fסריקות PET באמצעות אינפוזיה בלבד ו-בולוס/אינפוזיה מעקב. פרוטוקולים אלה פותחו לשימוש בסביבת MRI בו-PET בו עם זמן הרכישה של 90-95 דקות19. בפרוטוקול, דגימות דם נלקחים לכמת סרום פלזמה רדיואקטיבית עבור הקוונפיקציה העוקבים של תמונות PET. בעוד המוקד של הפרוטוקול הוא יישום של שיטות אינפוזיה לדימות מוחי פונקציונלי באמצעות מודגש-fMRI/fdg-fחיית מחמד, שיטות אלה ניתן להחיל על כל מחקר fdg-fלחיות מחמד ללא קשר אם MRI סימולטני, BOLD-f MRI, טומוגרפיה ממוחשבת (CT), או תמונות נוירולוגיות אחרות נרכשים. איור 1 מציג את תרשים הזרימה של ההליכים בפרוטוקול זה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול זה נבדק ואושר על ידי ועדת האתיקה לחקר האדם של אוניברסיטת מונש (אישור מספר CF16/1108-2016000590) בהתאם להצהרה הלאומית האוסטרלית על התנהלות אתית במחקר האנושי24. הליכים פותחו בהדרכת פיזיקאי רפואי מוסמך, טכנלוג לרפואה גרעינית ורדיוגרף קליני. על החוקרים להתייחס למומחים המקומיים שלהם ולהנחיות לניהול קרינה מייננת בבני אדם.
1. ציוד נדרש וסגל
2. הכנה

3. סרוק את המשתתף
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
שיטות ספציפיות ללמידה
כאן, מדווחים פרטים ספציפיים ללמידה עבור תוצאות הנציג. פרטים אלה אינם קריטיים להליך וישתנו לאורך הלימודים.
משתתפים ותכנון משימות
משתתפים (n = 3, שולחן 2) עברו במקביל מודגש-f-MRI/fdg-fלימוד מחמד. כפי שכתב היד מתמקד בפרוטוקול רכישת PET, תוצאות ה-MRI אינן מדווחות. המשתתפים קיבלו 260 MBq של 18F-fdg במהלך הסריקה 95 דקות. משתתף 1...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
FDG-PET היא טכנולוגיה רבת עוצמה דימות המודד ספיגת גלוקוז, מדד של מטבוליזם המוח של גלוקוז. עד היום, רוב מחקרי מדעי המוח באמצעות FDG-PET להשתמש בגישה מסורתית לניהול ההזנה, עם רזולוציית תמונה סטטית המייצגת את האינטגרל של כל פעילות מטבולית במהלך הסריקה2. כתב יד זה מתאר שני פרוטוקולים חלופיים לניהול רדיומעקב: האינפוזיה בלבד (למשל, ויליין ואח ', ג'דאר ואח '19,21) ובולוס היברידי/אינפוזיה (למשל, rischka et al.20) פרוטוקולים...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים לא מצהירים. על ניגוד אינטרסים מקור המימון לא היה מעורב בתכנון המחקר, באיסוף, בניתוח ובפרשנות של נתונים.
ג ' ולדר נתמך על ידי המועצה האוסטרלי למחקר (ARC) חוקר הקריירה המוקדמת של דיסקברי (DECRA DE150100406). ג'דאר, וורד ו איגן נתמכים על ידי מרכז ה-ARC של מצוינות לתפקוד המוח האינטגרטיבי (CE114100007). צ'ן ולי נתמכות במימון קרן התרבות רגנור.
, ג'דאר, וורד, קארי. ומקנטייר עיצב את הפרוטוקול , קארי, מקנטייר, סאסו. ופאלון אספו את המידע , ג'דר, וורד, פרקס. וסאסו ניתחו את המידע ג'דאר, וורד, קארי ומקנטייר. כתבו את הטיוטה הראשונה של כתב היד כל המחברים סקרו ואישר את הגירסה הסופית.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| <חזק>ציוד לאיסוף דם | |||
| --12-15 שואבי אבק | בקטון דיקינסון, ניו ג'רזי ארה" | 364880 | הישארו באריזה סטרילית עד שיידרשו להכניס דם לשפופרת |
| ---12-15 צינורות איסוף דם 10 מ"ל LH | בקטון דיקינסון | 367526 | מסומן במספר הדגימה (למשל, S1, S2…) ולאחר מכן מסומן בזמן הדגימה (למשל, זמן 0 + x דקה [T0+x]) |
| --2-15 מזרק Terumo 10 מ"ל | Terumo Terumo Tokyo, Japan | SS+10L | אלה נערכים ביום המחקר ומכוסים באמפולה שהכילה את מי המלח |
| - 0.9% מי מלח מצוירים מראש שוטפים | פייזר, ניו יורק, ארה"ב | 61039117 | |
| --12-15 מזרקי טרומו 5 מ"ל | טרומו טוקיו, יפן | SS+05S | הישארו באריזה סטרילית עד שמוכנים למשוך דגימת דם |
| <חזק>בטיחות ובטיחות פסולת ציוד | 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). | ||
| - כפפות | Westlab, VIC, אוסטרליה | 663-219 | |
| - שקיות פסולת | Austar Packaging, VIC, אוסטרליה | YIW6090 | |
| - רפידות תחתונות לצ'לו ' בלויז' רפידות תחתונות 5 שכבות | Halyard Health, NSW, אוסטרליה | 2765A | |
| --Blue Sharpie pen | Sharpie, TN, ארה"ב | S30063 | |
| ><מזרקים במינון חזק | נשאר באריזה סטרילית עד שמוכן 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"ל | טרומו טוקיו, יפן | SS+05S | |
| - 20 מ"ל | טרומו טוקיו, יפן | SS+20L | |
| --50 מ"ל | טרומו טוקיו, יפן | SS*50LE- | |
| -1 מחט טרומו 18 מ" | טרומו טוקיו, יפן | NN+1838R | יש להישאר באריזה סטרילית עד שיהיה מוכן להזריק [18F]FDG לתוך שקית המלח |
| - שקית מלח 100 מ"ל 0.9% | Baxter Pharmaceutical, IL, USA | AHB1307 | יש להישאר באריזה סטרילית עד שיהיה מוכן להזרקה [18F]FDG |
| Radiochemistry Lab Supplies | |||
| --Heraeus Megafuge 16 צנטריפוגה; Rotor Bioshield 720 | ThermoScientific MA, ארה"ב | 75004230 | כוח צנטריפוגלי יחסי = 724 ההגדרות שלנו הן 2000 סל"ד למשך 5 דקות. עקומות האצה והאטה מוגדרות ל-8 |
| - מונה באר יחיד | Laboratory Technologies, Inc. IL, ארה"ב | 630-365-1000 | בקרת 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. |
| --Pipette | ISG Xacto, וינה, אוסטריה | LI10434 | אנחנו משתמשים ב-100-1000 μ L מוגדר ל-1000μL. הוא מכויל מדי שנה. |
| --12-15 צינורות ספירת פלזמה | טכנו PLAS; SA אוסטרליה | P10316SU | מסומן באותו אופן כמו צינורות הדם LH |
| - 12-15 קצות פיפטה | Expell Capp, דנמרק | 5130140-1 | |
| --3 מדפי מבחנה | גנריים | נבדקו עם מונה גייגר כדי לוודא שאין עליהם זיהום קרינה | |
| - בקבוק נפח 500 מ"ל ומים מזוקקים | גנרי | זקוק לכ-500 מ"ל מים מזוקקים כדי להכין את הייחוס לספירת גמא | |
| - שעונים מסונכרנים בחדר הסורקים, בקונסולה ובמעבדת הרדיוכימיה | גנריות | מתבצעות באופן שגרתי במתקן על בסיס שבועי | |
| - מוניטור המוגלובין | EKF אבחון קרדיף, בריטניה Haemo Control. | 3000-0810-6801 | בקרת איכות מומלצת על ידי היצרן שבוצעה לפני בדיקה על המשתתף' דגימת דם. |
| --גלוקומטר | Roche Accu-Chek | 6870252001 | Accu-Chek Performa משמש למדידת רמות הסוכר בדם של המשתתפים במילימול/ליטר. בקרת האיכות מתבצעת מדי יום באמצעות בדיקת בקרת תמיסה בריכוז גבוה ונמוך. |
| <ציוד חזק>שינון | בדוק את תאריכי התפוגה והכשיר את NMT להתכונן באופן אספטי לקנולציה. | ||
| --חוסם עורקים רגולטורי | CBC Classic Kimetec GmBH | K5020 | |
| --20, 22 ו-24 קנולות מד | בראון, Melsungen גרמניה | 4251644-03; 4251628-03; 4251601-03 | |
| --תחבושות TEGADERM | 3M, MN USA | 1624W | |
| - ספוגיות אלכוהול וכלורהקסידין | Reynard Health Supplies, NSW אוסטרליה | RHS408 | |
| --0.9% אמפולות מי מלח 10 מ"ל; עבור שוטף | פייזר, ניו יורק, ארה"ב | 61039117 | |
| --מזרקי 10 מ"ל | טרומו טוקיו, יפן | SS+10L | |
| ---ברז תלת כיווני | Becton Dickinson Connecta | 394600 | |
| --IV bung | Safsite Braun PA ארה"ב | 415068 | |
| -צינור הארכה אופציונלי, סט הארכת מיקרו-קדח | M Devices, דנמרק | IV054000 | |
| <חזק>סורק ציוד חדר- | |||
| -סימנס ביוגרף 3T mMR | סימנס, ארלנגן, גרמניה | ||
| - מגן מחסום עופרת נייד | Gammasonics | בהתאמה אישית | . ממוקם בקו גאוס 2000 עם גלגלים נעולים כדי לספק מיגון נוסף של הרדיואקטיביות המחוברת למשאבת העירוי. |
| משאבת עירוי BodyGuard 323 MR משאבת עירוי מותנית | קיסריה אלקטרוניקה רפואית | 300-040XP | תואמת MR. דגם זה מאושר לשימוש בסורקי 1.5 ו-3T ב-2000 גאוס עם גלגלים נעולים. |
| --צינורות משאבת אינפוזיה | קיסריה אלקטרוניקה רפואית | 100-163X2YNKS | צינורות הם סט מתן עם שסתום אנטי-סיפון ומנעול לואר זכר (REF 100-163X2YNKS). |
| --לבני עופרת | נבנה | נבדק עבור כוח תרגום פרומגנטי | |
| <חזק>ציוד אחר | |||
| --מגני מזרק | Biodex, ניו יורק ארה"ב | נבנה בהתאמה אישית | יש מגן מזרק טונגסטן 5 מ"ל 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 Frisker | Ludlum Measurements, Inc. TX USA | 48-4007 | זה מכויל מדי שנה ומשמש לניטור זיהום ופסולת פוטנציאליים. זה לא נלקח לסורק MR-PET. |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.