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

우리는 뇌내출혈이 뇌 세포 내 대사 연결성에 어떤 영향을 미치는지 조사하고 있으며, 이는 뇌 영역 전반에 걸쳐 포도당 흡수와 같은 대사 활동 간의 관계를 반영합니다. 이러한 네트워크의 변화는 간질과 같은 뇌 질환 발병 위험 증가를 설명할 수 있으며, 뇌 기능 장애와 회복에 대한 통찰력을 제공할 수 있습니다. 현재 대사 뇌 연결성 분석은 정적 PET 이미지를 기반으로 하며, 연결성은 단일 피험자 내에서가 아니라 피험자 그룹에 대해 계산됩니다.

동적 PET 이미지를 사용하면 피험자당 관심 있는 각 볼륨에 대한 시간 활동 곡선을 추출할 수 있으며, 이를 통해 단일 피험자 수준에서 상관 관계 기반 연결성을 계산할 수 있습니다. 이를 통해 시간이 지남에 따라 피험자 내에서 대사 뇌 연결의 변화를 쉽게 추적할 수 있습니다. 핵심 시설로서 Infinity는 다양한 응용 분야의 연구자를 지원합니다.

이 연구자들은 뇌졸중 모델에서 다양한 종류의 종양학 모델에 이르기까지 광범위한 동물 모델을 연구합니다. 이러한 모델을 통해 연구자들은 질병을 평가하고 새로운 치료 전략도 평가합니다. 먼저 마취된 동물을 왼쪽이나 오른쪽으로 돌리고 가열 램프를 사용하여 꼬리를 따뜻하게 하여 예광탄 주사를 위한 혈관 확장을 유도합니다.

바늘 홀더를 사용하여 30 게이지 바늘의 샤프트를 끊고 백엔드의 1-2mm를 BTPE-10 튜브에 삽입합니다. 1밀리리터 인슐린 주사기에 식염수를 채우고 바늘 끝을 BTPE-10 튜브에 3-5mm 삽입합니다. 채워진 주사기에서 식염수를 튜브에 미리 채우고 나중에 식염수 주사기를 튜브에 연결된 상태로 유지합니다.

다음으로, 찜질이나 종이 티슈를 사용하여 부위 소독을 위해 에탄올로 동물의 꼬리를 철저히 청소합니다. 그런 다음 난방 램프를 제거하십시오. BTPE-10 튜브의 바늘 끝을 측면 꼬리 정맥에 삽입합니다.

플런저를 뒤로 당길 때 튜브로 들어가는 혈액을 관찰하십시오. 주사 중 저항이 없는지 확인하고 주사 부위에 피하 기포가 형성되지 않도록 합니다. 성공하면 침투 부위에 인스턴트 접착제 한 방울로 바늘을 고정하고 튜브를 꼬리에 테이프로 붙입니다.

이미 메데토미딘이 2-3mm 미리 채워진 BTPE-10 튜브의 바늘을 견갑골 사이에 피하로 삽입합니다. 침투 부위에 인스턴트 접착제 한 방울로 바늘을 고정하고 튜브를 동물의 등에 부드럽게 테이프로 붙입니다. 동물을 배치하고 스캐너 베드를 준비하려면 압력 센서와 종이 티슈를 침대에 놓습니다.

동물을 스캐너 베드에 조심스럽게 옮겨 메데토미딘 라인과 꼬리 정맥 카테터가 단단히 고정되도록 합니다. 필요한 경우 노즈콘을 사용하여 동물의 머리를 가능한 한 똑바로 배치하고 적절하게 정렬되면 테이프로 머리를 고정합니다. 이제 발열 패드를 켜서 동물을 따뜻하게 하십시오.

호흡수 모니터링 시스템이 올바르게 작동하는지 확인하고 필요에 따라 압력 센서 위치를 조정합니다. PET 스캔을 시작하기 전에 앞에서 설명한 대로 소량의 식염수를 흡인하고 주입하여 정맥에 적절한 배치를 확인하십시오. 그런 다음 식염수 주사기를 방사성 추적자 주사기로 교체하여 바늘이 PE 튜브에 구멍을 뚫지 않도록 합니다.

스캐너 소프트웨어를 사용하여 스캔을 시작합니다. 수집이 시작되면 약 0.5초에서 2초에 걸쳐 무선 추적기를 볼루스로 주입합니다. 즉시 비어 있는 라디오 추적 주사기를 식염수 주사기로 교체하고 PE 튜브를 0.1ml의 식염수로 세척합니다.

티슈를 사용하여 주사기를 교체하는 동안 빠져나갈 수 있는 무선 추적자 방울을 잡습니다. 동적 재구성 설정을 사용하여 수집된 데이터를 30개의 2분 시간 프레임으로 재구성합니다. 시작하려면 쥐 뇌의 PET 데이터를 얻습니다.

동적 복원의 DICOM 파일을 캔버스로 끌어다 놓아 소프트웨어에 로드합니다. 오른쪽 상단에 있는 일반 이미지 표시 컨트롤을 사용하여 슬라이스와 시간대를 탐색하고 색상 막대를 조정합니다. 필요한 경우 오른쪽 사이드바의 입력 이미지 방향 변경 버튼을 사용하여 이미지 방향을 표준 방향으로 조정합니다.

참조 이미지를 로드하려면 Select normalization template 버튼을 클릭합니다. Rat FDG W.Schiffer 템플릿을 참조 이미지로 선택합니다. 오른쪽 사이드바에서 Input matching(입력 일치), Input Adjust manually(입력 조정) 버튼을 클릭하여 입력 이미지를 템플릿과 일치시킵니다.

입력 이미지를 드래그 앤 회전하여 템플릿에 대략적으로 정렬합니다. rat가 종으로 선택되고 등록 방법이 변형으로 설정되어 있는지 확인합니다. 그리고 현재 일치 버튼을 클릭하여 다음 하위 페이지로 이동합니다.

Matching Results 하위 페이지에서 정렬 결과를 확인하고 필요한 경우 수동으로 조정합니다. Apply Current Transformation to All(현재 변환을 모두 적용)을 클릭하여 모든 타임프레임이 템플릿과 일치하는지 확인합니다. 녹색 VOI 버튼을 클릭하여 다음 단계로 진행합니다.

템플릿(Template) 탭의 아틀라스(Atlas) 탭에서 Px Rat W.Schiffer를 선택하거나 아틀라스를 로드하여 원하는 볼륨을 선택합니다. 선택한 관심 볼륨을 적용하려면 하단의 개요 버튼을 클릭합니다. 그런 다음 템플릿 탭 위의 버튼을 클릭하여 시간-활동 곡선 또는 TAC를 계산합니다.

추가 분석을 위해 TAC를 PKIN 툴로 보냅니다. 소프트웨어 인터페이스의 오른쪽 하단에서 디스플레이 유형으로 TACs를 선택하여 이전에 선택한 관심 볼륨에 대한 시간 활동 곡선을 밀리리터당 킬로 베크렐 단위로 시각화합니다. TAC를 표시하는 캔버스를 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 보이는 곡선의 값 테이블을 선택합니다.

추가 분석을 위해 값 테이블을 스프레드시트에 복사합니다. 시간 가중 평균 이미지와 단일 2분 시간 프레임 모두에서 동물의 눈에서 높은 표준 흡수 값이 관찰되었으며 색상 강도는 파란색에서 빨간색에 이르기까지 다양했습니다.