小動物陽電子放出断層撮影/コンピュータ断層撮影における連続的な血液サンプリングにより、動脈入力機能の測定が可能

このビデオでは、連続血液サンプリングのためのプロトコルが提供されています。血液放射能は、体外動シャントを用いてPET/CTと並行して測定される。これにより、PET/CTデータのその後の定量のための動脈入力機能が生成され、後で正確なバイオキネティックモデリングが可能になります。

このプロトコルの主な利点は、それが再現性、最小限の失血を生成し、動脈入力機能の時間的解像度の高精度を容易にすることです。血液の活性濃度の決定に使用される測定装置の全てをクロスキャリブレーションすることが不可欠である。手順のデモンストレーションは、私たちの研究室の技術者であるアン・モラーです。

12時間の断食ラットでつま先ピンチへの応答の欠如を確認した後、動物の外科側の脚と鼠径部を剃り、追加の消毒剤で露出した皮膚を浄化する。動物の目に軟膏を塗布し、体温の継続的なモニタリングと維持のための直腸プローブを配置します。ラットの手足を作業面にテープで貼り付け、粘膜消毒剤で手術部位を消毒する。

鼠径部で約20ミリメートルの切開を行い、細かい皮膚層を解剖して大腿静脈、動脈、神経を露出させます。大腿静脈と動脈の下に2つの細かいフィラメントを置き、遠位フィラメントで血管をリゲートします。ブルドッグクランプで船舶を張力の下に保持し、近位縫合糸フィラメントを使用して、結び目のないブルドッグクランプで容器を緊張させます。

近位動脈瘤クランプで静脈をブルドッグクランプで縫合糸から2〜3ミリメートル遠位にブロックし、角膜はさみを使用して血管径の1/3の切開を行います。容器の切開は私達の議定書の最も重要なステップである。角膜はさみのような微小手術器具を使用し、慎重に45度の角度で容器を切断することを確認してください。

滅菌綿棒を使用して漏れた血液を取り除き、鈍い鉗子で静脈を拡張します。容器を開いたままにして、尖ったカテーテルを動脈瘤クリップまで近位方向の静脈に挿入する。動脈瘤クリップを開き、カテーテルをもう2〜3センチメートル押します。

カテーテルが正しく配置されていれば、血液がカテーテルに流れ込みます。2つの近位結び目でカテーテルを固定します。カテーテルを介して100マイクロリットルのヘパリン化生理食塩水を洗い流し、吸引し、カテーテルの機能性を確認するためにインスリン注射器を使用してください。

その後、静脈のためにちょうど実証したように、動脈にカテーテルを置き、縫合糸で脚を閉じます。手順を実証することは、私たちの研究室の技術者ジョアンナ・フォースターです。画像取得のために、動物をシャトルベッドパレットの頭を起こしやすい位置に置き、シャトルベッドを注入のために拡張ベッド位置に移動します。

カテーテルをシャントシステムに接続し、1分あたり1.52ミリリットルの流量で蠕動ポンプを起動し、シャントシステムを動物の血液で満たします。シャトルベッドを陽電子放出断層撮影、またはPET検出リングの視野の中心に移動し、オンライン血液サンプリングシステムを開始します。次に、PET/コンピュータ断層撮影(CT)のワークフローを開始します。

60秒後、Tピースを介して静脈内に約22メガベクレル用量の1ミリリットルに0.5〜1ミリリットル注入する。約150マイクロリットルのヘパリン化食塩水でTピースを洗い流します。PET放出取得の場合は、時間による取得オプションを3、600秒に設定し、研究同位体としてF-18を選択します。

エネルギーレベルとして350~650キロ電子ボルトを、タイミングウィンドウとして3,438ナノ秒を使用します。CT 取得では、取得オプションで減衰スキャンを選択し、投影設定フィールドで半回転の 180 投影を選択します。視野と解像度の設定では、倍率として低、275ミリメートル軸走査長を持つ結合に4 x 4、半軸電荷結合デバイスサイズとして3、328ピクセルを選択します。

[露出設定]フィールドで、電流に 500 マイクロアンペア、電圧に 80 キロボルト、露光時間に 180 ミリ秒を設定します。次に、次の 60 分間に動的 PET を取得し、続いて PET イメージングの最後に CT スキャンを行います。PET エミッション ヒストグラムの場合は、ダイナミック フレーミングとして 20 フレームのシリーズを設定し、遅延の減算を選択します。

[詳細設定] フィールドで、128 を正時幅として、スパンとして 3 つ、リングの差とデッド タイムの補正として 79 を選択します。PET の再構築では、2 次元順序付きサブセットの予想最大の最大化を使用し、4 つの反復でスキャッター ソノグラムを適用および保存し、再構成アルゴリズムとして Rebization 用のフーリエを使用します。次に、行列サイズとして 128 % 128 を選択し、1 つをイメージズームとして使用し、フレームとセグメントのすべてに対してすべてを選択します。

手動血液サンプリング30、60、90、600、および1,800秒後の撮像処理を開始した場合、第1の3方向弁を開く。トレーサー注射の30秒後に、100マイクロリットルの動脈血をEDTA毛細血管採血管に集める。全血の活性を測定するには、サンプルをウェルカウンターにロードし、手動血液サンプリングの各時点の全血の活性をミリリットル当たりのキロベクレルで計算できるようにします。

オンライン血液サンプリングの場合は、チューブガイドを使用してチューブを検出器に配置し、血液サンプラーソフトウェアを開始します。取得インターフェイスを開き、オンライン血液サンプリング設定のコンピュータとPET/CTのコンピュータが時刻同期化されていることを確認します。トレースが挿入される 60 秒前に[スタート]ボタンを押して、バックグラウンド補正のための十分なデータを取得します。

測定後、PMOD データベースの保存ボタンを使用して生データを保存します。オンライン血液データの補正とキャリブレーションのために、補正インターフェースに切り替えて、減衰補正を有効にします。18 F を選択し、画像取得の開始時間を定義し、バックグラウンド補正を実行する平均ボタンを有効にします。

キャリブレーションをアクティブにし、キャリブレーション係数を入力します。TACを保存ボタンを使用して補正し、校正された血液データを保存し、血液を選択します。crv ファイル。

連続血液採取の開始時に、オンライン分析でトレーサー注射後約5秒から放射能濃度の初期ピークを観察することができる。このピーク後、血液中の活性は急速に低下し、約15分で高原に達する。手動血液サンプリングデータでは、検出されたピークが小さく、プラトーが容易に定義されない。

画像由来データでは、高原のピークと始点がはっきりと見えます。それにもかかわらず、ピークの最大値は、連続的な血液サンプリングデータに比べて小さくなります。この最適でない連続血液サンプリングでは、血液凝固によるサンプリングの最初の3分半の間にデータ取得はできなかった。

血栓をクリアした後、チューブシステム内の流れを再開し、測定を継続し、血液中の最大放射能を記録しなかった約4分間のピークを明らかにした。しかし、この最適でないサンプリングでは手動血液サンプリングと画像由来の分析が可能であり、正しい連続血液サンプリング結果に対して観察されたものと同等の結果を示しました。全体の手順の間に心に動物の福祉を保つ、推薦されるように正確にシャントシステムを準備し、チューブの長さを減らすようにしてください。

このプロトコルは、新しい診断PET痕跡の変動、新しい疾患モデルの特徴付け、および前臨床前の設定における新しい治療薬の治療応答の評価に使用することができる。