Radiotracer Administration for High Temporal Resolution Positron Emission Tomoography of the Human Brain: Application to FDG-fPET

Sommario

Questo manoscritto descrive due protocolli di amministrazione del radiotracer per FDG-PET (infusione costante e bolus plus infusione) e li confronta con l'amministrazione del bolo. Le risoluzioni temporali di 16 s sono realizzabili utilizzando questi protocolli.

Abstract

La tomografia funzionale a emissione di positroni (fPET) fornisce un metodo per tracciare obiettivi molecolari nel cervello umano. Con un analogo al glucosio etichettato radioattivamente, ¹⁸F-fluordeoxyglucose (FDG-fPET), è ora possibile misurare la dinamica del metabolismo del glucosio con risoluzioni temporali che si avvicinano a quelle della risonanza magnetica funzionale (fMRI). Questa misura diretta dell'assorbimento del glucosio ha un enorme potenziale per comprendere la normale e anormale funzione cerebrale e sondare gli effetti delle malattie metaboliche e neurodegenerative. Inoltre, i nuovi progressi nell'hardware ibrido MR-PET consentono di cogliere le fluttuazioni del glucosio e dell'ossigenazione del sangue contemporaneamente utilizzando fMRI e FDG-fPET.

La risoluzione temporale e il segnale al rumore delle immagini FDG-fPET dipendono in modo critico dalla somministrazione del radiotracer. Questo lavoro presenta due protocolli alternativi di infusione continua e li confronta con un approccio tradizionale al bolo. Presenta un metodo per l'acquisizione di campioni di sangue, PET di blocco del tempo, risonanza magnetica, stimolo sperimentale e la somministrazione di traccianti non tradizionali. Utilizzando uno stimolo visivo, i risultati del protocollo mostrano le mappe corticali della risposta del glucosio a stimoli esterni a livello individuale con una risoluzione temporale di 16 s.

Introduzione

La tomografia a emissione di positroni (PET) è una potente tecnica di imaging molecolare ampiamente utilizzata sia in ambito clinico che di ricerca (vedere Heurling et al.¹ per una recente revisione completa). Gli obiettivi molecolari che possono essere immagine utilizzando PET sono limitati solo dalla disponibilità di radiotracciatori, e numerosi traccianti sono stati sviluppati per l'immagine di recettori del metabolismo neurale, proteine ed enzimi^2,3. Nelle neuroscienze, uno dei radiotracciatori più utilizzati è ¹⁸F-fluorodeoxyglucose (FDG-PET), che misura l'assorbimento d....

Protocollo

Questo protocollo è stato rivisto e approvato dal Comitato Etico della Ricerca Umana dell'Università di Monash (numero di approvazione CF16/1108 - 2016000590) in conformità con la dichiarazione nazionale australiana sulla condotta etica nella ricerca umana²⁴. Le procedure sono state sviluppate sotto la guida di un fisico medico accreditato, tecnologo di medicina nucleare e radiografo clinico. I ricercatori dovrebbero fare riferimento ai loro esperti locali e linee guida per la somministrazione di radiazioni ionizzanti negli esseri umani.

1. Attrezzature e personale necessari

1. Vedere la Tabella dei ma....

Risultati

Metodi specifici dello studio
Qui vengono riportati i dettagli specifici dello studio per i risultati rappresentativi. Questi dettagli non sono critici per la procedura e variano a seconda degli studi.

Partecipanti e progettazione delle attività
I partecipanti (n - 3, tabella 2) hanno subito uno studio simultaneo BOLD-fMRI/FDG-fPET. Poiché questo manoscri.......

Discussione

FDG-PET è una potente tecnologia di imaging che misura l'assorbimento del glucosio, un indice del metabolismo del glucosio cerebrale. Ad oggi, la maggior parte degli studi di neuroscienze che utilizzano FDG-PET utilizzano un approccio tradizionale di somministrazione di bolus, con una risoluzione statica dell'immagine che rappresenta l'integrale di tutta l'attività metabolica nel corso della scansione². Questo manoscritto descrive due protocolli alternativi di amministrazione dei radiotracer: i pr.......

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo

Nome	Azienda	Numero di catalogo	Commenti
Apparecchiature per la raccolta del sangue
--12-15 vacutainers	Becton Dickinson, NJ USA	364880	Rimanere in confezione sterile fino a quando non è necessario mettere il sangue in provetta
--12-15 10mL LH provette per la raccolta del sangue	Becton Dickinson	367526	Contrassegnato con il numero del campione (ad esempio, S1, S2…) e successivamente contrassegnato con il tempo del campione (ad esempio, tempo 0 + x min [T0+x])
--2-15 10mL Siringa Terumo	Terumo Tokyo, Giappone	SS+10L	Questi sono redatti il giorno dello studio e tappati con la fiala che conteneva la soluzione salina
- pre-prelevato 0,9% soluzione salina lava	Pfizer, NY, USA	61039117
--12-15 Siringhe Terumo da 5 ml	Terumo Tokyo, Giappone	SS+05S	Rimanere in confezione sterile fino al momento del prelievo di un campione di sangue
Sicurezza & Rifiuti Attrezzature			Tutti gli oggetti disposti su una sedia di plastica all'interno della sala scanner sullo stesso lato del braccio da cui verranno prelevati i campioni di sangue. Sacchetti per rifiuti a rischio biologico e non a rischio biologico da utilizzare. Guanti e sacchetti per i rifiuti devono essere facilmente accessibili durante la preparazione della radioattività nell'area di dispensazione e durante il pipettaggio dei campioni di plasma. Sacchetti per rifiuti a rischio biologico e non a rischio biologico da utilizzare. Tutti i rifiuti prodotti vengono controllati con il contatore Geiger per garantire che i rifiuti contaminati radioattivi siano stoccati fino a quando non sono sicuri per essere smaltiti secondo le linee guida dell'Australian Radiation Protection and Nuclear Safety Agency (APRANSA) per la serie di radioprotezione n. 6 (2017).
-- Guanti	Westlab, VIC, Australia	663-219
-- sacchetti per rifiuti	Austar Packaging, VIC, Australia	YIW6090
--sottocuscini per violoncello ' Blueys' Underpads 5 Ply	Halyard Health, NSW, Australia	2765A
--Blue Sharpie pen	Sharpie, TN, USA	S30063
Dose Syringes			Rimanere in confezione sterile fino al momento dell'uso. Tutte le siringhe utilizzate in questa struttura hanno una capacità di volume aggiuntiva del 20% rispetto al volume indicato sulla confezione. Questo è importante per la siringa da 50 ml in cui viene utilizzata la capacità totale di 60 ml
: 5 ml	Terumo Tokyo, Giappone	SS+05S
: 20 ml	Terumo Tokyo, Giappone	SS+20 litri
, 50 ml	Terumo Tokyo, Giappone	SS*50LE-
-1 ago Terumo calibro 18	Terumo Tokyo, Giappone	NN+1838R	Rimanere in confezione sterile fino al momento dell'iniezione di [18F]FDG nella sacca di soluzione fisiologica
--100mL 0,9% di soluzione salina	Baxter Pharmaceutical, IL, USA	Rimanere in confezione sterile fino al momento dell'iniezione di [18F]FDG
Radiochemistry Lab Supplies
--Heraeus Megafuge 16 centrifuge; Rotore Bioshield 720	ThermoScientific MA, USA	75004230	Forza centrifuga relativa = 724 Le nostre impostazioni sono 2000 giri/min per 5 minuti. Curve di accelerazione e decelerazione impostate su 8
--Contatore a pozzetto singolo	Laboratory Technologies, Inc. IL, USA	630-365-1000	Controllo di qualità giornaliero completo (include il conteggio dei fondi) e protocollo impostato su 18F e 4 minuti. La calibrazione incrociata viene eseguita tra il contatore dei pozzetti, il calibratore di dose e lo scanner su base bimestrale.
--Pipetta	ISG Xacto, Vienna, Austria	LI10434	Usiamo un 100-1000 μ L impostato su 1000μL. Viene calibrato annualmente.
--12-15 tubi per conteggio al plasma	Techno PLAS; SA Australia	P10316SU	Contrassegnato allo stesso modo delle provette per sangue LH
- 12-15 puntali per pipette	Expell Capp, Danimarca	5130140-1
- 3 rack per provette	Generico		Controllato con un contatore Geiger per assicurarsi che non vi siano contaminazioni da radiazioni su di esse
- Pallone volumetrico da 500 ml e acqua distillata	Generico		Sono necessari circa 500 ml di acqua distillata per preparare il riferimento per il conteggio gamma
--Orologi sincronizzati nella sala scanner, nella console e nel laboratorio di radiochimica	generici		vengono eseguiti di routine nella struttura su base settimanale
--Monitor dell'emoglobina	EKF Diagnostic Cardiff, Regno Unito Controllo dell'emologia.	3000-0810-6801	Controllo di qualità raccomandato dal produttore eseguito prima del test sul partecipante .
--Glucometro	Roche Accu-Chek	6870252001	Accu-Chek Performa viene utilizzato per misurare i livelli di zucchero nel sangue dei partecipanti in mmol/L. Il controllo di qualità viene eseguito quotidianamente utilizzando il test di controllo della soluzione ad alta e bassa concentrazione.
Attrezzatura incannulante			Controllare le date di scadenza e addestrare la NMT a prepararsi in modo asettico per l'incannulamento.
--Laccio emostatico di regolazione	CBC Classic Kimetec GmBH	K5020
--Cannule calibro 20, 22 e 24	Braun, Melsungen Germania	4251644-03; 4251628-03; 4251601-03
--Medicazioni tegaderm	3M, MN USA	1624W
--tamponi di alcol e clorexidina	Reynard Health Supplies, NSW Australia	RHS408
--Fiale da 10 ml di soluzione salina allo 0,9%; per lava	Pfizer, NY, USA	61039117
--Siringhe da 10 ml	Terumo Tokyo, Giappone	SS+10L
--Rubinetto a 3 vie	Becton Dickinson Connecta	394600
--Tappo per flebo	Safsite Braun PA USA	415068
--Tubo di prolunga opzionale, set di prolunga microbore	M Devices, Danimarca	IV054000
Scanner Attrezzature per ambienti
--Siemens Biograph 3T mMR	Siemens, Erlangen, Germania
--Schermo barriera al piombo portatile	Gammasonics	costruito su misura	. Posizionato sulla linea 2000 Gauss con le ruote bloccate per fornire una schermatura aggiuntiva della radioattività collegata alla pompa di infusione.
--Pompa di infusione BodyGuard 323 MR-condizionale	Caesarea Medical Electronics	300-040XP	compatibile con MR. Questo modello è autorizzato per l'uso su scanner 1.5 e 3T a 2000 Gauss con ruote bloccate.
--Tubo per pompa di infusione	Caesarea Medical Electronics	100-163X2YNKS	Il tubo è un set di somministrazione con valvola antisifone e luer lock maschio (REF 100-163X2YNKS).
--Mattoni di piombo	Costruito		Testato per la forza traslazionale ferromagnetica
Altre apparecchiature
--Scudi per siringhe Biodex	, NY USA	Costruito su misura	C'è uno scudo per siringhe di tungsteno da 5 ml che è sicuro per la risonanza magnetica, così come uno scudo in piombo da 50 ml che è stato testato per l'attrazione ferromagnetica prima dell'uso nello scanner MR-PET. Viene utilizzato per trasportare la dose radioattiva dal laboratorio di radiochimica allo scanner per ridurre al minimo l'esposizione alle radiazioni alla NMT.
--Contatore Geiger Modello 26-1 Integrato Frisker	Ludlum Measurements, Inc. TX USA	48-4007	Questo viene calibrato annualmente e utilizzato per monitorare potenziali contaminazioni e rifiuti. Non viene inserito nello scanner MR-PET.

AHB1307 I controlli di sincronizzazione Scudo barriera al piombo MR-condizionale pompa su misura