Name: 単一被験者レベルでの2-デオキシ-2- 18F フルオロ-D-グルコース動的陽電子放出断層撮影法を使用した代謝脳接続性の研究 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-01-24T14:10:00.000+00:00
Duration: 7 min 28 s
Description: 学ぶ動的PETイメージングによる脳内出血後の代謝脳接続性評価法。ラットを用いて個別被験者レベルでグルコース取り込みの時間変化を追跡し、てんかんなどの神経疾患リスク理解に貢献する。

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<ol><li>Wilson, H., Pagano, G., Politis, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dementia+spectrum+disorders%3A+lessons+learnt+from+decades+with+PET+research%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neural+Transm%22%5BJournal%5D)">Dementia spectrum disorders: lessons learnt from decades with PET research.</a> J Neural Transm. 126 (3), 233-251 (2019).</li>
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<li>Sala, A., Perani, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brain+molecular+connectivity+in+neurodegenerative+diseases%3A+Recent+advances+and+new+perspectives+using+positron+emission+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Brain molecular connectivity in neurodegenerative diseases: Recent advances and new perspectives using positron emission tomography.</a> Front Neurosci. 13, 617(2019).</li>
<li>Horwitz, B., Duara, R., Rapoport, S. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intercorrelations+of+glucose+metabolic+rates+between+brain+regions%3A+Application+to+healthy+males+in+a+state+of+reduced+sensory+input%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cereb+Blood+Flow+Metab%22%5BJournal%5D)">Intercorrelations of glucose metabolic rates between brain regions: Application to healthy males in a state of reduced sensory input.</a> J Cereb Blood Flow Metab. 4 (4), 484-499 (1984).</li>
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<li>Wehrl, H. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simultaneous+PET-MRI+reveals+brain+function+in+activated+and+resting+state+on+metabolic%2C+hemodynamic+and+multiple+temporal+scales%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Med%22%5BJournal%5D)">Simultaneous PET-MRI reveals brain function in activated and resting state on metabolic, hemodynamic and multiple temporal scales.</a> Nat Med. 19 (9), 1184-1189 (2013).</li>
<li>Rosenberg, G. A., Mun-Bryce, S., Wesley, M., Kornfeld, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Collagenase-induced+intracerebral+hemorrhage+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Stroke%22%5BJournal%5D)">Collagenase-induced intracerebral hemorrhage in rats.</a> Stroke. 21 (5), 801-807 (1990).</li>
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<li>Schiffer, W. K., Mirrione, M. M., Dewey, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimizing+experimental+protocols+for+quantitative+behavioral+imaging+with+18F-FDG+in+rodents%5BTitle%5D)+AND+%22J+Nucl+Med%22%5BJournal%5D)">Optimizing experimental protocols for quantitative behavioral imaging with 18F-FDG in rodents.</a> J Nucl Med. 48 (2), 277-287 (2007).</li>
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<li>Miranda, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((PET+imaging+of+freely+moving+interacting+rats%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">PET imaging of freely moving interacting rats.</a> NeuroImage. 191, 560-567 (2019).</li>
<li>Miranda, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Awake+18F-FDG+PET+imaging+of+memantine-induced+brain+activation+and+test-retest+in+freely+running+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J+Nucl+Med%22%5BJournal%5D)">Awake 18F-FDG PET imaging of memantine-induced brain activation and test-retest in freely running mice.</a> J Nucl Med. 60 (6), 844-850 (2019).</li>
<li>Jahreis, I., Bascuñana, P., Ross, T. L., Bankstahl, J. P., Bankstahl, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Choice+of+anesthesia+and+data+analysis+method+strongly+increases+sensitivity+of+18F-FDG+PET+imaging+during+experimental+epileptogenesis%5BTitle%5D)+AND+%22PLOS+ONE%22%5BJournal%5D)">Choice of anesthesia and data analysis method strongly increases sensitivity of 18F-FDG PET imaging during experimental epileptogenesis.</a> PLOS ONE. 16 (11), e0260482(2021).</li>
<li>Pawela, C. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+protocol+for+use+of+medetomidine+anesthesia+in+rats+for+extended+studies+using+task-induced+BOLD+contrast+and+resting-state+functional+connectivity%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">A protocol for use of medetomidine anesthesia in rats for extended studies using task-induced BOLD contrast and resting-state functional connectivity.</a> NeuroImage. 46 (4), 1137-1147 (2009).</li>
<li>Rubinov, M., Sporns, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Complex+network+measures+of+brain+connectivity%3A+Uses+and+interpretations%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Complex network measures of brain connectivity: Uses and interpretations.</a> NeuroImage. 52 (3), 1059-1069 (2010).</li>
<li>Engel, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Connectomics+and+epilepsy%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Opin+Neurol%22%5BJournal%5D)">Connectomics and epilepsy.</a> Curr Opin Neurol. 26 (2), 186(2013).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>Antisedan</td><td>Orion Pharma</td><td></td><td>Atipamezole 塩酸塩 5 mg/mL</td></tr><tr><td>BD Micro-Fine+ インスリンシリンジ 1 mL</td><td>BD</td><td>324827</td><td>0.33 mm (29G) x 12.7 mm</td></tr><tr><td>BD Microlance 3 針 30 G x 1/2"</td><td></td>BD <td>304000</td><td>30 G x 1/2"; 0,3 x 13 mm</td></tr><tr><td>BD Plastipak シリンジ 1 mL</td><td>303172</td><td>BD</td> 輸<td>液ポンプ用</td></tr><tr><td>BTPE-10 ポリエチレンチューブ</td><td>Instech</td><td></td><td>0.11x.024in (.28x60mm)</td></tr><tr><td>Domitor</td><td>Orion Pharma</td><td>1070499</td><td>メデトミジン塩酸塩 1 mg/mL</td></tr><tr><td>Fusion 100 輸液ポンプ</td><td>Chemyx Inc.</td><td>07100</td><td>利用可能な新しいモデル: Fusion 100X</td></tr><tr><td>Isoflutek 1000 mg/g</td><td>Alivira</td><td></td><td>Isoflurane</td></tr><tr><td>MOLECUBES &beta;-CUBE with CUBEFLOW software</td><td>MOLECUBES NV</td><td></td><td>Preclinical PET scanner</td></tr><tr><td>PMOD Software version 4.4&nbsp;</td><td>Bruker Corporation</td><td></td><td>http://www.pmod.com; PETデータの定量化</td></tr><tr><td>Saline</td><td>B. Braun</td><td>394496</td><td>NaCl 0.9%</td></tr><tr><td>Vidisic eye gel</td><td>Vidisic</td><td></td><td>Carbomerum 980 2 mg/g</td></tr></tbody></table>

単一被験者レベルでの2-デオキシ-2-[18f]フルオロ-d-グルコース動的陽電子放出断層撮影法を使用した代謝脳接続性の研究

Studying Metabolic Brain Connectivity Using 2-Deoxy-2-[18F]Fluoro-D-Glucose Dynamic Positron Emission Tomography at the Single-subject Level

スキャンが完了したら、取得中に検出されたレートのTACを調査して、トレーサーの正しい注入と取り込みを確認できます。 図1 は、トレーサーの注入と取得が成功した後のスキャナーのFOV全体から得られたTAC(パネルA)と、部分的に傍静脈されたトレーサーの注入後に得られたTACを示しています(パネルB)。成功したケースでは、トレーサー注入後にカウント率が急速に上昇し、最初の 4 分以内にピークに達し、その後、取得の残りの部分で着実に減少します。傍静脈の場合、カウント率はトレーサー注入の直後に局所的な最大値に達し、数分間減少した後、再び上昇して取得の後半に全体的な最大値に達します。
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67458/67458fig01v2.jpg"> 
図1:スキャナーの全視野の60分間の取得の時間活動曲線。</stro...

単一被験者レベルでの2-デオキシ-2-[18F]フルオロ-D-グルコース動的陽電子放出断層撮影法を使用した代謝脳接続性の研究

To this day, metabolic brain connectivity is mostly studied on a group level through the acquisition of static positron emission tomography (PET) data of ...

私たちは、脳内出血が代謝脳の接続性にどのように影響するかを調査しており、これは、脳領域全体のグルコース取り込みなどの代謝活動間の関係を反映しています。これらのネットワークの変化は、てんかんのような脳障害を発症するリスクの高まりを説明し、脳の機能障害と回復に関する洞察を提供する可能性があります。現在、代謝脳のコネクティビティの解析は静的なPET画像に基づいており、コネクティビティは単一の被験者内ではなく、被験者のグループに対して計算されています。動的PET画像を使用すると、被験者ごとに関心のある各ボリュームの時間活動曲線を抽出でき、さらに、単一の被験者レベルでの相関ベースの接続性を計算できます。これにより、被験者内の代謝脳の接続性の変化を経時的に追跡することが容易になります。インフィニティは中核施設として、さまざまな応用分野の研究者をサポートしています。これらの研究者は、脳卒中モデルからさまざまな種類の腫瘍学モデルまで、幅広い動物モデルに取り組んでいます。これらのモデルを使用して、研究者は病気を評価し、新しい治療戦略も評価します。まず、麻酔をかけた動物を左側または右側に向け、加熱ランプを使用して尾を温め、トレーサー注射のための血管拡張を誘発します。ニードルホルダーを使用して、30ゲージのニードルのシャフトを切断し、そのバックエンドの1〜2ミリメートルをBTPE-10チューブに挿入します。1ミリリットルのインスリン注射器に生理食塩水を入れ、針先をBTPE-10チューブに3〜5ミリメートル挿入します。充填されたシリンジから生理食塩水をチューブに事前に充填し、その後、生理食塩水シリンジをチューブに接続したままにします。次に、湿布またはペーパーティッシュを使用して、動物の尻尾をエタノールで徹底的に洗浄し、部位を消毒します。次に、加熱ランプを取り外します。BTPE-10チューブの針先を側尾静脈に挿入します。プランジャーを引っ張ったときにチューブに入る血液を観察します。注射中に抵抗がないことに注意し、注射部位に皮下ブレブが形成されないようにしてください。成功した場合は、針を浸透部位に瞬間接着剤で固定し、チューブをテールにテープで固定します。すでにメデトミジンがあらかじめ充填されているBTPE-10チューブの針を、肩甲骨の間に2〜3mm皮下に挿入します。挿入部位に瞬間接着剤を滴下して針を固定し、チューブを動物の背中にそっとテープで固定します。動物を配置してスキャナーベッドを準備するには、圧力センサーとペーパーティッシュをベッドの上に置きます。動物をスキャナーベッドに慎重に移し、メデトミジンラインと尾静脈カテーテルがしっかりと固定されていることを確認します。必要に応じてノーズコーンを使用して動物の頭をできるだけまっすぐに配置し、適切に位置合わせされたら頭をテープで固定します。次に、加熱パッドをオンにして動物を温めます。呼吸数監視システムが正しく機能していることを確認し、必要に応じて圧力センサーの位置を調整します。PETスキャンを開始する前に、前述のように少量の生理食塩水を吸引して注入することにより、静脈内の適切な配置を確認します。次に、生理食塩水シリンジを放射性トレーサーシリンジに交換し、針がPEチューブに穴を開けないようにします。スキャナーソフトウェアを使用してスキャンを開始します。取得が開始されたら、無線トレーサーをボーラスとして約0.5〜2秒間注入します。すぐに空のラジオトレーサーシリンジを生理食塩水シリンジと交換し、PEチューブを0.1ミリリットルの生理食塩水で洗い流します。ティッシュを使用して、シリンジの交換中に漏れる可能性のあるラジオトレーサーの滴をキャッチします。動的再構成設定を使用して、集録したデータを 30 個の 2 分間の時間枠に再構築します。まず、ラットの脳のPETデータを取得します。動的再構築のDICOMファイルをキャンバスにドラッグアンドドロップして、ソフトウェアにロードします。右上の一般的な画像表示コントロールを使用して、スライスと時間枠をナビゲートし、カラーバーを調整します。必要に応じて、右側のサイドバーにある [入力画像の向きを変更] ボタンを使用して、画像の向きを標準の向きに調整します。参照画像を読み込むには、[正規化テンプレートの選択] ボタンをクリックします。参照画像として Rat FDG W.Schiffer テンプレートを選択します。右側のサイドバーにある[入力マッチング]、[手動で入力調整]ボタンをクリックして、入力画像をテンプレートに一致させます。入力画像をドラッグして回転させ、テンプレートとほぼ揃えます。種として rat が選択され、レジストレーション方法が deform に設定されていることを確認します。そして、 現在の一致 ボタンをクリックして、次のサブページに進みます。[一致結果]サブページで、位置合わせ結果を確認し、必要に応じて手動で調整します。[Apply Current Transformation to All] をクリックして、すべての時間枠がテンプレートと一致することを確認します。緑色のVOIボタンをクリックして、次の手順に進みます。[テンプレート] タブで、[アトラス] タブで [Px Rat W.Schiffer] を選択するか、アトラスをロードして目的のボリュームを選択します。選択した対象ボリュームを適用するには、下部にあるアウトラインボタンをクリックします。次に、[テンプレート] タブの上にあるボタンをクリックして、時間アクティビティ曲線 (TAC) を計算します。TACをPKINツールに送信して、さらに分析します。ソフトウェアインターフェースの右下で、表示タイプとしてTACsを選択し、以前に選択した対象体積の時間活動曲線をキロベクレル/ミリリットルで視覚化します。TACが表示されているキャンバスを右クリックし、表示されている曲線の値テーブルを選択します。値テーブルをスプレッドシートにコピーして、さらに分析します。動物の目では、時間加重平均画像と単一の2分間の時間枠の両方で、色の強度が青から赤の範囲で高い標準取り込み値が観察されました。

studying-metabolic-brain-connectivity-using-2-deoxy-2-18ffluoro-d

Research

JoVE Journal

Neuroscience

神経科学

出典: Casquero-Veiga, M. et al.ラットの脳深部刺激によって誘発される活動パターンを明らかにするためのin vivo陽電子放出断層撮影法J. Vis. 経験。 (2022)。このビデオは、ラットモデルにおけるFDG-PETイメージングを用いた脳深部刺激療法(DBS)の代謝効果を実証する。FDG 投与、DBS アプリケーション、および代謝活動が増加または抑制された脳領域をマッピングするための PET/CT...

In vivo FDG-PETを使用したラットの急性脳深部刺激によって誘発される代謝神経調節の評価

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

小動物陽電子放出断層撮影法は、脳の2つの主要なエネルギー基質であるグルコースとケトンの評価を可能にします。本方法では、11種類のC-アセト酢酸と18種類のF-フルオロデオキシグルコースを各動物に順次注入し、磁気共鳴画像から決定される特定の脳領域におけるそれらの取り込みを定量的に測定します。...

ラットにおける局所脳エネルギー基質取り込みの定量的測定のためのデュアルトレーサーPET‐MRIプロトコル

[18F]-フルオロデオキシグル コース (FDG) 陽電子放射断層撮影法で計算された断層レントゲン写真撮影は脳機能に関連する糖代謝を調べる場合に役立ちます。ここでは、プロトコルを提案 [18F] FDG パケットト...

重症脳損傷患者 [18F] FDG トレーサーを用いた定量的評価

(呼ばれる S1BF) 対応する体性感覚バレル フィールド皮質領域が正しく磁気共鳴イメージング (大胆な fMRI) 活性化、主要な血の酸素のレベルに応じた機能によるチェック後本研究の目的は乳酸含量を定量化するにはローカライズされたプロトン磁気共鳴分光法 (1H-MRS) 7 t...

7 機能的磁気共鳴分光ウィスカ アクティベーション中にラットのバレル皮質の T

どのような瞬間にパラダイム (一時的な視点) の領域 (空間的視点)...

動的な被験者間の機能的結合連続によって駆動される瞬間に脳ネットワーク構成を明らかにするまたは通信パラダイム

この原稿は、FDG-PET(定数注入およびボーラスプラス注入)のための2つの放射トレーサ投与プロトコルを記述し、それらをボーラス投与と比較する。16 s...

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

in vivo FDG-PETによる急性脳深部刺激療法により誘導される代謝性神経調節を評価するための前臨床実験法について述べる。この原稿には、定位固定装置手術から刺激治療の適用、PET画像の取得、処理、分析まで、すべての実験ステップが含まれています。...

生体内 ラットの脳深部刺激による活動パターンを明らかにする陽電子放出断層撮影法

PETによる酸素およびグルコース代謝の定量的測定は確立された技術ですが、実際のプロトコルの詳細は文献にほとんど記載されていません。この論文では、最先端の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にうまく実装された実用的なプロトコルを紹介します。...

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

成熟した動物で新生児歯状回顆粒細胞の統合を研究する方法が記載されている。この手法は、生体機能の統合に決定するために電気生理学的記録に続いて新生ニューロンを、ラベルを付けるために設計されたレトロウイルスを使用しています。...

アダルト生まれのニューロンの統合を検討し

学ぶ動的PETイメージングによる脳内出血後の代謝脳接続性評価法。ラットを用いて個別被験者レベルでグルコース取り込みの時間変化を追跡し、てんかんなどの神経疾患リスク理解に貢献する。

単一被験者レベルでの2-デオキシ-2-[¹⁸F]フルオロ-D-グルコース動的陽電子放出断層撮影法を使用した代謝脳接続性の研究

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