Name: 飛行時間型陽電子放出断層撮影-コンピューター断層撮影スキャナーを使用した脳の酸素および糖代謝のマルチトレーサー研究 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-06-07T12:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 36 s
Description: 学ぶPET-CTを用いた脳の酸素・糖代謝のマルチトレーサー定量法。非侵襲的に生体内で代謝を測定し、加齢や神経変性疾患における脳機能の変化を評価する手法を解説します。

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<meta charset="utf8"></head><body>脳の酸素およびグルコース代謝のマルチトレーサー研究のためのPET-CTスキャン

<ol><li>Goyal, M. S., Hawrylycz, M., Miller, J. A., Snyder, A. Z., Raichle, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Aerobic+glycolysis+in+the+human+brain+is+associated+with+development+and+neotenous+gene+expression%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Metabolism%22%5BJournal%5D)">Aerobic glycolysis in the human brain is associated with development and neotenous gene expression.</a> Cell Metabolism. 19 (1), 49-57 (2014).</li>
<li>Magistretti, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+brain+aerobic+glycolysis+as+a+marker+of+synaptic+plasticity%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">Imaging brain aerobic glycolysis as a marker of synaptic plasticity.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 113 (26), 7015-7016 (2016).</li>
<li>Shannon, B. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brain+aerobic+glycolysis+and+motor+adaptation+learning%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Brain aerobic glycolysis and motor adaptation learning.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 113 (26), E3782-E3791 (2016).</li>
<li>Vaishnavi, S. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regional+aerobic+glycolysis+in+the+human+brain%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">Regional aerobic glycolysis in the human brain.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 107 (41), 17757-17762 (2010).</li>
<li>Powers, W. J., Dagogo-Jack, S., Markham, J., Larson, K. B., Dence, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cerebral+transport+and+metabolism+of+1-11C-D-glucose+during+stepped+hypoglycemia%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Neurology%22%5BJournal%5D)">Cerebral transport and metabolism of 1-11C-D-glucose during stepped hypoglycemia.</a> Annals of Neurology. 38 (4), 599-609 (1995).</li>
<li>Locasale, J. W., Cantley, L. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metabolic+flux+and+the+regulation+of+mammalian+cell+growth%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Metabolism%22%5BJournal%5D)">Metabolic flux and the regulation of mammalian cell growth.</a> Cell Metabolism. 14 (4), 443-451 (2011).</li>
<li>Lunt, S. Y., Vander Heiden, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Aerobic+glycolysis%3A+meeting+the+metabolic+requirements+of+cell+proliferation%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Cell+and+Developmental+Biology%22%5BJournal%5D)">Aerobic glycolysis: meeting the metabolic requirements of cell proliferation.</a> Annual Review of Cell and Developmental Biology. 27 (1), 441-464 (2011).</li>
<li>Vlassenko, A. G., Raichle, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brain+aerobic+glycolysis+functions+and+Alzheimer%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+and+Translational+Imaging%22%5BJournal%5D)">Brain aerobic glycolysis functions and Alzheimer's disease.</a> Clinical and Translational Imaging. 3 (1), 27-37 (2015).</li>
<li>Goyal, M. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Loss+of+brain+aerobic+glycolysis+in+normal+human+aging%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Metabolism%22%5BJournal%5D)">Loss of brain aerobic glycolysis in normal human aging.</a> Cell Metabolism. 26 (2), 353-360 (2017).</li>
<li>Goyal, M. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatiotemporal+relationship+between+subthreshold+amyloid+accumulation+and+aerobic+glycolysis+in+the+human+brain%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiology+of+Aging%22%5BJournal%5D)">Spatiotemporal relationship between subthreshold amyloid accumulation and aerobic glycolysis in the human brain.</a> Neurobiology of Aging. 96, 165-175 (2020).</li>
<li>Goyal, M. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brain+aerobic+glycolysis+and+resilience+in+Alzheimer+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Brain aerobic glycolysis and resilience in Alzheimer disease.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 120 (7), 2212256120(2023).</li>
<li>Segarra-Mondejar, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synaptic+activity-induced+glycolysis+facilitates+membrane+lipid+provision+and+neurite+outgrowth%5BTitle%5D)+AND+%22EMBO+Journal%22%5BJournal%5D)">Synaptic activity-induced glycolysis facilitates membrane lipid provision and neurite outgrowth.</a> EMBO Journal. 37 (9), 97368(2018).</li>
<li>Harris, R. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Aerobic+glycolysis+is+required+for+spatial+memory+acquisition+but+not+memory+retrieval+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Eneuro%22%5BJournal%5D)">Aerobic glycolysis is required for spatial memory acquisition but not memory retrieval in mice.</a> Eneuro. 6 (1), (2019).</li>
<li>Huang, S. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Noninvasive+determination+of+local+cerebral+metabolic+rate+of+glucose+in+man%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Physiology-Endocrinology+and+Metabolism%22%5BJournal%5D)">Noninvasive determination of local cerebral metabolic rate of glucose in man.</a> American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism. 238 (1), E69-E82 (1980).</li>
<li>Mintun, M. A., Raichle, M. E., Martin, W. R. W., Herscovitch, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brain+oxygen+utilization+measured+with+O-15+radiotracers+and+positron+emission+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Nuclear+Medicine%22%5BJournal%5D)">Brain oxygen utilization measured with O-15 radiotracers and positron emission tomography.</a> Journal of Nuclear Medicine. 25 (2), 177-187 (1984).</li>
<li>Raichle, M. E., Martin, W. R., Herscovitch, P., Mintun, M. A., Markham, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brain+blood+flow+measured+with+intravenous+H2%2815%29O.+II.+Implementation+and+validation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+nuclear+medicine%22%5BJournal%5D)">Brain blood flow measured with intravenous H2(15)O. II. Implementation and validation.</a> Journal of nuclear medicine. 32 (15), 790-798 (1983).</li>
<li>Martin, W. R. W., Powers, W. J., Raichle, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cerebral+blood+volume+measured+with+inhaled+C15O+and+positron+emission+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cerebral+Blood+Flow+%26+Metabolism%22%5BJournal%5D)">Cerebral blood volume measured with inhaled C15O and positron emission tomography.</a> Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism. 7 (4), 421-426 (1987).</li>
<li>Hooker, J. M., Carson, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Human+positron+emission+tomography+neuroimaging%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Biomedical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Human positron emission tomography neuroimaging.</a> Annual Review of Biomedical Engineering. 21, 551-581 (2019).</li>
<li>Fan, A. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantification+of+brain+oxygen+extraction+and+metabolism+with+%5B%2815%29O%5D-gas+PET%3A+A+technical+review+in+the+era+of+PET%2FMRI%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Quantification of brain oxygen extraction and metabolism with [(15)O]-gas PET: A technical review in the era of PET/MRI.</a> Neuroimage. 220, 117136(2020).</li>
<li>Oikonen, V. Quantification of metabolic rate of glucose uptake with [18F]FDG. , Available from: 
 <a target="_blank" href="http://www.turkupetcentre.net/petanalysis/analysis_18f-fdg.html">http://www.turkupetcentre.net/petanalysis/analysis_18f-fdg.html</a> (2023).</li>
<li>Tisdall, M. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Volumetric+navigators+for+prospective+motion+correction+and+selective+reacquisition+in+neuroanatomical+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Volumetric navigators for prospective motion correction and selective reacquisition in neuroanatomical MRI.</a> Magnetic Resonance in Medicine. 68 (2), 389-399 (2012).</li>
<li>Greve, D. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cortical+surface-based+analysis+reduces+bias+and+variance+in+kinetic+modeling+of+brain+PET+data%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Cortical surface-based analysis reduces bias and variance in kinetic modeling of brain PET data.</a> NeuroImage. 92, 225-236 (2014).</li>
<li>Greve, D. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Different+partial+volume+correction+methods+lead+to+different+conclusions%3A+An+18F-FDG-PET+study+of+aging%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Different partial volume correction methods lead to different conclusions: An 18F-FDG-PET study of aging.</a> NeuroImage. 132, 334-343 (2016).</li>
<li>Iguchi, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((System+evaluation+of+automated+production+and+inhalation+of+%2815%29O-labeled+gaseous+radiopharmaceuticals+for+the+rapid+%2815%29O-oxygen+PET+examinations%5BTitle%5D)+AND+%22EJNMMI+Physics%22%5BJournal%5D)">System evaluation of automated production and inhalation of (15)O-labeled gaseous radiopharmaceuticals for the rapid (15)O-oxygen PET examinations.</a> EJNMMI Physics. 5 (15), 37(2018).</li>
<li>Alf, M. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantification+of+brain+glucose+metabolism+by+18F-FDG+PET+with+real-time+arterial+and+image-derived+input+function+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Nuclear+Medicine%22%5BJournal%5D)">Quantification of brain glucose metabolism by 18F-FDG PET with real-time arterial and image-derived input function in mice.</a> Journal of Nuclear Medicine. 54 (1), 132-138 (2013).</li>
<li>Herscovitch, P., Mintun, M. A., Raichle, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brain+oxygen+utilization+measured+with+oxygen-15+radiotracers+and+positron+emission+tomography%3A+generation+of+metabolic+images%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Nuclear+Medicine%22%5BJournal%5D)">Brain oxygen utilization measured with oxygen-15 radiotracers and positron emission tomography: generation of metabolic images.</a> Journal of Nuclear Medicine. 26, 416-417 (1985).</li>
<li>Videen, T. O., Perlmutter, J. S., Herscovitch, P., Raichle, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brain+blood+volume%2C+flow%2C+and+oxygen+utilization+Measured+with+15O+radiotracers+and+positron+emission+tomography%3A+revised+metabolic+computations%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cerebral+Blood+Flow+%26+Metabolism%22%5BJournal%5D)">Brain blood volume, flow, and oxygen utilization Measured with 15O radiotracers and positron emission tomography: revised metabolic computations.</a> Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism. 7 (4), 513-516 (1987).</li>
<li>Lee, J. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+susceptibility+contrast+MRI+with+localized+arterial+input+functions%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Dynamic susceptibility contrast MRI with localized arterial input functions.</a> Magnetic Resonance in Medicine. 63 (5), 1305-1314 (2010).</li>
<li>Kunnen, B., Beijst, C., Lam, M., Viergever, M. A., de Jong, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+the+Biograph+Vision+and+Biograph+mCT+for+quantitative+%2890%29Y+PET%2FCT+imaging+for+radioembolisation%5BTitle%5D)+AND+%22EJNMMI+Physics%22%5BJournal%5D)">Comparison of the Biograph Vision and Biograph mCT for quantitative (90)Y PET/CT imaging for radioembolisation.</a> EJNMMI Physics. 7 (1), 14(2020).</li>
<li>van Sluis, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Performance+characteristics+of+the+digital+Biograph+Vision+PET%2FCT+system%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Nuclear+Medicine%22%5BJournal%5D)">Performance characteristics of the digital Biograph Vision PET/CT system.</a> Journal of Nuclear Medicine. 60 (7), 1031-1036 (2019).</li>
<li>Lodge, M. A., Mhlanga, J. C., Cho, S. Y., Wahl, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+patient+arm+motion+in+whole-body+PET%2FCT%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Nuclear+Medicine%22%5BJournal%5D)">Effect of patient arm motion in whole-body PET/CT.</a> Journal of Nuclear Medicine. 52 (12), 1891-1897 (2011).</li>
<li>Prenosil, G. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Performance+characteristics+of+the+Biograph+Vision+Quadra+PET%2FCT+system+with+a+long+axial+field+of+view+using+the+NEMA+NU+2-2018+Standard%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Nuclear+Medicine%22%5BJournal%5D)">Performance characteristics of the Biograph Vision Quadra PET/CT system with a long axial field of view using the NEMA NU 2-2018 Standard.</a> Journal of Nuclear Medicine. 63 (3), 476-484 (2022).</li>
<li>Lee, J. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dissociation+between+hormonal+counterregulatory+responses+and+cerebral+glucose+metabolism+during+hypoglycemia%5BTitle%5D)+AND+%22Diabetes%22%5BJournal%5D)">Dissociation between hormonal counterregulatory responses and cerebral glucose metabolism during hypoglycemia.</a> Diabetes. 66 (12), 2964-2972 (2017).</li>
<li>Sattarivand, M., Kusano, M., Poon, I., Caldwell, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Symmetric+geometric+transfer+matrix+partial+volume+correction+for+PET+imaging%3A+principle%2C+validation+and+robustness%5BTitle%5D)+AND+%22Physics+in+Medicine+and+Biology%22%5BJournal%5D)">Symmetric geometric transfer matrix partial volume correction for PET imaging: principle, validation and robustness.</a> Physics in Medicine and Biology. 57 (21), 7101-7116 (2012).</li>
<li>Desikan, R. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+automated+labeling+system+for+subdividing+the+human+cerebral+cortex+on+MRI+scans+into+gyral+based+regions+of+interest%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">An automated labeling system for subdividing the human cerebral cortex on MRI scans into gyral based regions of interest.</a> Neuroimage. 31 (3), 968-980 (2006).</li>
<li>Schaefer, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Local-global+parcellation+of+the+human+cerebral+cortex+from+intrinsic+functional+connectivity+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Cerebral+Cortex%22%5BJournal%5D)">Local-global parcellation of the human cerebral cortex from intrinsic functional connectivity MRI.</a> Cerebral Cortex. 28 (9), 3095-3114 (2018).</li>
<li>Glasser, M. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+multi-modal+parcellation+of+human+cerebral+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">A multi-modal parcellation of human cerebral cortex.</a> Nature. 536 (7615), 171-178 (2016).</li>
<li>Zanotti-Fregonara, P., Chen, K., Liow, J. -S., Fujita, M., Innis, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Image-derived+input+function+for+brain+PET+studies%3A+many+challenges+and+few+opportunities%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cerebral+Blood+Flow+%26+Metabolism%22%5BJournal%5D)">Image-derived input function for brain PET studies: many challenges and few opportunities.</a> Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism. 31 (10), 1986-1998 (2011).</li>
<li>Rodgers, Z. B., Detre, J. A., Wehrli, F. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MRI-based+methods+for+quantification+of+the+cerebral+metabolic+rate+of+oxygen%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cerebral+Blood+Flow+%26+Metabolism%22%5BJournal%5D)">MRI-based methods for quantification of the cerebral metabolic rate of oxygen.</a> Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism. 36 (7), 1165-1185 (2016).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>3/16 "外径 1/8" インナー径 nylaflow チューブ</td><td>Nylaflow Tubing, Zazareth, PA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>4 x 4 in. ガーゼ</td><td>McKesson MedSurg</td><td>16-4242</td><td></td></tr><tr><td>分析天びん</td><td>Fisher Scientific/OHUAS</td><td>Pioneer Exal Model 90 mm platform #PA84</td><td></td></tr><tr><td>Bacterial/Viral filter</td><td>Hudson RCI, Teleflex, Perak, Malaysia</td><td>REF 1605 (IPN042652)</td><td></td></tr><tr><td>BD SmartSite ニードルフリーバルブ</td><td>Becton Dickinson</td><td>2000E</td><td></td></tr><tr><td>Biograph mMR</td><td>Siemens、エアランゲン、ドイツ</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Biograph Vision 600 Edge</td><td>Siemens、エアランゲン、ドイツ</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Caprac ワイプ カウンター</td><td>Mirion Medical (Capintec)、フローラム パーク、ニュージャージー州&nbsp;</td><td>1991年以降</td>の<td>NaIドリルウェルクリスタル</td></tr>コ<tr><td>バン粘着ラップ</td><td>3M</td><td></td>は、<td>集中治療室</td></tr><tr><td>の包帯、テガダーム、4 x 4 "&nbspで</td>一般的に使用されます。<td>3M Health Care</td><td>#1626</td><td></td></tr><tr><td>ECAT EXACT HR+</td><td>CTI PET Systems、テネシー</td><td></td><td></td>州ノックスビル</tr><tr><td>Edwards TruWave 3 cc/84 インチ (210 cm)&nbsp;</td><td>Edwards Lifescience</td><td>PX284R</td><td></td></tr><tr><td>延長カテーテル 長さ 48 cm、プライミング量 0.642 mL</td><td>Braun</td><td>V5424</td><td></td></tr><tr><td>ヘパリンナトリウム、溶液 2 U/mL、1,000 mL</td><td>Hospira Worldwide</td><td>#409762059</td><td></td></tr><tr><td>I.V. アームボード フレキシブル 4 x 9 インチ 大人用</td><td>DeRoyal</td><td>M8125-A</td><td></td></tr><tr><td>ケースレー ピコ電流計</td><td>Tekronix</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Magnetom Prisma</td><td>シーメンス、エアランゲン、ドイツ</td><td></td>に適合<td></td></tr>ル<tr><td>アーバルブ用3Tオス-オスアダプター</td> アル<td>ゴンメディカル株式会社。</td><td>040184000A</td><td></td></tr><tr><td>MiniSpin Personal Microcentrifuge</td><td>Eppendorf, Hamburg, Germany</td><td>EP-022620151</td><td></td></tr><tr><td>マウスピース 15 mm 内径、外径 22 mm</td><td>Hudson RCI、Teleflex、ペラ州、マレーシア</td><td>REF 1565 (IPN042595)</td><td></td></tr><tr><td>MRIdium</td><td>Iradmed、フロリダ州ウィンタースプリングス</td><td>3860+</td><td></td></tr><tr><td>Nalgene スクエア PET メディアボトル、クロージャー付き、650 mL</td><td>Thermo Scientific</td><td>#3420400650</td><td>球根付きクロスキャリブレーション</td></tr><tr><td>圧力輸液バッグ用、1,000 mL&nbsp を収容。</td><td>ヘルスケア Logi</td><td>#10401</td><td></td></tr><tr><td>圧力監視トレイ ポリエチレンカテーテル、2.5Fr (2.5 cm) 血管カテーテル、0.015 インチ 15 cm ワイヤー、22G (2 cm) 針</td><td>Cook Medical</td><td>C-P MSY-250、G02854</td><td></td></tr><tr><td>RDS 11 MeV サイクロトロン</td><td>シーメンス、エアランゲン、ドイツ</td><td></td><td>15N の陽子衝撃で 15O</td></tr><tr><td>塩化ナトリウム IV 溶液 0.9%、1,000 mL</td> を生成 B<td>. Braun Medical</td><td>E8000</td><td></td></tr><tr><td>ステリストリップ(クロージャー、スキンラインフLF 1/2x4")</td><td>McKesson MecSurg</td><td>#3010</td><td></td></tr><tr><td>Twilite II</td><td>Swisstrace、チューリッヒ、スイス無</td><td></td><td></td></tr><tr><td>停電電源装置バッテリーバックアップおよびサージプロテクターAPC</td><td></td><td>BR1500MS2</td><td></td></tr></tbody></table>

飛行時間型陽電子放出断層撮影-コンピューター断層撮影スキャナーを使用した脳の酸素および糖代謝のマルチトレーサー研究

Multi-Tracer Studies of Brain Oxygen and Glucose Metabolism Using a Time-of-Flight Positron Emission Tomography-Computed Tomography Scanner

このプロトコルの最も技術的に困難な側面のいくつかは、動脈ラインからのデータを構成、管理、および成功裏に収集しながら、同時に短い半減期の放射性トレーサーを投与し、スキャナーを実行することです。図1は、現在のセットアップを俯瞰した視点で示したもので、スタディコーディネーター、インターベンショナリスト、看護士、技術者、研究者から必要とされる組織と運用ワークフローをまとめています。上述の放射性医薬品は、標準化摂取値(SUVR)の比率の計算など、特定の活性の非定量的マップ(図2)に容易に組み込むことができます。全脳の時間活動曲線(図3)は、活動曲線の不連続性を生じさせる有意な頭部運動を特定するのに役立ち、120秒での[15O]COの予想されるプラトーとその結果としての腎排泄、脳組織によって抽出され、放射性標識[15O]H2に代謝されるボーラス通過後の[15O]O 2のプラトーなど、活動曲線の不連続性を生じさせる有意な頭部運動を特定するのに役立ちますO、注入された[15O]H2Oの単調な減少は、全身の分布容積が増加するにつれて、および18Fの生涯にわたる脳内のヘキソキナーゼを介した[18F]FDGの漸進的な取り込みおよびリン酸化である。
血管内分散の考慮を省略し、排出データの堅牢な特徴を強調する、より単純な多項式現象学は、Herscovitch et al26,27によって提唱されました。この作品の模範は、この後者の現象学のみを酸素代謝に利用しています。遠位橈骨動脈をカニューレするカテーテルからのガンマ検出によって記録された動脈入力機能は、かなりの分散と遅延を伴いますが、これをデコンボリューションする必要があります。我々は、一連のガンマ分布のモデルのパラメータ推定と指数関数的に上昇する定常項28のベイズ法を支持してきた。図 4 は、[15O]CO、[15O]O2、[15O]H2O、および [18F]FDG の結果を示しています。[15O]O2の結果は、代謝の[15O]H2Oの出現も示しています。図5は、CBV、CBF、CMRO2、CMRGlc、およびAGの統計パラメータマップを示しており、これらは古典的な解糖系のモルバランスであると定義しています。
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65510/65510fig01.jpg"> 
図 1: セットアップと運用ワークフローの概要。 (A)スキャナーベイに必要な重要な機器と部品の概略図。スキャナーの穴が長いPET-CTスキャナーの場合、参加者の足先の位置付けは、ガス供給装置の操作性を高め、参加者との言語的および非言語的コミュニケーションを改善することにより、ガス状放射性医薬品の投与を改善します。ガス供給システム(シアンとブルー)は、サイクロトロンからの狭径ナイロンチューブで構成され、ガス状放射性医薬品の輸送のための排気ガスの下にあります。拡張可能なベローズとピコ電流計線量校正器を含むシールドされたガス貯蔵チャンバー。ウイルス粒子を捕捉するのに適した微粒子フィルターと、クランプとプラスチックマウスピースが取り付けられた端子大口径プラスチックポリマーチューブ。呼吸器飛沫にさらされるすべての部品は使い捨てまたは滅菌手順に適合しています。動脈血測定用の機器と部品(赤と濃い灰色)は、橈骨動脈カニューレを維持するための加圧生理食塩水、511 keVの消滅光子の一致のためのコンパクトなガンマ検出、動脈血回収用の蠕動ポンプ、および採取された血液の収集のための容器を提供します。静脈内注射用の放射性医薬品には、サイクロトロンから供給される[15O]O2ガスから[15O]H2Oを生成するための合成モジュール、またはサイクロトロン放射性医薬品(緑)からの空気圧チューブ送達のための合成モジュールが必要です。放射性医薬品の静脈内投与には、臨床グレードの線量測定(マゼンタ)が必要です。全血および血漿中の活性の測定には、ウェルカウンター、分析天びん、および微量遠心分離機(赤)が必要です。(B)ガス供給システムの注釈付きおよび詳細ビュー。略称:PET-CT = 陽電子放出断層撮影-コンピューター断層撮影。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65510/65510fig01large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65510/65510fig02.jpg"> 
図 2: [15O]CO、[15O]O2、[15O]H2O、および [18F]FDG の代表的な静止画像で、側頭骨のウィンドウ CT に ~25% の透明度でオーバーレイされています。15個のO放射性トレーサーのスキャンにより、参加者は足先に配置され、伸縮性のある自己接着ラップのみが頭部をガントリーテーブルに固定しました。[18F]FDGのスキャンは、スキャンを中断した後、参加者をほぼ元の足優先の位置に戻しました。略語:CO =一酸化炭素。FDG =フルデオキシグルコース;CT = コンピューター断層撮影。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65510/65510fig02large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65510/65510fig03.jpg"> 
図3:全脳の代表的なトレーサー活動曲線 ((A)[15O]CO、(B)[15O]O2、(C)[15O]H2O、および(D)[18F]FDG。全脳は、解剖学的MPRAGEのマスキングによって定義されました。投与されたトレーサーのボーラスの到着は、パネル A および Bの最初のPETフレームのタイミングに先行するか、または一致します。略語:CO =一酸化炭素。FDG =フルデオキシグルコース;PET = 陽電子放出断層撮影;MPRAGE = 磁化準備された高速取得グラジエントエコー。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65510/65510fig03large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65510/65510fig4v2.jpg"> 
図4:橈骨動脈から連続的にサンプリングされた代表的なトレーサー活性曲線と、ラインアセンブリの分散液と遅延のデコンボリューション。模範は、(A)[15O]CO、(B)[15O]O2、(C)[15O]H2O、および(D)[18F]FDGを記述します。青い丸は、動脈血を通す狭くループしたカテーテルを囲む偶然検出プローブによって測定されたデータです。プローブからの偶然のカウントには、周囲の光子(100nsのデバイスタイミングウィンドウ内に収まる広スペクトルランダム)に応答するLYSO結晶のベースラインシンチレーションが含まれます。動脈血は、蠕動ポンプの遠位作用により、橈骨動脈からプローブを通って通過します。紫色の破線は、プロトコルセクション11.2で説明されている分散と遅延に関するカーネルの経験的推定値です。黄色の線は、分散と遅延を補正したトレーサーの活動曲線を示しています。シミュレーテッド アニーリングは、黄色の線の一般化ガンマ分布のパラメーターを推定し、推定されたカーネルと一致し、一致検出からのデータと一致します。適合したデータは赤い線で表示されます。パネル(B)は、Mintunらによって記述された線形特性を有すると仮定された[15O]O2の代謝からの[15O]H2Oも示している15。略語:CO =一酸化炭素。FDG =フルデオキシグルコース;PET = 陽電子放出断層撮影;LYSO = ルテチウム - イットリウム オキシオルトケイ酸塩。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65510/65510fig4v2large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65510/65510fig05.jpg"> 
図5:CBV、CBF、CMRO 2、CMRGlc、およびAGのマップ。 CBVは、CMRO2、CMRGlc、およびAGの定量的推定に必要です。しかし、静脈洞からの活動は、CMRGlcとAGにとって交絡しています。その結果、静脈洞はマスキングによってCMRO2 およびCMRGlcから除去されました。小脳と新皮質のコントラストは、AGの以前の研究と一致しています。略語:CBV =脳血液量;CBF = 脳血流;CMRO2 = 脳の酸素代謝率;CMRGlc = グルコースの脳代謝率;AG = 好気性解糖系。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65510/65510fig05large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65510/65510fig06.jpg"> 
図6:3世代のPETスキャナーでスキャンした健康な対照研究参加者からの[15O]H2Oの静電気放出の例。 すべての再構成では、遅延ランダム、減衰補正、およびオールパスフィルタリング(フィルタリングなし)を備えた3D OP-OSEMを使用しました。すべての再構成は、効率的な臨床ワークフローに適したパラメータを備えたスキャナーコンソールから行われます。追加の数値処理、修正、またはぼかしは使用されていません。比較のために、すべてのスキャナーの結果は、1.0 mm3 の解像度で MNI152 アトラスに剛体変換とトリリニア補間を行った後に示しています。(A)BGOクリスタルシンチレータを備えたPET専用スキャナー、4回の反復と16のサブセットを備えたOP-OSEM、2.0 x 2.0 x 2.4 mm3 ボクセル、6分間のエミッション、減衰マッピング用のGe / Gaによる透過スキャン、および単一散乱シミュレーション。(B)LYSOクリスタルシンチレータを備えたPET-MRスキャナー、4回の反復と16のサブセットを備えたOP-OSEM、2.1 x 2.1 x 2.0 mm3 ボクセル、10分間の放出、減衰マッピング用の外部取得CT、およびモデルベースの絶対散乱スケーリング。(C)LYSOクリスタルシンチレータ、Time-of-Flight検出、8回の反復と5つのサブセットを持つOP-OSEM、1.65 x 1.65 x 1.65 mm3 ボクセル、6分間の放射、減衰マッピング用の統合CT、モデルベースの絶対散乱スケーリングを備えたPET-CTスキャナー。略語:PET =陽電子放出断層撮影;CT = コンピューター断層撮影;MR =磁気共鳴;OP-OSEM = 期待値最大化の通常のポアソン順序部分集合;BGO = ビスマスゲルマン酸塩;LYSO = ルテチウム - イットリウム オキシオルトケイ酸塩。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65510/65510fig06large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>

The authors have developed a paradigm using positron emission tomography (PET) with multiple radiopharmaceutical tracers that combines measurements of ...

multi-tracer-studies-brain-oxygen-glucose-metabolism-using-time

Research

JoVE Journal

Neuroscience

神経科学

出典: Jamadar, S. et al.ヒト脳の高時間分解能陽電子放出断層撮影法のための放射性トレーサ投与 FDG‐fPETへの応用J. Vis. 経験。(2019年)このビデオでは、陽電子放出断層撮影法 (PET) を使用した脳のグルコース代謝の定量化を示します。参加者は、スキャン中にトレーサー F-18 フルオロデオキシグルコース (FDG) を注入されます。FDGは活性ニューロンに蓄積し、F-18崩壊時に陽電子を放出します。これらの陽電子は電子と相互作用し、PET...

放射性トレーサーを用いたヒト脳の陽電子放出断層撮影イメージング

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