단일 피험자 수준에서 2-Deoxy-2-[18F]Fluoro-D-Glucose Dynamic Positron Emission Tomography를 사용한 대사 뇌 연결성 연구

요약

동적 양전자 방출 단층촬영(PET) 데이터를 수집하고 시간 프레임으로 재구성하면 단일 피험자 수준에서 대사 뇌 연결성 분석을 수행할 수 있습니다. 쥐 뇌의 [¹⁸F]FDG 동적 PET 데이터를 획득하고 관심 볼륨의 시간-활동 곡선 추출을 통해 연결 매트릭스를 얻는 방법을 설명합니다.

초록

오늘날까지 대사 뇌 연결성은 대부분 여러 피험자의 정적 양전자 방출 단층 촬영(PET) 데이터 획득을 통해 그룹 수준에서 연구되고 있습니다. 우리 연구 그룹은 현재 쥐의 피험자 내 수준에서 뇌내 출혈 후 여러 시점에 걸친 대사 연결성의 변화를 연구하고 있습니다. 피험자 내 대사 뇌 연결성을 조사하려면 다양한 뇌 영역에서의 추적자 흡수에 대한 시간적 정보가 필요하며, 이는 동적 PET를 통해 달성할 수 있습니다. 이 간행물에서는 데이터 수집 및 분석 프로토콜에 대해 자세히 설명합니다.

쥐 뇌의 동적 PET 데이터는 2-deoxy-2-[¹⁸F]fluoro-D-glucose([¹⁸F]FDG)를 추적자로 사용하는 전용 전임상 PET 시스템에서 획득됩니다. 추적자는 PET 스캔 시작 시 볼루스로 정맥 주사됩니다. 60분 동안 동물들은 메데토미딘으로 진정제를 투여받습니다.

수집 후 PET 데이터는 반복 재구성 알고리즘(Maximum-Likelihood Expectation-Maximization)을 사용하여 30개의 2분 시간 프레임으로 재구성됩니다. 여러 VOI(Volume of Interest)로 구성된 구획형 아틀라스는 각 VOI의 시간-활동 곡선을 추출하는 데 사용되며, 이는 각 VOI 쌍 간의 Pearson 상관 계수를 계산하는 데 사용됩니다.

이 동적 PET 프로토콜을 사용하면 스캔 그룹 간이 아닌 두 단일 스캔 간의 대사 연결성 차이를 평가할 수 있습니다. 이 접근 방식을 사용하면 서로 다른 시점에 걸쳐 단일 피험자 내에서 대사 연결성의 변화를 연구하거나 개인의 대사 연결성을 정상 데이터베이스와 비교할 수 있습니다. 이러한 비교는 질병 진행을 추적하거나 간질이나 치매와 같은 뇌 영역 간의 통신 장애를 특징으로 하는 신경 장애의 진단을 돕는 데 유용할 수 있습니다.

서론

양전자 방출 단층 촬영(PET)은 연구 및 임상 환경에서 일반적으로 사용되는 분자 이미징 기술입니다. 다양한 PET 추적자의 개발로 인해 PET는 질병 병태생리학을 연구하고 질병 진행 및 치료에 대한 반응을 모니터링하는 데 사용할 수 있습니다¹. 가장 널리 사용되는 방사성 추적자 중 하나는 2-deoxy-2-[¹⁸F]fluoro-D-glucose ([¹⁸F]FDG)로, 세포 활성화를 나타내는 포도당 대사를 영상화할 수 있습니다. 진단, 병기 결정 및 예후를 위해 종양학에서 사용됩니다. 신경학에서는 일반적으로 치매와 같은 신경 퇴행성 질환의 맥락에서; 그리고 심장학에서는 유육종증(sarcoidosis)과 같은 상태를 진단하기 위해 몇 가지 예를 들자면 ^1,2,3.

[¹⁸F]FDG PET 데이터에서 얻은 대사 뇌 연결성 평가는 서로 다른 뇌 영역에서 추적자 흡수 간의 기능적 관계를 나타냅니다. 이 접근 방식을 사용하면 뇌의 여러 부분이 어떻게 상호 작용하고 함께 기능하는지에 대한 통찰력을 제공할 수 있는 일련의 뇌 영역을 선택하여 "연결 매트릭스"를 계산할 수 있습니다. 이러한 유형의 분석은 치매, 간질 및 기타 신경 장애와 같은 질환을 포함한 건강 및 질병에 대한 뇌 기능을 연구하는 데 특히 유용하다^4,5.

대사 뇌 연결성을 평가한 첫 번째 연구는 이미 1980년대로 거슬러 올라가지만⁶, 연구자들은 주로 확산 가중 자기 공명 영상(DW-MRI)을 통해 "커넥톰"⁷이라고도 하는 구조적 뇌 연결성을 탐구했습니다. 또한, 기능적 MRI(fMRI), 뇌파검사(EEG), 자기뇌파검사(MEG)와 같은 기술을 사용한 기능적 연결성은 수십 년 동안 광범위하게 연구되어 왔다 ^8,9.

최근에는 [¹⁸F]FDG PET를 단독으로 사용하는 것뿐만 아니라 다른 형태의 뇌 연결성과 함께 신진대사 뇌 연결성을 연구하는 것에 대한 관심이 다시 높아지고 있습니다¹⁰. 그러나 PET 이미지의 고유한 "정적" 특성(예: 기능적 MRI와 대조적으로)으로 인해 대부분의 뇌 네트워크 PET 기반 결과는 뇌 영역 간의 상관 관계가 피험자 간 수준에서 계산되는 그룹 수준 분석을 기반으로 합니다. 이러한 한계로 인해 PET 이미지의 피험자 내 분석이 불가능하며, 이는 동일한 개인 내에서 시간 경과에 따른 변화를 추적할 수 있는 종단 연구에 필수적입니다⁴. 따라서 동적 PET 기반 분자 연결성과 같은 단일 피험자 분석을 가능하게 하는 방법의 개발은 임상 실습에서 분자 네트워크 분석을 사용할 수 있는 문을 열어주기 때문에 네트워크 장애를 조사하는 뇌 연구에서 중요한 연구 방향입니다. 따라서 전임상 연구에서는 동적 PET 데이터가 사용되었습니다.

우리 연구 그룹은 현재 쥐 콜라겐분해효소 모델¹¹을 사용하여 여러 시점에 걸쳐 피험자 내 수준에서 뇌내출혈 후 대사 연결성의 변화를 조사하는 연구를 수행하고 있습니다. 피험자 내 대사 뇌 연결성을 조사하려면 동적 PET를 통해 얻을 수 있는 다양한 뇌 영역에서의 추적자 흡수에 대한 시간 정보가 필요합니다. 다음 섹션에서는 데이터 수집 및 분석 프로토콜에 대해 자세히 설명합니다.

프로토콜

모든 절차는 유럽 지침(지침 2010/63/EU)을 따르며, 프로토콜은 겐트 대학교의 지역 동물 윤리 위원회(ECD 23/33)의 승인을 받았습니다. 12마리의 Sprague Dawley 쥐(암컷 6마리, 수컷 6마리)가 연구에 포함되었습니다. 그들의 PET 스캔은 유도된 뇌내출혈 2주 전부터 18주 후까지 여러 시점에서 다음 프로토콜을 사용하여 획득했습니다. 첫 번째 스캔 당시 모든 동물은 생후 18주였고 암컷의 체중은 244.8± 10.1g(평균 SD)±, 수컷의 체중은 363.6± 13.3g이었습니다.

방사성 물질은 교육을 받은 직원만 다루고 다루도록 합니다. 직원과 동물에 대한 복용량을 합리적으로 달성할 수 있는 한 낮게 유지하십시오(ALARA).

1. 데이터 수집

참고: 데이터 수집에 사용되는 전임상 PET 이미저 및 소프트웨어에 대한 자세한 내용은 재료 표를 참조하십시오. 이미저는 LYSO 결정 및 SiPM 검출기를 사용하여 13cm의 축 방향 시야(FOV)와 7.6cm의 횡축 FOV를 커버하는 45 검출기(5개의 링으로 배열됨) PET 스캐너입니다. 이 시스템은 850μm의 공간 분해능, 12%의 감도 및 12.6%¹²의 에너지 분해능을 보여줍니다. 다음 단계는 이 점을 염두에 두고 작성되었습니다.

1. 먹이 - 동물을 스캔하기 최소 6시간 전에 우리에서 모든 음식을 제거하여 동물을 박탈합니다. 동물이 충분한 단식 기간을 거쳤으면 다음과 같이 데이터 수집을 위한 준비를 시작합니다.
2. 가열 패드를 켜고 30-35 °C까지 예열하십시오.
3. 2,000mL/분의 유속으로 의료용 O₂ 에서 5% 이소플루란으로 채워진 가스 마취실에 동물을 넣어 이소플루란으로 동물을 마취합니다. 방에서 30cm 떨어진 곳에 난방 램프를 배치하여 동물의 체온을 유지하는 데 도움이 됩니다. 동물은 호흡수가 0.5-1Hz일 때 적절하게 마취됩니다.
4. 동물의 무게를 잰다.
5. 동물을 발열 패드 위에 놓습니다. 노즈콘을 사용하여 의료용 O₂ 에서 500mL/분의 유속으로 2% 이소플루란을 투여합니다. 동물이 적절하게 마취된 상태를 유지하기 위해 필요에 따라 이소플루란 용량을 조정합니다.
6. 견갑골 사이로 동물의 목 부분을 면도합니다.
7. 추적자 주입을 위한 꼬리 정맥 준비:
   1. 동물을 왼쪽이나 오른쪽으로 돌리고 난방 램프를 사용하여 꼬리를 따뜻하게 하여 혈관 확장을 유발합니다.
   2. 약 20cm의 BTPE-10 튜브를 가져옵니다. 바늘 홀더를 사용하여 30G 바늘의 샤프트를 끊고 뒤쪽 끝의 1-2mm를 PE 튜브에 삽입합니다. 1mL 인슐린 주사기에 식염수를 채우고 바늘 끝을 PE 튜브에 3-5mm 삽입합니다. 채워진 주사기에서 식염수로 PE 튜브를 미리 채우고 식염수 주사기를 PE 튜브에 연결된 상태로 유지합니다.
   3. 에탄올로 동물의 꼬리를 청소하십시오. 난방 램프를 제거하십시오.
   4. PE 튜브의 바늘 끝을 측면 꼬리 정맥에 삽입합니다. 바늘의 적절한 배치 확인: 플런저를 뒤로 당겼을 때 PE 튜브에 혈액이 들어가는지, 주입하는 동안 저항이 없는지, 주사 부위에 피하 블렙(정맥 주사를 나타냄)이 형성되었는지 확인합니다. 진입에 성공하지 못한 경우 꼬리에서 바늘을 제거하고 더 가까운 부분에서 다시 시도하십시오.
   5. 침투 부위에 인스턴트 접착제 한 방울로 바늘을 고정하고 PE 튜브를 꼬리에 테이프로 붙입니다.
      알림: PE 튜브의 움직임을 피하십시오. 언제든지 혈액이 PE 튜브에 들어가면 막힘을 방지하기 위해 즉시 식염수로 씻어내십시오.
8. 메데토미딘 진정제로 전환:
   1. 동물을 가열 매트 위에 엎드린 자세로 놓습니다. 눈이 건조해지는 것을 방지하기 위해 각 눈에 아이 젤 한 방울을 떨어뜨립니다.
   2. PET 스캐너 가까이에 배치된 주입 펌프에 연결할 PE 튜브(40–100cm)를 준비합니다. 바늘 홀더를 사용하여 30G 바늘의 샤프트를 끊고 뒷면의 1-2mm를 PE 튜브에 삽입합니다. 1mL 플라스틱 주사기에 30G 바늘에 최소 0.2mL의 메데토미딘(동물당)을 채우고 바늘 끝을 PE 튜브에 3-5mm 삽입합니다. 주사기에서 PE 튜브에 메데토미딘을 미리 채웁니다.
   3. 주입 펌프에 메데토미딘이 함유된 주사기를 놓습니다. 펌프를 켜고 Find syringe(주사기 찾기) | BD Plastic | 1 mL입니다.
   4. PE 튜브의 다른 쪽 끝에 있는 바늘에서 방울이 나올 때까지 펌프를 사용하여 0.005mL의 볼리를 배출합니다. PE 튜브에 기포가 없는지 확인하십시오.
   5. PE 튜브의 바늘을 동물의 견갑골 사이에 2-3mm 피하 삽입하십시오. 침투 부위에 인스턴트 접착제 한 방울로 바늘을 고정하고 PE 튜브를 동물의 등에 부드럽게 테이프로 붙입니다.
   6. 동물의 체중에 따라 v량의 메데토미딘(속도: 3mL/분)의 덩어리를 주입합니다.
      
      여기서 d = 0.05 mg/kg(동물 체중 1kg당 mg 단위의 메데토미딘 용량), m은 동물의 체중(kg)이고 c는 mg/mL 단위의 메데토미딘 농도입니다.
   7. 메데토미딘 볼루스 투여 10분 후 이소플루란 투여를 중단하고, 이 대기 기간 동안 안정적인 마취를 유지하기 위해 필요에 따라 이소플루란 투여량을 조정합니다.
      참고: 이소플루란과 메데토미딘을 결합하면 동물의 호흡 속도가 현저히 느려집니다. 이소플루란 투여가 중단될 때까지 면밀한 모니터링이 필수적입니다.
   8. 이소플루란을 중단한 후 5분 후에 다음과 같은 비율로 메데토미딘을 지속적으로 주입하기 시작합니다.
      R_계속 = R • m
      여기서 r = 0.1 mg/(kg·h); 동물 체중당 메데토미딘의 양(mg)은 kg/h)이고 m은 동물의 체중(kg)입니다.
      참고: 동물의 체내에 이소플루란이 없는지 확인하기 위해 스캔을 시작하기 전에 연속 주입을 시작한 후 추가로 25분(따라서 이소플루란을 중단한 후 30분)의 평형 기간이 필요합니다. 이 시간 동안 다음 단계를 진행하십시오.
9. PET 스캐너에서 동물 포지셔닝:
   1. 발열 패드, 압력 센서 및 종이 티슈로 스캐너 베드를 준비합니다. 센서를 사용하여 동물의 호흡수를 모니터링하고 동물이 배설하는 소변을 흡수하기 위한 종이 조직을 모니터링합니다.
      참고: 메데토미딘으로 인해 동물은 일반적으로 많은 양의 소변을 배설합니다.
   2. 동물을 스캐너 침대로 조심스럽게 옮겨 메데토미딘 라인과 꼬리 정맥 카테터가 단단히 고정되도록 합니다. 필요한 경우 도움을 위해 노즈콘을 사용하여 동물의 머리를 가능한 한 똑바로 배치하십시오. 적절한 위치가 되면 테이프로 머리를 고정합니다.
   3. 가열 패드를 켜고 호흡수 모니터링 시스템이 올바르게 작동하는지 확인하고 필요한 경우 압력 센서 위치를 조정합니다.
10. PET 스캔을 시작하기 10-5분 전에 0.1–0.8mL의 식염수에 희석된 약 20MBq 2-deoxy-2-[¹⁸F]fluoro-D-glucose([¹⁸F]FDG)를 인슐린 주사기에 채웁니다.
    주의: Fluorine-18 (¹⁸F)은 반감기가 109.8분인 불소 방사성 동위원소입니다. 방사성 물질을 취급할 때는 현지 방사선 안전 프로토콜을 따르십시오.
11. 스캐너 소프트웨어를 열고 다음 스캔 매개변수를 구성합니다. 동위원소로 ^18F를 선택하고(충치 보정에 중요), 방사성 추적자가 포함된 주사기의 측정된 활성(선량 보정기로 측정한 MBq 단위) 및 측정 시간(정보는 메타데이터에 저장되며, 이는 데이터를 표준 흡수 값과 같은 다른 단위로 변환하는 데 필요함)을 입력합니다. General protocol(일반 프로토콜)을 선택하고 Automatic sorting after acquisition(수집 후 자동 정렬)을 선택합니다. 스캔 시간을 1시간으로 설정하고 전체 쥐 뇌(일반적으로 위치 2-5)를 포함하도록 관심 영역(ROI)을 조정합니다.
12. 이소플루란 투여 중단 후 30분이 지나면 PET 스캔을 시작합니다.
    1. 다시 말하지만, 흡인으로 정맥에 적절한 배치를 확인한 다음 1.7.4단계에서 설명한 대로 소량의 식염수를 주입합니다.
    2. 식염수 주사기를 방사성 추적기 주사기로 교체하십시오. PE 튜브에서 주사기를 제거할 때 혈액이 PE 튜브로 들어가 식염수를 밀어낼 수 있습니다. PE 튜브에 구멍을 뚫지 않고 방사성 추적자 주사기의 바늘을 빠르게 삽입합니다.
    3. 스캐너 소프트웨어를 사용하여 스캔을 시작합니다.
    4. 획득이 시작되면 약 0.5–2초에 걸쳐 추적자를 볼루스로 주입합니다. 즉시 빈 방사성 추적자 주사기를 식염수 주사기로 교체하고 PE 튜브를 약 0.1mL의 식염수로 세척합니다. 티슈를 사용하여 주사기를 교체하는 동안 빠져나갈 수 있는 방사성 추적자 방울을 잡습니다.
       참고: 스캐너 소프트웨어에 표시되는 계수 속도는 추적기 주입 후 4.5–6.5Mcps로 빠르게 증가해야 합니다. 계수율이 초기에는 4Mcps보다 현저히 낮다가 나중에 증가하는 것은 (부분적으로) 정맥 추적자 주입을 나타냅니다.
    5. 추적 주사기와 잠재적으로 오염된 조직 및 장갑의 활성을 측정하여 동물에 주입되지 않은 나머지 활성을 평가합니다. 해당 활동과 측정 시간을 스캐너 소프트웨어에 입력하여 메타데이터에 저장하십시오.
       참고: 0.1–1.5MBq의 잔여 활성은 일반적으로 식염수 주사기로 추적자를 전환할 때 얼마나 많은 추적자가 빠져나갔는지에 따라 다릅니다.
13. 스캔이 완료되면 스캐너에서 동물과 함께 침대를 꺼냅니다.
    참고: 동물은 메데토미딘이 길항되기 전에 자극에 반응하거나 깨어날 수 있습니다. 동물을 조심스럽게 다루고 다음 단계에서 갑작스러운 움직임에 대비하십시오. 또한 동물이 방사능에 노출되어 있다는 점에 유의하십시오. 따라서 다음 단계를 가능한 한 빠르고 신중하게 완료하는 것을 목표로 하십시오.
14. 바늘 홀더를 사용하여 동물의 꼬리에서 바늘과 PE 튜브를 제거합니다. 천자 부위에 티슈나 압박붕대를 대고 잠재적인 출혈을 멈춥니다.
15. 메데토미딘 투여를 중단하고 동물의 목에서 바늘과 PE 튜브를 제거합니다.
16. 동물을 다른 동물이 없는 우리에 넣고 동물을 이동하는 동안 배설될 수 있는 (방사성) 소변을 잡기 위해 조직을 사용합니다. 수분 보충을 촉진하기 위해 1mL 인슐린 주사기를 사용하여 등에 식염수 1mL를 피하투여합니다.
17. 아티파메졸의 피하 주사로 진정 효과를 역전시킵니다.
    1. 다음 방정식을 사용하여 적절한 부피 v를 계산합니다.
       
       여기서 d = 0.5 mg/kg, 즉 동물 체중 kg당 mg의 메데토미딘 용량, m은 동물의 체중(kg)이고 c는 아티파메졸의 농도(mg/mL)입니다.
    2. 소량의 계산된 부피를 초래하는 경량 동물의 경우, 보다 정확한 투여를 위해 아티파메졸을 식염수로 희석하십시오. 인슐린 주사기에 4 • v의 아티파메졸과 12• v의 식염수를 채웁니다. 생성된 용액의 1/4을 동물의 목 근처 등에 피하로 주입합니다.
18. 동물이 깨어날 때까지 육안으로 모니터링하며 1-5분 정도 걸립니다. 동물이 똑바로 서서 자유롭게 움직일 수 있게 되면 집단 수용소로 돌려보냅니다. 동물에게 음식과 물을 제공하십시오.

2. 데이터 재구성 및 품질 확인

참고: 본 연구에서 사용할 수 있는 하드 및 소프트웨어를 사용하여 모든 PET 데이터를 방사성 핵종 붕괴에 대해 수정하고, 획득한 시노그램은 511keV 광피크 주위의 30% 창을 사용하여 정렬된 하위 집합 기대 최대화 3차원(OSEM-3D) 알고리즘으로 재구성했습니다. OSEM 재구성 소프트웨어는 기본 설정인 10개의 하위 집합과 하위 집합당 2천만 개의 이벤트를 사용했습니다. 이미지는 0.4mm의 입방체 이미지 복셀이 있는 192 x 192 x 384 가로 매트릭스로 재구성되었습니다. 감쇠 보정이 수행되지 않았습니다.

1. 트레이서 주입이 성공적이었는지 확인하려면 60분 획득 중에 감지된 계수율(즉, 시간-활동 곡선(TAC))을 확인합니다. 추적 프로그램이 주입된 직후인 획득 후 1분 이내에 피크가 있는지 확인합니다.
2. 정적 재구성: 30회 반복, 400μm의 등각 복셀 크기, 511keV 광피크를 중심으로 한 30%의 에너지 창을 사용하여 OSEM 알고리즘을 사용하여 수집된 데이터를 재구성합니다.
3. 재구성이 완료되면 결과 이미지에서 아티팩트를 검사합니다.
4. 동적 재구성: 정적 재구성과 동일한 설정을 사용하여 수집된 데이터를 30개의 2분 시간 프레임으로 재구성합니다.

3. 데이터 분석

참고: 다음 3.1단계 및 3.2단계는 PFUS(Image Registration and Fusion Tool) 및 PKIN(General Kinetic Modeling Tool)을 사용하여 PET 데이터 정량화 전용 생물 의학 소프트웨어 환경에서 수행됩니다.

1. PFUS에서:
   1. 하위 페이지에서 입력 이미지 로드:
      1. INP 로드 버튼을 사용하거나 파일을 캔버스로 끌어다 놓아 동적 재구성의 DICOM 파일을 로드합니다. 오른쪽 상단에 있는 일반 이미지 표시 컨트롤을 사용하여 슬라이스와 시간 프레임을 탐색하고 색상 막대를 조정합니다. 필요한 경우 오른쪽 사이드바의 입력 이미지 방향 변경 버튼을 사용하여 이미지 방향을 표준 방향으로 조정합니다.
      2. 자르기 및 프레임 평균: 오른쪽 하단의 화살표를 클릭하면 합계 및 자르기와 눈금 자르기를 위한 숨겨진 컨트롤이 표시됩니다. 캔버스에서 가장자리를 조정하고 자르기 상자의 중심을 드래그하여 자르기 경계를 정의합니다. 뇌 전체와 눈과 척수의 일부를 포함하는 약간의 패딩이 포함되어 있는지 확인하십시오. 자르기 상자가 제대로 정의되면 자르기 버튼을 클릭하여 이미지를 자릅니다. 주황색 평균 버튼을 클릭하여 모든 시간 프레임에 대한 시간 가중 프레임 평균을 계산하고 결과가 입력 이미지에 자동으로 추가될 때까지 기다렸다가 총 두 개의 입력 이미지, 즉 시간 프레임이 있는 잘린 동적 데이터와 동일한 데이터의 잘린 시간 가중 평균이 생성됩니다.
      3. Deform as Matching method를 선택하거나, 이미 선택된 경우 버튼을 눌러 템플릿 기반 정규화로 이동합니다.
   2. 하위 페이지 참조 및 일치:
      1. 시간 가중 평균 이미지를 입력 이미지로 선택합니다(일반적으로 마지막 단계에서 자동으로 선택됨).
      2. 버튼을 클릭하여 참조를 로드하여 정규화 템플릿을 참조 이미지로 선택합니다. Rat FDG(W. Schiffer)를 선택합니다.
      3. Input matching(입력 일치) | 입력: 오른쪽 사이드바에서 수동으로 조정합니다. 입력 이미지를 템플릿과 대략적으로 일치하도록 끌어다 회전합니다. Rat가 종으로 선택되었는지, 등록 방법이 Deform인지 확인한 다음 Match Current 버튼을 클릭하여 다음 하위 페이지로 이동합니다.
   3. 하위 페이지 일치 결과에서:
      1. 결과를 확인하고 필요한 경우 수동으로 일치를 조정합니다. Apply Current Transformation to All 을 클릭하여 시간 프레임으로 구성된 입력 이미지도 일치시킵니다.
      2. 녹색 버튼 VOI 를 클릭하여 다음 처리 단계로 이동합니다.
   4. 하위 페이지 VOI 분석에서:
      1. 시간 프레임이 포함된 이미지를 오른쪽 하단 메뉴에서 이미지 A로 선택합니다.
      2. 템플릿 탭으로 이동하여 Atlas 탭에서 Px Rat (W. Schiffer)를 선택하거나 사용자 지정 아틀라스를 로드하고 원하는 볼륨을 선택합니다. VOI를 적용하려면 하단의 개요 버튼을 클릭합니다.
      3. Template(템플릿) 탭 위의 버튼을 클릭하여 TAC를 계산하고 PKIN 툴로 보냅니다.
2. PKIN에서:
   1. 오른쪽 하단에서 Display Type(표시 유형)에 대해 TACs(TAC를 선택하여 미리 선택한 VOI의 TAC를 kBq/mL 단위로 시각화합니다.
   2. TAC가 있는 캔버스를 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 Value table of visible curves(보이는 곡선의 값 테이블)를 클릭합니다. 추가 분석을 위해 테이블을 스프레드시트에 복사합니다.
3. 6번째부터 마지막 시간 프레임(= 스캔 시작 후 10-60분)까지의 데이터를 사용하여 VOI의 모든 페어링 간의 Pearson 상관 관계를 계산하여 상관 관계 매트릭스를 얻습니다. 이 목적을 충족하는 "correlation_matrix.py"이라는 Python 스크립트는 보충 파일 1에 포함되어 있습니다.
4. t-검정 통계량을 사용하여 Pearson 상관 관계가 유의한지 여부를 계산합니다. 자유도는 n - 2이며, 여기서 r은 Pearson 상관 계수이고 n = 25는 Pearson 상관 계수를 계산하는 데 사용되는 시간 프레임 수입니다. 다중 비교를 위해 적절한 수정을 적용하고 통계량을 n - 2 자유도를 갖는 양측 t-분포(p = 0.05)의 임계값과 비교합니다. 수정된 t-test 값이 임계값보다 작은 경우 두 VOI 간의 Pearson 상관 관계가 중요하다고 간주합니다.

결과

스캔이 완료되면 수집 중 검출된 속도의 TAC를 조사하여 올바른 추적자 주입 및 흡수를 확인할 수 있습니다. 그림 1 은 성공적인 추적자 주입 및 획득 후 스캐너의 전체 FOV에서 생성된 TAC(패널 A)와 부분 파라정맥 추적자 주입 후 생성된 TAC(패널 B)를 보여줍니다. 성공적인 사례의 경우, 추적자 주입 후 계수율이 급격히 증가하여 처음 4분 이내에 최고점에 도달한 후 나머지 획득 기간 동안 꾸준히 감소합니다. 파라베루스의 경우, 계수율은 추적자 주입 직후 국소 최대값에 도달하고 여러 분 동안 감소한 후 다시 상승하여 획득의 후반부에 전역 최대치에 도달합니다.

그림 1...

토론

여기에 제공된 프로토콜은 쥐에서 [¹⁸F]FDG를 추적자로 사용하여 1시간 동적 PET 데이터를 획득하는 프로세스를 안내합니다. 결국, VOI의 상관 관계 매트릭스를 얻을 수 있으며, 이는 단일 피험자 수준에서 대사 연결성을 평가하는 데 사용할 수 있습니다. 숙련된 연구원은 예를 들어 이미지 재구성을 위해 다른 방사성 추적자, 획득 시간 또는 시간 프레임 너비를 사용하고 데이터 분석 부분에서 관련 VOI를 선택하는 등 다양한 지점에서 특정 요구 사항에 맞게 프로토콜을 조정할 수 있습니다.

트레이서 주입은 이 프로토콜에서 가장 중요한 부분 중 하나입니다. 꼬리 정맥 접근의 준비는 실험실 동물 연구의 경험이 풍부한 전문가가 수행해야 합니다. 바늘이 꼬리 정맥 내부에 올바르게 위치하면 튜브를 통해 식염수나 추적자를 주입할 때 저항이 거의 없어야 합니다. 꼬리 정맥 접근의 질에 대해 의심이 가는 경우 바늘과...

재료

이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
Antisedan	Orion Pharma		Atipamezole hydrochloride 5 mg/mL
BD Micro-Fine+ 인슐린 주사기 1 mL	BD	324827	0.33 mm (29G) x 12.7 mm
BD Microlance 3 바늘 30 G x 1/2"	BD	304000	30 G x 1/2"; 0,3 x 13 mm
BD Plastipak 주사기 1 mL	BD	303172	펌프용
BTPE-10 폴리에틸렌 튜브	Instech		0.11x.024in (.28x60mm)
Domitor	Orion Pharma	1070499	Medetomidine hydrochloride 1 mg/mL
Fusion 100 주입 펌프	Chemyx Inc.	07100	최신 모델 사용 가능: Fusion 100X
Isoflutek 1000 mg/g	Alivira		Isoflurane
MOLECUBES β-CUBE with CUBEFLOW 소프트웨어	MOLECUBES NV		Preclinical PET 스캐너
PMOD 소프트웨어 버전 4.4	Bruker Corporation		http://www.pmod.com; PET 데이터의 정량화
식염수	B. Braun	394496	NaCl 0.9%
Vidisic eye gel	Vidisic		Carbomerum 980 2 mg/g