소형 동물을 위한 고해상도 심장 양전자 방출 단층 촬영/컴퓨터 단층 촬영

제시된 심장 PET/CT 프로토콜은 심장 질환의 다양한 소형 동물 모델에서 기능적 및 형태학적 정보를 얻는데 유용하다. 다른 전임상 영상 방식과 비교하여 PET/CT 영상의 장점은 높은 감도와 매우 높은 공간 시간 분해능뿐만 아니라 작업자가 프로브를 수동으로 배치할 필요가 없기 때문에 견고성을 포함하지만 이에 국한되지 않습니다. 이 프로토콜로 연구 할 수있는 주요 질병 모델 중 하나는 심근 경색입니다.

그러나 다른 심장 대사 질환 및 치료에 대한 반응도 조사 할 수 있습니다. 예를 들어, 우리 그룹은 심장 대사와 기능에 대한 비만과 당뇨병의 역할에 관심이 있습니다. 이 프로토콜에 포함된 단계는 경험이 없는 사용자도 쉽게 따를 수 있습니다.

그러나 꼬리 정맥 캐뉼러 및 혈액 샘플링과 같은 일부 단계는 재현 가능하게 수행하기 위해 약간의 훈련과 경험이 필요할 수 있습니다. 이 절차를 시연하는 것은 우리 실험실의 연구원 인 Federica La Rosa, Sant'Anna School of Advanced Studies의 박사 과정 학생 인 Federico Granziera, Fondazione Toscana Gabriele Monasterio의 수의사 인 Domiziana Terlizzi입니다. 시작하려면 마우스를 PET/CT 단층 촬영기의 스캐너 베드에 먼저 앙와위 위치에 놓고 마취를 위해 코 마스크에 코를 넣고 접착 테이프로 마스크 머리를 부드럽게 막습니다.

스캐너 베드에 상지와 하지를 고정하여 이미징 절차 중 움직임으로 이어질 수 있는 비자발적 움직임을 방지합니다. 직장 프로브를 사용하여 체온을 모니터링하고 호흡 베개를 사용하여 호흡수를 모니터링합니다. 마우스의 경우 인슐린 주사기를 사용하여 100-150 마이크로 리터의 10 메가 베크렐 불소 -18 FDG를 추출합니다.

바이알에서 추적자의 원래 농도가 높으면 추적자를 식염수로 희석하여 밀리리터당 50-100메가베크렐의 농도로 희석합니다. PET 용량 교정기를 사용하여 주사기의 실제 활동을 측정하십시오. 주입 전 활동 및 측정 시간은 나중에 PET 스캐너 그래픽 사용자 인터페이스의 특정 입력 모듈을 사용하여 사용되므로 주석을 달 수 있습니다.

iomeprol을 사용하는 경우 주입 속도를 시간당 10 밀리리터로 설정하고 부피를 0.5 밀리리터로 설정하십시오. 주사기를 주사기 펌프에 연결하고 실제 주사기 크기와 직경에 맞게 펌프를 설정 한 다음 주사기를 CA 튜브와 바늘에 연결하고 튜브에 CA를 미리 채 웁니다. 주입 속도를 시간당 10 밀리리터로 설정하고 주입량을 0.5 밀리리터로 제한하십시오. iomeprol 주입의 경우 이미 시간당 10 밀리리터의 주입 속도로 일정한 속도로 천천히 주입 할 수있는 주사기 펌프를 사용하십시오.

주입량을 0.5 밀리리터로 제한하고 3 분 후에 주입을 중단하십시오. 튜브와 바늘에 CA가 미리 채워져 있는지 확인한 후 CA 튜브에 부착된 바늘을 꼬리 정맥의 캐뉼라에 연결합니다. 주입을 시작하십시오.

스캐너 덮개를 닫고 Cine-CT 스캔을 준비합니다. 주사 시작 후 60초 후에 단층 촬영기의 사용자 인터페이스에서 계속 버튼을 누르면 Cine-CT 획득이 시작됩니다. CA 주입은 Cine-CT 스캔 완료와 거의 동시에 중단됩니다.

동적 PET 스캔의 DICOM 이미지를 엽니다. 하트 플러그인 모듈을 선택합니다. 마우스 또는 쥐 심장 이미지를 확대하고 마지막 시간 프레임 또는 대부분의 혈액 풀 활동이 이미 씻겨 나간 마지막 3-5 개의 시간 프레임의 합계를 선택하십시오.

화면의 지시에 따라 동물 심장의 주축을 따라 이미지의 방향을 변경합니다. 심장 기저부와 정점에 대해 표시된 마커를 이동하여 대화식으로 수행하십시오. 다음으로 세분화 도구를 선택합니다.

자동 분할의 결과가 허용되지 않는 경우 수동 모드 ROI 검색 비활성화를 활성화하여 분할된 심근 또는 좌심실강의 모양을 구체화합니다. 모델링 도구에서 적절한 키네틱 모델 또는 동적 PET 분석을 선택합니다. 이 경우 그래픽을 선택한 다음 Patlak을 선택하여 Patlak 플롯 분석을 활성화하여 각 심장 부문에 대한 포도당 흡수의 대사율을 계산합니다.

그런 다음 극좌표 맵 도구에서 표시된 하트 세그먼트의 올바른 수를 선택합니다. 이 경우 17개의 세그먼트를 선택합니다. 이제 피팅 버튼을 눌러 Patlak 해석의 피팅 절차를 수행합니다.

피팅 절차가 끝나면 KI 값의 표시된 극좌표 맵을 관찰합니다. 소프트웨어에 Cine-CT 스캔의 DICOM 이미지를 로드합니다. 그런 다음 내장된 4D 뷰어로 동적 데이터 세트를 엽니다.

그리고 3D 멀티플레이어 재구성 또는 MPR 도구를 사용하여 짧은 축을 따라 이미지 데이터의 방향을 변경합니다. 방향이 변경된 데이터를 DICOM으로 내보내 전체 4D 데이터를 보존된 슬라이스 두께와 복셀당 16비트의 이미지 비트 심도로 내보냅니다. 4D 뷰어를 사용하여 내보낸 4D MPR 이미지를 연 다음 이완기 말에 해당하는 기간을 선택하고 기본 도구 모음의 시간 슬라이더로 모든 기간을 탐색하여 올바른 심장 단계가 선택되었는지 확인합니다.

이 기간에 닫힌 다각형 주석 도구를 선택하고 좌심실의 심내벽을 수동으로 묘사합니다. 베이스에서 정점까지 10-20개의 슬라이스에 대해 동일한 작업을 수행하여 모든 ROI가 동일한 이름을 갖도록 합니다. 다음으로 ROI 메뉴에서 ROI 볼륨을 선택한 다음 누락된 ROI를 생성하여 수동으로 그린 ROI를 보간하여 모든 단축 슬라이스에서 ROI를 생성합니다.

그런 다음 ROI 볼륨을 선택한 다음 컴퓨팅 볼륨을 선택하여 ROI 이름이 동일한 ROI 그룹의 볼륨을 계산합니다. 다음으로, 기간을 탐색하고, 수축기 말단에 해당하는 위상을 선택하고, 시연된 것과 동일한 ROI 이름을 가진 ROI 그룹의 부피를 계산합니다. 마지막으로, 원고에 설명 된 방정식을 사용하여 스트로크 부피와 분출 분율을 계산하십시오.

대조군 CD1 마우스의 자동 심근 및 좌심실 공동 분할 결과가 여기에 나와 있습니다. 건강한 피험자에서도 정점 주변의 더 낮은 재구성 값이 PET에서 일반적으로 관찰됩니다. Patlak 그래픽 분석은 지역 KI, 산점도 및 선형 회귀 분석, 각 세그먼트에 대해 수행된 선형 피팅의 기울기 및 절편 값과 해당 결정 계수의 예를 보여주었습니다.

건강한 쥐에서는 이완기 말기 및 수축기 말기 단계에 대해 좌심실의 모양과 크기가 다릅니다. 분할 된 좌심실 부피의 3D 재구성으로, 부피 계산은 0.361 밀리리터의 이완기 말 부피와 0.038 밀리리터의 수축기 말 부피를 초래했다. 이완기 말기 및 수축기 말기에 대한 동일한 쥐 심장의 볼륨 렌더링은 요오드 강화 챔버와 혈관을 묘사 할 수 있으므로 그 가치는 정량적 인 것보다 질적입니다.

마취 수준을 유지하고 연구 중에 동물의 생리적 매개 변수를 자주 확인하십시오. 또한, 실패한 주사를 피하기 위해 캐뉼러의 개통성에 대한 초기 점검이 수행되어야합니다. 이 연구의 비 침습적 특성으로 인해 방사성 추적자의 절차 및 부패 후 동물을 회수 할 수 있으므로 사실상 다른 조사 방법을 적용 할 수 있습니다.

그렇지 않으면 PET/CT 영상 촬영 후 동물을 안락사시킬 경우 여기 조직에 대한 모든 표준 체외 분석을 수행할 수 있습니다.