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

脳のグルコースと酸素の代謝は、脳の多くの生理学的および病理学的プロセスに密接に関与しています。私たちの研究は、それが老化にどのように関与しているか、そしてそれが脳の補助的な生体変性を遅らせるかどうかを理解するのに役立ちます。私たちは、in vivoでのヒトの代謝を研究するのに役立ち、それを可能にする陽電子放出断層撮影法を使用しています。

in vivoでの人間の脳代謝の測定には、従来、脳の血管に蛇行するカテーテルを含む侵襲的な技術が必要でした。イメージングはそれをすべて変えました。現在、PET と MRI は、in vivo で人間の脳代謝を研究するために最も一般的に使用される 2 つの方法です。

私たちのプロトコルは、代謝における絶対定量の研究ニーズに対応し、血液量、組織酸素抽出、血流、およびグルコース利用の代謝率の生理学的に意味のある測定値を、被験者間、研究間、およびモダリティと方法論間で比較できるようにします。SUVR と比較して、私たちのプロトコルは、公開された文献からの既存の情報と照らし合わせて評価できる生理学的測定値を提供します。これらは、機器のバリエーションを持つ可能性のある将来の方法論に情報を提供します。最も重要なことは、私たちの測定は、ヒト研究集団の変動性、特に疾患プロセスによってもたらされる変動性に関する情報であることです。

PETイメージングの進歩により、老化、アルツハイマー病、白質疾患によって人間の脳の特定の領域でグルコースと酸素の代謝がどのように影響を受けるかをより具体的に調査できるようになりました。最先端のPETスキャナーの解像度は、機能的MRIに匹敵するものとなり、脳の代謝と機能に関する理解をマルチモーダルに統合することができます。

[プレゼンター]まず、ピコ電流計線量校正器を備えたシールドガス貯蔵容器を準備します。拡張可能なベローズをサイクロトロンからの硬質で細径のナイロンラインに接続し、投与中を除いてクランプされたままの半硬質の大径プラスチックポリマーチューブに接続します。ウイルス捕捉パティキュレートフィルターを大口径チューブに並べ、使い捨てプラスチックマウスピースをチューブの端に取り付けます。サイクロトロン施設からガス容器にガス状放射性医薬品を届けます。PET-CT スキャンの準備は、スキャン プロセス中に頭の動きを避けることの重要性について参加者に通知することから始めます。参加者がヒト PET-CT スキャンのすべての標準プロトコルに従っていることを確認してください。頭からまたは足から位置ができるように参加者を配置します。次に、参加者が下げたガントリーテーブルに横になるのを手伝います。ガントリーテーブルをスキャナーボードに移動する前に、すべての動脈ラインと静脈ラインの完全性を確認してください。動脈ラインと加圧生理食塩水源の継続的な接続を維持します。頭、首、背骨、腰、脚の屈曲の位置に適切なクッションを確保して、参加者の快適さをチェックします。参加者が自由に調整可能なフォームヘッドレストに頭を快適に配置した後、伸縮性のある粘着性のある自己取り外し可能なラップを使用して額をガントリーテーブルに固定します。スキャン中は頭を動かさないように参加者にもう一度指示します。参加者の四肢と胴体が CT ガントリーの外側に来て、頭がガントリーの内側に来るまで、ガントリー テーブルをスキャナー ボアに通します。次に、参加者を CT ガントリーに適切に配置した状態で、CT スキャンを実行します。CT スキャンが完了したら、参加者の頭が PET ガントリーの中央に着くまで、ガントリー テーブルをスキャナー ボアにさらに通します。CTおよびPETスキャンの実行に進みます。最小限の口頭コミュニケーションにより、スキャン中の参加者の快適さを継続的に監視および評価します。まず、研究参加者を PET-CT スキャナーに配置します。ガス状放射性医薬品をボーラスとして投与するには、ピコ電流計線量校正器を使用して、膨張可能なベローズに供給される各ガスの活性をピークに達するまで監視し、放射性医薬品研究委員会が許可する最大線量の55ミリキュリーを下回るまで活性が下がるのを待ちます。吸入開始の直前にスキャンを開始して、時間活動曲線の開始を確実に取得します。画面に表示されたフレーム設定で、排出量の6〜7分の時間活動曲線を取得します。マウスピースを参加者の口に入れた後、できるだけ吸い込む前に、唇でマウスピースの周りをしっかりと密閉するように依頼します。肺が放射性医薬品を吸収できるように、数秒間息を止めてもらいます。参加者にチューブを通してもう一度息を吐き、残留ガス状の放射性医薬品をベローズに吹き戻すように依頼します。チューブをリクランプした後、参加者からチューブを回収します。吸気開始から呼気終了までのベローズ内のガス活動を監視します。活性の差で総投与量を算出し、総投与量を20ミリキュリーを超えることを目指します。所望のガス線量を投与した後、公称時間活動曲線の動脈測定値を監視します。研究参加者を PET-CT スキャナーに配置した後、放射性医薬品活性の動脈測定に必要なすべてのデバイスを準備します。すべての接続の完全性を確認し、プライミングをチェックして、気泡が橈骨動脈に入ったり、採血中の蠕動ポンプを妨げたりしないことを確認します。ガンマ検出器には、適切なマイクロボアカテーテル延長セットを使用します。 蠕動ポンプの最大許容閉塞圧力限界を設定し、逆流向で作動する輸液ポンプの場合は、容器を開いたままにするための最小流量を選択します。放射性医薬品を投与する直前に、活栓を圧力バッグに閉じてモニターし、ポンプを毎時300ミリリットルで作動させてください。橈骨動脈からの血液の抽出と、ガンマ検出器と収集ポンプへの延長カテーテルセットを通る血液の通過を確認します。毎時300ミリリットルでポンピングしながら、特定の放射性トレーサーに応じて、投与された各放射性医薬品のガンマ検出器の活性測定値を適切な時間確認します。各動脈測定の後、動脈ラインを再構成して橈骨動脈カテーテルを洗い流し、続いてガンマ検出器とポンプへの供給ライン回路を洗い流します。ポンプを介した絶縁回路の場合、ポンプ速度を毎時300ミリリットルに設定します。投与された放射性医薬品は、特定の活動の非定量的マップに容易に組み込まれました。全脳の時間活動曲線は、重要な頭の動きを特定するのに役立ち、崩壊補正後のトレーサーの特徴を提供しました。