動物モデルを含むすべての手順は、地元の施設動物管理委員会とJoVE獣医審査委員会によって審査されています。
1.片側総頸動脈(CCA)結紮
滅菌された手術器具と材料を便利に配置して滅菌フィールドを準備します。温度プローブをパッドにしっかりと配置して、加熱パッドが37°Cに温められていることを確認します。手術部位を覆うために、必ず滅菌ドレープを使用してください。 動物(イソフルラン、0.5〜1 L / minで空気中で1〜3%)を麻酔し、尾を反対側に向けて動物を仰臥位に置きます。つま先をつまんで麻酔を確認してください - 動物が適切に麻酔されている場合、これは反応を引き出さないはずです。眼科用軟膏を目に塗ります。 綿棒1〜2本を使用して、首の下から胸の上部に脱毛クリームを塗ります。1〜3分待ってから、濡れたガーゼまたはアルコール綿棒を使用して髪とクリームを取り除きます。ベタジンで切開部を内側から外側に円形に綿棒で拭き取り、滅菌手術用手袋に交換します。 手術用ハサミを使用して、首の下部の正中線に沿って約1cmを切開します。手術用ハサミを使用して、外側の皮膚を周囲の筋膜から慎重に分離します。 2つのMcPhersonマイクロ虹彩縫合鉗子を使用して、右総頸動脈を筋膜から分離し、静脈の損傷や迷走神経の乱れを避けるように注意します。 右側の鉗子を使用して、右側のCCAを安定した位置に外部に押し出します。乾燥を防ぐために生理食塩水を数滴塗ります。適切な長さ(2〜3 cm)の6-0シルク縫合糸を右のCCAの下に通し、二重の正方形の結び目を使用して結紮します。オプションで、6-0シルク縫合糸の2番目の長さを使用して再度結紮します。 右CCAを再配置し、滅菌スポンジ先端スワブを使用して開口部から余分な液体を洗浄します。6-0シルク縫合糸で切開部を閉じます。リドカインを7 mg / kgまで局所的に適用します。. 動物が麻酔から回復するまで歩行可能(約30分)にし、動物がイメージングの準備ができるまで術後モニタリングを行います。 2. イメージングの準備:システムおよびハードウェアチェック
MRIおよびPETシステムのハードウェアとソフトウェアをセットアップし、その機能を確認します。すべての物理接続がセキュリティで保護され、ソフトウェア設定が適切に選択されていることを確認します。空冷システムを使用して、PETシステムが規定の動作温度である5°Cにあることを確認します。 PETシステムをMRIボア内に取り付け、既知の軸方向オフセットを使用してPETとMRIの視野(FOV)の中心を位置合わせします。MRIコイルをPETシステムのボア内に取り付け、PETシステムとMRI磁石の中心にコイルを中央に配置します。 電源とバイアス電圧のPET電子機器をオンにします(注:手順は機器によって異なります)。68Geシリンダーを使用してクイックスキャン(5分)を実行し、結果のシノグラムをチェックして、すべての検出器が動作していることを確認します。 オプションで、共レジストレーションの目的でPET/MRI変換マトリックスに使用するデータを取得する:3次元ファントム(、例: 、3つの充填球)に200μCiの18F水溶液を充填し、PETで15分間取得します。解剖学的MRIデータの取得:スキャンコントロールウィンドウで、マルチスライスマルチエコー(MSME)シーケンスを選択します(表1 を参照)。3つの主要な方向(軸方向、矢状方向、冠状方向)すべてについて繰り返します。 輸液ポンプの設定と動作を確認してください。ポンプを毎分4.44μlに設定すると、45分間の常時注入で総量は200μlになり、これは20gの動物での静脈内(i.v.)注射の一般的な推奨限界です。 ヒーターの動作を確認し、動物を暖かく保つのに十分な温度出力(37°C)であることを確認してください。動物のベッドに動物を配置する準備として、体温と呼吸のモニタリングが機能していることを確認します。 圧縮空気源をオフにし、O2およびN2源をオンにした状態で電源を入れて、O2およびN2流量計(0.5 L / minの場合:57.2 mg / minのO2と0.575 g / minのN2)の動作を確認します。流量計を損傷するリスクを避けるために、十分な入力圧力なしに流量計をオンにしないでください。 イソフルラン気化器が十分に充填されていることを確認してください。イメージングの前に、イソフルラン麻酔の流れを1-2%および0.5〜1 L / minで開始します. 麻酔、呼吸パッド、およびヒーターシステムがしっかりと機能していることを確認して、動物のベッドを準備します。PET/MRIの同時レジストレーション精度を高めるために、基準マーカー(、例えば 、イメージング用に注入されたのと同様の濃度で放射性トレーサーを充填した毛細管)を視野内の動物床に取り付けることができます。 3. イメージングワークフロー
必要な機器のチェックがすべて完了したら、次のようにイメージングに進みます:
イソフルランで動物を麻酔し、ヘパリン化生理食塩水(0.5 mlヘパリン、1,000 USP / ml、 生理食塩水10ml)。動物や尻尾を温めると、カテーテルの挿入精度が向上する場合があります。オプションで、挿入部位にシアノアクリレート接着剤を一滴垂らして、IVラインを固定します。 準備した動物用ベッドに動物を移します。動物の頭がしっかりと固定されていることを確認し、上切歯を歯のバーで固定し、使用する場合は耳のバーを所定の位置に取り付けます。 眼科用軟膏を目に塗布して乾燥を防ぎます。直腸プローブ温度計を挿入します。温度と呼吸の測定値が機能していることを確認します。 適切な長さ(PE-10チューブの場合は約3 m、容量は200 μl)のヘパリン処理PE-10チューブに注入する放射性トレーサーの線量(200 μl中約600 μCi)を引き出します。このチューブの一方の端を輸液ポンプシリンジに接続し、もう一方の端を尾静脈カテーテルラインに接続し、チューブに穴を開けないように注意してください。 MRIコイルやラインやケーブル、特に麻酔チューブの位置を乱さないように、動物用ベッドを磁石の穴に前方にスライドさせます。脳の中心がMRIコイル、PETシステム、およびMRI磁石の中心と揃っていることを確認します。 コイルの調整ノブを回してMRIコイルのチューニングとマッチングを実行し、高出力プリアンプの表示を観察してインピーダンス(コイルの仕様を確認)と周波数(7テスラで1Hで300MHz)のミスマッチを最小限に抑えます。 (MRI検査)チューニングとマッチングの後、スカウト画像を取得します:Rapid Imaging with Refocused Echoes(RARE)トライパイロットシーケンスを選択し、スキャンコントロールウィンドウからシーケンスを実行します。動物の位置決めを確認し、必要に応じて手順3.5と3.6を繰り返します。シムをゼロ値にリセットします。 (MRI検査)脳内のボリュームで局所化された点分解分光スキャン(PRESS)を取得する:寸法が3.9 mm×6 mm×9 mmの長方形のボリュームでPRESSシーケンス(表1 を参照)を実行します。CalcLineWidth マクロ コマンドを使用して、水線の幅を確認します。半値全幅 (FWHM) が許容できる値 (、例: 0.2 ppm) の場合は、手順 3.10 に進みます。そうでない場合は、手順 3.9 に進みます。 (MRI検査)フィールドマップの取得:FieldMapシーケンスを実行します(表1 を参照)。結果のデータをマルチアングル投影シム (MAPSHIM) に使用するには、MAPSHIM マクロ コマンドを実行し、線形と 2 次 (z2) のローカル調整を選択します。手順3.8を繰り返します。 (MRI検査)拡散強調イメージング(DWI)スキャンのスライスプランを配置します(表1 を参照):ジオメトリエディターを使用して、取得FOVが脳内で目的の対象ボリュームを取得するように配置されていることを確認します。結果のスライスプランが希望どおりに整列している場合は、このスライスプランをスキャン制御ウィンドウでコピーして、後続のすべてのDWIスキャンに使用します。買収を開始します。 (ペット)PETの取得を準備し、開始する準備ができたら、輸液ポンプを始動します。カテーテルからの生理食塩水が注入される所定の遅延の後、放射性トレーサーの侵入を捕捉するために、PET取得を開始します(表1 を参照)。カウント率を監視し、成功した注射を示すカウントの段階的な増加を探します。. 10〜15分後、ステップ3.12と同時に低酸素チャレンジを開始します。低酸素チャレンジを開始するには、医療用空気の流れをオフにし、すぐにO2およびN2流量計の電源を入れ、所定の設定で8%の酸素と92%の窒素を供給し、イソフルランを0.8%に減らします。入力圧力なしで流量計の電源を入れないでください 。 (MRI検査)ステップ3.12と同時に、ステップ3.10で準備したDWI取得を開始します(スキャン「H1」)。 (MRI検査)スキャンH1が完了した直後に、ステップ3.10で準備したDWI取得(スキャン「H2」)を開始します。流量計の電源を切り、医療用空気の流れを回復し、生理学的モニタリングに基づいてイソフルラン濃度を適切な値に戻すことで、低酸素の課題を解消します。 (MRI検査)ステップ3.10で準備した低酸素症後のDWIスキャンを取得します。このスキャンが完了したら、輸液ポンプの電源を切ります。 (MRI検査)軸面と矢状面の解剖学的画像を取得します。スキャン制御ウィンドウで、MSMEシーケンスを選択します(表1 を参照)。ジオメトリ エディターを使用して、取得 FOV が脳をカバーしていることを確認します。 動物を取り出し、歩行時にはケージに戻り、罹患率の兆候を監視し、必要に応じてCO2の投与で安楽死させ、その後二次的な方法として子宮頸部脱臼を行います。 テーブル 1.プロトコルに記載されているスキャンのMRIパルスシーケンスパラメータ、およびPET取得、ヒストグラム、および再構成パラメータ。
イメージング取得パラメータとハードウェア取得 拡散MRI (EPI-DWI) 取得時間 15分 マトリックスサイズ 256 x64 スライス 10 FOV 30 x 14 x 8 mm ボクセルサイズ 00 x 0.117 x 0.219 x 0.8 mm 有効スペクトル帯域幅 150 kHz TE 41 ミリ秒 TR 3,000 ミリ秒 平均 6 k-space segments 16 b-values 0, 400, 800 sec/mm2 解剖学的MRI(MSME) 取得時間 5 min マトリックスサイズ 256 x 256 スライス 16 FOV 30 x 22 x 12.8 mm ボクセルサイズ 0.117 x 0.086 x 0.8 mm TE 14 ミリ秒 TR 1,000ミリ秒 平均 1 繰り返し 1 点分解分光
スキャン(プレス)
取得時間 15 s ボクセルサイズ 3.9 x 6 x 9 mm TE 20 ミリ秒 TR 2,500 ミリ秒 平均 6 フィールドマップ 取得時間 1 分 21 秒 1st TE 1.49 ミリ秒 2nd TE 5.49 ミリ秒 TR 20ミリ秒 平均 1 PET取得、ヒストグラム、
および再構成パラメータ
トレーサー [18F]FDG 注入率 44 μL/min 取得時間 60 分 スライスあたりの画像サイズ 128 x 128 スライス 99 ボクセルサイズ 0.4 x 0.4 x0.6 mm ダイナミックフレーミング 12 x 300 秒 再構成タイプ OS-MLEM (6 サブセット、6 イテレーション)
