מחקרים מרובי מעקב של חמצן במוח ומטבוליזם של גלוקוז באמצעות סורק טומוגרפיה ממוחשבת של טומוגרפיה של פליטת פוזיטרונים בזמן טיסה

מטבוליזם של גלוקוז וחמצן במוח מעורב באופן הדוק בתהליכים פיזיולוגיים ופתולוגיים רבים במוח. המחקר שלנו עוזר להבין כיצד הוא מעורב בהזדקנות, והאם הוא מעכב ניוון ביולוגי עזר במוח. אנו משתמשים בטומוגרפיה של פליטת פוזיטרונים המסייעת ומאפשרת לנו לחקור את חילוף החומרים בבני אדם in vivo.

מדידות של חילוף החומרים במוח האנושי in vivo, דרשו באופן מסורתי טכניקות פולשניות, אפילו כולל צנתרים שהוחדרו לכלי המוח. ההדמיה שינתה את כל זה. כעת, PET ו-MRI הן שתי השיטות הנפוצות ביותר לחקר חילוף החומרים של המוח האנושי in vivo.

הפרוטוקול שלנו נותן מענה לצרכי מחקר לכימות מוחלט בחילוף החומרים, כך שניתן להשוות מדידות בעלות משמעות פיזיולוגית של נפח הדם, מיצוי החמצן ברקמות, זרימת הדם וקצב חילוף החומרים של ניצול הגלוקוז בין נבדקים, בין מחקרים ובין שיטות ומתודולוגיות. בהשוואה ל-SUVR, הפרוטוקול שלנו מספק מדידות פיזיולוגיות שניתן להעריך מול מידע קיים מהספרות שפורסמה. אלה מודיעים על מתודולוגיות עתידיות שעשויות להיות בעלות וריאציות של מכשור. והכי חשוב, המדידות שלנו אינפורמטיביות לגבי השונות באוכלוסיות המחקר האנושיות, במיוחד השונות הנגרמת על ידי תהליכי מחלה.

ההתקדמות שלנו בהדמיית PET מאפשרת לנו לחקור באופן ספציפי יותר כיצד חילוף החומרים של גלוקוז וחמצן מושפע באזורים ספציפיים במוח האנושי על ידי הזדקנות, מחלת אלצהיימר ומחלת החומר הלבן. הרזולוציה של סורקי PET חדישים ניתנת כעת להשוואה ל-MRI תפקודי, וזה מאפשר לנו לשלב את ההבנה שלנו לגבי חילוף החומרים והתפקוד של המוח בצורה רב-מודאלית.

[מגישה] כדי להתחיל, הכינו את מיכל אחסון הגז המוגן המצויד בכיול מינון פיקו-מד זרם. חבר את המפוח הניתן להרחבה לקו הניילון הקשיח בקוטר צר מהציקלוטרון ולצינור פולימרי פלסטי קשיח למחצה בקוטר גדול שנשמר מהודק, למעט במהלך המתן. הנח מסנן חלקיקים לוכד וירוסים בקו אחד עם הצינור בקוטר הגדול, והצמד פיה חד פעמית מפלסטיק לקצה הצינור. קבל תרופות רדיו-גזיות שנשלחו למיכל הגז ממתקן הציקלוטרון. התחל את הכנת סריקת ה-PET-CT על ידי יידוע המשתתף על החשיבות של הימנעות מתנועות ראש במהלך תהליך הסריקה. ודא שהמשתתף עוקב אחר כל הפרוטוקולים הסטנדרטיים לסריקת PET-CT אנושית. מקם את המשתתף כדי לאפשר מיקום ראש ראשון או רגליים תחילה. לאחר מכן, עזרו למשתתף לשכב על שולחן השער המונמך. לפני ששולחן השער עובר ללוח הסורק, בדוק את תקינות כל קווי העורקים והוורידים. שמור על חיבור רציף של קווי עורקים עם מקורות מלח בלחץ. בדוק את נוחות המשתתף על ידי הקפדה על ריפוד הולם למיקום הראש, הצוואר, עמוד השדרה, הירכיים וכיפוף הרגליים. לאחר שהמשתתף ממקם בנוחות את הראש על משענות ראש קצף מתכווננות באופן חופשי, הצמד את מצחו לשולחן השער באמצעות עטיפה אלסטית דביקה וניתנת להסרה עצמית. הנחו את המשתתף שוב להימנע מכל תנועת ראש במהלך הסריקה. תן לשולחן השער לעבור דרך קדח הסורק עד שהגפיים והגו של המשתתף נמצאים מעבר לשער ה-CT וראשו מרוכז בתוך הגשר. כעת, כשהמשתתף ממוקם כראוי בשער ה-CT, בצע את סריקת ה-CT. לאחר סיום סריקת ה-CT, העבירו את שולחן השער הלאה דרך קדח הסורק עד שראשו של המשתתף מונח במרכז שער ה-PET. המשך לביצוע סריקות CT ו-PET. עקוב והעריך באופן רציף את נוחות המשתתף במהלך הסריקה באמצעות תקשורת מילולית מינימלית. כדי להתחיל, מקם את משתתף המחקר בסורק PET-CT. כדי לתת את התרופות הרדיו-פרמצבטיות הגזיות כבולוסים, באמצעות כיול מינון פיקו-מד זרם, עקוב אחר הפעילות של כל גז המועבר למפוח הניתן להרחבה עד שיגיע לשיא, ולאחר מכן המתן עד שהפעילות תרד מתחת למינון המקסימלי של 55 מיליקורי המותר על ידי הוועדה לחקר תרופות רדיואקטיביות. התחל בסריקה מיד לפני תחילת השאיפה כדי להבטיח את רכישת תחילת עקומת הזמן-פעילות. השג שש עד שבע דקות של עקומת פעילות זמן לפליטות עם הגדרת המסגרת המוצגת על המסך. לאחר הנחת הפיה בפיו של המשתתף, בקשו ממנו ליצור אטימה הדוקה סביב הפיה עם השפתיים לפני השאיפה ככל האפשר. בקשו מהם לעצור את נשימתם לכמה שניות כדי לאפשר לריאות לספוג את התרופות הרדיו-פרמצבטיות. בקשו מהמשתתף לנשוף שוב דרך הצינור, ולנשוף שאריות רדיו-פרמצבטיות גזיות בחזרה לתוך המפוח. לאחר הידוק מחדש של הצינור, אחזר אותו מהמשתתף. עקוב אחר פעילות הגז במפוח מתחילת השאיפה ועד סוף הנשיפה. חשב את המינון הכולל הניתן לפי ההבדל בפעילויות ושאפו למינון כולל העולה על 20 מיליקורי. עקוב אחר מדידות עורקים עבור עקומות פעילות זמן נומינליות לאחר מתן מינוני הגז הרצויים. לאחר מיקום משתתף המחקר בסורק PET-CT, הכינו את כל המכשירים הדרושים למדידות עורקים של פעילויות רדיו-פרמצבטיות. ודא את תקינות כל החיבורים ובדוק את ההתחלה כדי לוודא שלא ייכנסו בועות אוויר לעורק הרדיאלי או יפריעו לשאיבה פריסטלטית בזמן שאיבת הדם. עבור גלאי הגמא, השתמש בערכות הארכת קטטר מיקרו-קדח מתאימות. הגדר את מגבלת לחץ החסימה המקסימלית המותרת עבור המשאבה הפריסטלטית, ואם מדובר במשאבת עירוי הפועלת עם כיווני זרימה הפוכים, בחר את קצב הזרימה המינימלי כדי לשמור על הכלי פתוח. מיד לפני מתן תרופות רדיו-פרמצבטיות, סגור את תא העצירה לשקית הלחץ והפעל את המשאבה במהירות של 300 מיליליטר לשעה. אשר את שאיבת הדם מהעורק הרדיאלי ואת מעברו דרך ערכות צנתר מאריך לגלאי הגמא ולמשאבת האיסוף. בזמן שאיבה במהירות של 300 מיליליטר לשעה, בדוק את מדידות הפעילות בגלאי הגמא עבור כל רדיו-פרמצבטיקה הניתנת לזמן המתאים, בהתאם לעוקב הרדיו המסוים. לאחר כל מדידת עורקים, הגדר מחדש את קווי העורקים כדי לשטוף את צנתר העורק הרדיאלי, ולאחר מכן את מעגל קו האספקה לגלאי הגמא ולמשאבה. עבור המעגל המבודד דרך המשאבה, הגדר את קצב המשאבה על 300 מיליליטר לשעה. התרופות הרדיו-פרמצבטיות שניתנו שולבו בקלות במפות לא כמותיות של פעילויות ספציפיות. עקומות פעילות זמן של המוח כולו עזרו לזהות תנועות ראש משמעותיות וסיפקו מאפיינים אופייניים של עוקבים לאחר תיקון דעיכה.