ヒト脳の高時間分解能陽電子放射断層撮影のための放射線トレーサー投与:FDG-fPETへの応用

同時MR/PETスキャナの出現は、認知神経科学におけるFDG-PETイメージングへの新たな関心を引き起こしました。これらの開発に伴い、研究者はBOLD fMRIの基準に近づくFDG-PETの時間的解像度の向上に焦点を当ててきた。ボーラス法を用いた従来のFDG-PET取得は、スキャン期間全体で平均化されたグルコース取り込みの静的尺度を提供する。

本プロトコルでは、FDG-PETの取得の2つの代替方法:定常注入とハイブリッドボーラス注入について説明する。これらの技術は、従来のボーラスアプローチと非常に良好に比較する最大16秒の優れた時間分解能を提供します。これらの投与プロトコルで達成された改善された時間的解像度は、脳内のグルコースエネルギーの動的使用に関する重要な情報を提供する。

まず、核医学の技術者またはNMTに、用量を準備しながらスキャンの推定開始を考慮してもらいます。用量を調製するために、無菌で生理用袋にラジオトレーサーを加える。次に、袋から20ミリリットルを注射器に引き出してプライミング用量を準備し、それをキャップします。

この20ミリリットルのシリンジとラベルを校正します。次に、用量を調製するために、50ミリリットルのシリンジを使用して、バッグとキャップから60ミリリットルを赤いコンビストッパーで引き出す。両方の注射器を放射線化学研究室に保管して、スキャンする準備ができるまで保管してください。

次に、スキャナールームを準備して、すべての採血装置が収集サイトの手の届くところにあることを確認します。血液容器を保持し、血液採取部位の容易な手の届くところに通常の廃棄物および生物危険廃棄物のためのビンを置く任意の表面に下パッドを置く。参加者に接続する側のスキャナー室に注入ポンプを設置します。

ポンプの基部のまわりで鉛レンガを構築し、ポンプの前にリードシールドを配置します。参加者に注入を届ける注入ポンプのチューブを接続し、正しい注入速度が入力されていることを確認します。次に、20ミリリットルのプライミング用量を注入ポンプに接続します。

参加者に接続されるチューブの端に、3ウェイタップと空の20ミリリットルの注射器を取り付けます。FDG溶液がチューブを通してプライミング線量から流れ、空の注射器にのみ収集できるように、タップが配置されていることを確認してください。15ミリリットルの体積をプライムするために注入ポンプを事前に設定し、ポンプの素数ボタンを選択します。

プロンプトに従って、ラインをプライミングします。最後に、プライミング用量の代わりに注入ポンプに50ミリリットルの注射器を取り付けます。まず、参加者をテストエリアに連れて行きます。

インフォームド・コンセントの手順を実施し、参加者と一緒に安全画面を完成させます。PETスキャンの安全性をNMTに確認してもらい、その後、妊娠、医療、または非医学的な金属インプラントの除外などの参加者とのMRIスキャンの安全性を放射線技師に確認してもらいます。次いで、参加者を2つの22ゲージカニューレ、1つは用量投与用、もう1つは血液サンプリング用にカンニュートする。

カニューラシングしながら10ミリリットルベースライン血液サンプルを収集し、ラインのpatencyを維持するために圧力の下ですべての生理食塩水を切断します。次に、参加者をスキャナーに置き、使い捨て毛布で覆い、快適な体温を維持します。カニューレをフラッシュして、注入ラインを接続する前に最小限の抵抗で特許であることを確認します。

チューブを参加者の手首にテープで留め、スキャン中に腕をまっすぐに保つように指示します。血漿サンプルに使用されるカニューレをチェックして、最小限の抵抗で血液を引き出すことができることを確認してください。スキャンの開始時に、スキャナー室でNMTを設置し、輸液装置を監視します。

NMTが聴覚保護を着用し、可能な限り線量からの放射線被ばくを最小限に抑えるためにバリアシールドを使用していることを確認してください。ローカライザースキャンを実行して、参加者が正しい位置にあることを確認し、PET取得の詳細を確認します。次いで、PET取得開始から30秒後に注入ポンプを開始するようにNMTに合図する。

NMTにポンプを観察させて、FDGを注入し始め、ラインの即時閉塞がないことを確認します。機能実行の開始などの外部刺激を開始し、血液サンプルの時間を計算します。一定の時間間隔で、中集点で血液サンプルを採取し、この時間をサンプルの実際の時間として記録フォームにマークする。

最後に、10ミリリットルの注射器をバクタイナーに接続し、血液を関連する血液管に沈着させます。ライン凝固の可能性を最小限に抑えるために、圧力下で切断された生理食塩水の10ミリリットルでカニューレを素早く洗い流します。実験室では、724回gの相対遠心力ですべてのサンプルを回します。

サンプルをスピンした後、チューブをピペットラックに入れ、下に置きます。チューブキャップを取り外してサンプルの分離を妨げないようにし、ラベル付きの計数チューブをラックに入れなさい。次に、先端がピペットにしっかりと固定されていることを確認し、任意の点滴のための準備ができて組織を持っています。

血管から血漿の1,000マイクロリットルを着実にピペットし、計数管に移し、計数管および血液管のふたを取り替える。最後に、カウントチューブをウェルカウンターに入れ、4分間カウントします。バイオハザードバッグに含まれる血液製品の廃棄物を処分する。

最大ピーク血漿放射活性濃度は、一定注入法を用いてボーラス法を用いて最小にして得られた。重要なことに、プラズマ放射能レベルは、ハイブリッドボーラス注入プロトコルにおいて最も長い期間持続し、約40分間最小限に変化した。これは、ハイブリッドボーラス注入プロトコルが、注入の感覚まで比較的安定したプラズマ放射能を提供することを示している。

PETの結果は、ハイブリッドボーラス注入参加者が、ボーラスのみと輸液のみ参加者と比較して、ROIとの間でより明確な違いを示したことを示している。ボーラスのみのプロトコルでは、ボーラスに続く信号の急激な増加があります。ボーラスおよび注入プロトコルでは、ボーラスのみのプロトコルよりも大きさが小さいスキャンの開始時の取り込みの急激な増加があり、取り込みはスキャンの間比較的速い速度で継続します。

最後に、信号は3つのプロトコルの記録期間にわたってほぼ直線的に増加しました。線の傾きは、注入のみのプロトコル、ボーラスのみの中間、ボーラスおよび注入プロトコルの最小の場合は最も高かった。これは、ハイブリッドプロトコルが記録期間にわたってより安定した信号を提供するという結論と一致しています。

プロトコルの重要なポイントは、取得の開始です。この時点で、PETスキャンの開始は、正確な分析を容易にするために、BOLD fMRIシーケンスの開始と刺激提示の開始にタイミングを合わさなければならない。短時間で手続きが正しく行えるようにするには、スキャン開始前にスタッフ全員が適切に準備されるようにコミュニケーションが重要です。

同時MRI/PETは、2つの危険なシナリオの管理を必要とする:強磁場の存在と参加者への放射線の管理。すべてのスタッフと参加者は、監督放射線技師と核医学技術者の指示に従わなければなりません。