Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.

Methodenartikel

Veiligheidsmaatregelen en operationele procedures in een (A) BSL-4 Laboratory: 4. Medical Imaging Procedures

10.5K weergaven

⸱

DOI:

10.3791/53601

⸱

3 oktober 2016

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Integrated Research Facility at Frederick, National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID), National Institutes of Health (NIH)

In dit artikel

Samenvatting

Hier presenteren we een overzicht van de voorbereiding en dierbehandelingsprocedures die nodig zijn om veilig medisch beeldvorming uit te voeren in een bioveiligheidslaboratorium voor dieren van niveau 4. Computertomografie van een namaak-geïnfecteerde cavia illustreert deze procedures die kunnen worden gebruikt om de ziekte te evalueren die wordt veroorzaakt door een pathogeen met hoge consequenties.

Samenvatting

Medisch beeldvorming met behulp van diermodellen voor menselijke ziekten wordt al decennialang toegepast; echter, tot voor kort was medische beeldvorming van ziekten veroorzaakt door hoog-gevaarlijke pathogenen niet mogelijk. In 2014 opende het National Institutes of Health, National Institute of Allergy and Infectious Diseases, Integrated Research Facility at Fort Detrick een Animal Biosafety Level 4 (ABSL-4) faciliteit om het klinische beloop en de pathologie van infectieziekten bij experimenteel geïnfecteerde dieren te beoordelen. Er zijn meerdere beeldvormingsmodaliteiten beschikbaar voor onderzoekers voor deze evaluaties, waaronder computertomografie (CT), magnetische resonantie beeldvorming, positronemissietomografie en single foton emissie computertomografie. Het doel van dit artikel is om de workflow te beschrijven voor het veilig verkrijgen van een CT-beeld van een levend cavia in een ABSL-4 faciliteit. Deze procedures omvatten dierhantering, anesthesie en het voorbereiden en monitoren van het dier tot herstel van sedatie. We zullen ook ingaan op het voorbereiden van de beeldvormingsapparatuur, het uitvoeren van kwaliteitscontroles, communicatiemethoden van de 'hot side' (bevattende pathogenen) naar de 'cold side' en het verplaatsen van het dier van de wachtruimte naar de beeldvormingsruimte.

Inleiding

De missie van het Nationaal Instituut voor Allergie en Besmettelijke Ziekten (NIAID) Integrated Research Facility in Fort Detrick in Frederick MD (IRF-Frederick) is om te presteren opkomende infectieziekten onderzoek naar de klinische ziekte processen die correleren met de ernst van de te begrijpen-microbiële geïnduceerde ziekte. De IRF-Frederick heeft een unieke mogelijkheid voor medische beeldvorming in diermodellen van hoge gevolg pathogenen presteren in een ABSL-4 laboratorium 1. De beeldvormende modaliteiten waarover onderzoekers zijn: computed tomography (CT), magnetische resonantie beeldvorming (MRI), positron emissie tomografie (PET), enkel foton computed tomography (SPECT), ultrageluid, röntgen, fluoroscopie en. Onderzoekers gebruik staan ​​ter beschikking imaging-mogelijkheden tot progressie van de ziekte te monitoren en evalueren van de werkzaamheid van interventies, zoals de behandeling met geneesmiddelen en vaccinatie, in longitudinale studies.

De beeldvormende modaliteiten van het IRF-Frederick waren specifiekontworpen om de belangrijkste onderdelen van de uitrusting buitenkant van high containment 2,3 te houden en toegankelijk zijn voor onderhoud en reparatie. Dit ontwerp scheidt de imaging suite in "hot" (met pathogeen) en "cold kanten." Om deze scheiding te bereiken, zijn speciaal ontworpen buizen geconstrueerd voor hoge containment ruimte tot in de boringen van elke beeldvormende modaliteit (figuur 1). Naast het leveren van fysische inperking, deze buizen beschermen beeldvormingsapparatuur uit gassen en chemicaliën om de hoge-containment laboratorium decontamineren. Imaging wetenschappers en technologen werken de scanners uit de "koude zijde" terwijl Comparative Medicine (CM) handvat personeel en dieren op de "warme kant" monitor. Aangezien de CM personeel nauw moeten samenwerken met imaging wetenschappers om deze experimenten te coördineren, kan deze scheiding resulteren in communicatie-uitdagingen.

Na evaluatie van opties beschikbaar, CM personeel warenuitgerust met Bluetooth oor stukken die korte golflengte ultra-hoge frequentie radiogolven uitzenden om telefoons gebruikt om de beeldvorming personeel bellen buiten containment. Door het ontwerp van de installatie, draadloze toegangspunten had in elke kamer worden geïnstalleerd om signaalinterferentie veroorzaakt door de lagen van cement en staal tussen de "warme" en "koude zijde" overwinnen. Zo, de communicatie tussen CM personeel het dragen van noisy positieve druk pakken en imaging personeel buiten de high-containment is nu betrouwbaar. Camera's zijn ook geïnstalleerd op de warme zijde van de beeldvormende kamers voor beeldvorming medewerkers activiteiten zien op het "warme zijde". Met de camera's, kan de beeldvorming personeel CM technici begeleiden met dierlijke positioneren of op het laatste moment wijzigingen in de beeldvorming protocol.

Alle werkzaamheden in de IRF-Frederick ABSL-4 pak laboratorium vereist personeel om positieve druk chemiepakken 4 te dragen. Het dragen van deze kostuums vermindert de mobiliteit, en de zware latex handschoenen aan het pak plus maximaal drie extra lagen handschoenen compromitteert beweeglijkheid. Het resultaat is dat de procedures langer duren om te voltooien en taken die fijne motorische vaardigheden vereisen, zijn veel moeilijker. Naarmate de bioveiligheid niveau stijgt, handling van dieren en manipulaties worden meer uitdagend en tijdrovend, vooral met kleine dieren. Procedures in een ABSL-4 laboratorium kan tot 2-3 keer langer mee dan een ABSL-2 laboratorium.

Het doel van dit artikel is om visueel de uitdagingen in verband met beeldvorming diermodellen in een ABSL-4 omgeving met behulp van CT-scan procedure van een cavia als voorbeeld te tonen.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

Dit protocol houdt zich aan de volgende richtlijnen verzorging van dieren. De dieren werden gehuisvest in een faciliteit geaccrediteerd door de Vereniging voor evaluatie en accreditatie van Laboratory Animal Care International. Alle experimentele procedures werden goedgekeurd door het Nationaal Instituut voor Allergie en Besmettelijke Ziekten, Afdeling Klinische Research, Animal Care en gebruik Comite en waren in overeenstemming met de Animal Welfare Act regelgeving, GGD-beleid, en de Gids voor de zorg en het gebruik van Laboratory Animals aanbevelingen.

1. Bereid CT Scanner (op "koude zijde")

  1. Conditioneren van de X-Ray Tube
    1. Controleer of er geen medewerker is in de scan kamer en het onderwerp tafel is leeg.
    2. Voer de buis conditioning procedure in overeenstemming met de specificaties van de fabrikant van de scanner.
  2. Voer Air Calibration
    1. Zorg dat er geen voorwerpen in het gebied scannen.
    2. Voer de lucht kalibratie procedure in overeenstemming met de specificaties van de fabrikant van de scanner. Op veel platforms, dit kalibratie automatisch of semi-automatisch.
  3. Voer Quality Control Scan (op "warme kant")
    1. De vermelding voltooien procedures ABSL-4 pak laboratorium (in detail beschreven in referentie 5) met de toevoeging van een extra stap. Als procedures betrekken blootstelling aan radioactieve stoffen, clip een dosimeter aan de scrubs onder de beschermende kleding. Lever de dosimeter elke 2 maanden voor de berekening van de blootstelling aan straling.
    2. Plaats de CT hoofd en lichaam fantoom, dat bestaat uit lucht, water en Teflon, in de juiste houder op aftasttafel.
  4. Voer Quality Control Scan (over "koude zijde")
    1. Van de koude kant, vooraf de fantoom in het midden van de boring 6.
    2. Het verwerven van een scan met behulp van laboratorium gestandaardiseerde kwaliteitscontrole (QC) parameters om ensure de scanner is binnen de specificaties van de fabrikant.
    3. Voer QC geautomatiseerde analyse van de beelden naar gemiddelde en standaarddeviaties van de intensiteit van het signaal binnen de regio van belang zijn gecentreerd op elk type materiaal (lucht, water of Teflon) volgens het protocol van de fabrikant te berekenen.
    4. Houd CM personeel dat de CT scanner is klaar voor gebruik.
    5. Controleer of het dier gegevens (identificatienummer, het gewicht, de datum van geboorte) met de CM personeel.
  5. Registreer vakinformatie in de patiënt database.
    1. Bij de CT scanner console (de "koude zijde"), toegang radiologie informatiesysteem van de scanner (RIS). Controleer of de RIS wordt gevuld met de details van het scannen schema.
    2. Selecteer de huidige onderwerp en demografische gegevens, zoals identificatienummer, leeftijd, geboortedatum en examen datum; dan moet het examen soort automatisch bevolken.
    3. handmatig invoeren onderwerp gewicht.
    4. Kies de juiste subject oriëntatie in CT gantry (bv, hoofd eerst, voeten eerst, gevoelig, rugligging).

2. Bereid Werk gebieden in de ABSL-4 Suit Laboratory

  1. Bereid de klasse II bioveiligheid kast (BSC) of afzuigtafel in de Animal Procedure Room. Schakel BSC (of Downdraft Table) ten minste 10 min voorafgaand aan het gebruik.
    1. Reinigen en desinfecteren binnenoppervlakken van de BSC of het bovenvlak van de afzuigtafel met een erkend ontsmettingsmiddel zoals 5% dual quaternair ammonium (n-alkyl dimethyl benzyl ammoniumchloride, n-alkyl dimethyl benzyl ammoniumchloride ethyl) ontsmettingsmiddel. Spray binnenoppervlakken van de BSC of het bovenvlak van de afzuigtafel en veeg oppervlakken droog na 10 minuten contacttijd. Spray en veeg oppervlakken met 70% ethanol om de resterende desinfectiemiddel te verwijderen.
    2. Plaats apparatuur en benodigdheden die nodig zijn in de BSC of afzuigtafel, met inbegrip van de anesthesie-inductie doos en dier handling handschoenen.
      3. ol>
    3. Bereid de CT-scanner Bed.
      1. Set-up van het dier vasthoudinrichting op de CT bed.
      2. Set-up van de vitale functies te controleren om de hartslag en zuurstofverzadiging te sporen. Als het scannen sessie is langer dan 10 min, bewaken temperatuur.
    4. Bereid de anesthesie Machine.
      1. Controleer de isofluraan volume in de verdamper en voeg meer isofluraan indien nodig.
      2. Voer een lektest door het onder druk van de verdoving ademhaling circuit met zuurstof, controleren op ontsnapte gas, en visueel inspecteren van de anesthesie machine op lekkages 1.
        1. Als een lek wordt ontdekt, bepalen de bron, het probleem te verhelpen, en het uitvoeren van een follow-up lektest om correcties naar behoren zijn uitgevoerd te controleren.
      3. Weeg de disposable opruiming bus die afval narcosegas vangt. Als de bus is ≥50 g over de oorspronkelijke gewicht van de bus, vervang bus 7.
    title "> 3. Animal Transport van Animal Procedure Room en voorbereiding van anesthesie inductie in CT-scanner Kamer (op" warme kant ")

    1. Breng de Kooi Housing de Cavia uit een van de knaagdieren Holding Rooms Grenzend aan de Imaging Suite in de klasse II BSC.
      1. Controleer of het dier ID.
      2. Verwijder de kooi en bewaar het dier.
    2. Open het deksel om de kooi en don dier beschermende lederen handschoenen over de positieve druk pak handschoenen. Voorzichtig pak de cavia, plaatst dier in de anesthesie-inductie doos, en hebben betrekking op de doos met het deksel.
    3. Verwijder de anesthesie-inductie doos met het dier uit de klasse II BSC en plaats deze op een transportwagen.
    4. Met behulp van de wagen, neemt het dier naar de CT-scanner kamer.
    5. In de CT-scanner kamer, direct verbinding de opruiming bus en anesthesie machine om de inductie box. Zet de zuurstofgas aan de inductie en stel de verdamper te Deliver 4% isofluraan voor de initiële inductie van de anesthesie 8.
    6. Monitor het dier tijdens de anesthesie-inductie voor een adequate diepte van de anesthesie (bijvoorbeeld niet reageren op externe prikkels, spiertonus, stabiele ademhaling en hartslag) 8.
    7. Schakel de anesthesie aan de inductie box wanneer de cavia volledig verdoofd.

    4. Schik onderwerp op Imaging Bed in de CT-scanner (op "Hot kant")

    1. Verwijder de verdoofde Guinea Pig uit de Inductie Box en leg ze op de Imaging Bed.
      1. Zet de cavia op het bedrijf kussen in een buikligging.
      2. Toepassen oogzalf in beide ogen het hoornvliesepitheel beschermen tegen uitdrogen.
    2. Dien Onderhoud isofluraananesthesie.
      1. Plaats de neuskegel op de cavia en zet gas tot 1 l / min zuurstof te leveren aan de neuskegel 8.
      2. Stel de verdamper tot 2-3% van het leverenisofluraan aan de cavia via de neuskegel.
      3. Zodra het onderwerp de gewenste vlak van anesthesie (geen beweging, ~ 60 ademhalingen per minuut) heeft bereikt, vermindert de verdamper instellen op 1,0-1,5% van isofluraan te leveren voor het onderhoud van de anesthesie.
      4. Bewaak de vitale functies zoals lichaamstemperatuur, hartslag en ademhaling. Als ademhaling begint om het percentage van isofluraan te versnellen of vertragen, te verhogen of te verlagen, respectievelijk 9.
    3. Zorgen bijverwarming cavia lichaamstemperatuur tussen 37 en 39 ° C, indien noodzakelijk, afhankelijk van de verwachte duur van data-acquisitie en anesthesieniveau 8,9 gehandhaafd.
    4. Bevestig een plastic hoes over de bovenkant van het bedrijf kussen.
    5. Advance imaging bed in containment buis.

    5. Instellen van de Image Field of View

    1. Activeer het lasersysteem (imaging personeel) aan de "koude zijde" van de CT scAnner ruimte om de cavia voor CT-scan te positioneren. Gebruik de tabel "in" en "out" knoppen om de anatomie van belang te dekken onder de laserkruisdraden.
    2. Om het gezichtsveld te stellen, gebruikt u de laser-knop om het startpunt op de anatomie van belang in te stellen.
    3. Contact CM personeel op "warme kant" naar een lead schild te plaatsen tussen henzelf en de CT-scanner.

    6. Acquire Images

    1. Acquire enquête scan slice plaatsing voor CT studie beelden volgens het protocol van de fabrikant.
    2. Voorschrijven slice plaatsing voor CT onderzoek beelden op survey beelden.
    3. Coördineren met "hot-side" personeel als contrast injectie moet worden gebruikt.
    4. Acquire studie scan volgens het protocol van de fabrikant.
    5. Reconstrueren CT-beelden op de scanner console volgens het protocol van de fabrikant.
    6. Stuur foto's naar een Picture Archiving and Communication System. Voer verder kwalitatief en quantitative analyses van deze archiveringssysteem volgens het protocol van de fabrikant.

    7. Post-scan Recovery

    1. Transfer cavia van scanner bed om een ​​schone microisolator kooi met voedsel en traktaties.
    2. Met behulp van de kar, vervoer de kooi met dier terug naar zijn woongebied.
    3. Bewaken van de dieren tot ze volledig hersteld van de anesthesie.
    4. Eenmaal volledig hersteld, de terugkeer van de kooi aan de high-efficiency deeltjes lucht (HEPA) -filtered geventileerd racks.

    8. Ontsmetting van Scanner Bay and Equipment

    1. Ontsmet de scanner bay area (bijvoorbeeld oppervlakken die in direct contact met het dier, scanner bed, scanner vloer, deurklinken waren) met een 5% dual quaternaire ammoniumverbindingen oplossing voor een contacttijd van 10 min.
    2. Spoel oppervlakken met een 70% ethanoloplossing na 10 min blootstelling aan dubbele quaternaire ammonium oplossing.
    3. Veeg items die niet direct kunnen worden gespotenmet dubbele quaternaire ammonium-oplossing (gevoelige elektronische apparatuur) met een dual-quaternaire-ammonium verzadigde doek, gevolgd door een-ethanol verzadigd doek.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

Strikte naleving van alle veiligheidsprocedures en standard operating procedures voor de behandeling van dieren is essentieel voor het veilig werken in een ABSL-4 laboratorium. Overbrengen besmette dieren in de inductie box van het dier procedurekamer de beeldvormingskamer minimaliseert het risico van besmetting van gemeenschappelijke corridors. Door het volgen van de procedures die nodig zijn, is er geen laboratorium verworven infecties of kruisbesmetting van proefdieren is opgenomen ti...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

Vorige artikelen in deze serie hebben de uitgebreide training, aandacht voor detail, veiligheidsprocedures, en aanvullende technische controles die nodig zijn om veilig in een maximum containment laboratorium 12,13 werken benadrukt. Het uitvoeren van werk veilig is de hoogste prioriteit in deze laboratoria. Deze filosofie is nog belangrijker bij het werken met levende dieren door extra gevaren zoals de mogelijkheid van geïnfecteerde dieren beten of krassen toebrengen of aërosols 7 genereren. Deze p...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

De auteurs hebben niets te onthullen.

Dankbetuigingen

De inhoud van deze publicatie weerspiegelt niet noodzakelijk de opvattingen of beleidslijnen van het Amerikaanse Ministerie van Volksgezondheid en Sociale Diensten (DHHS) of van de instellingen en bedrijven die aangesloten zijn bij de auteurs. Dit werk werd gedeeltelijk gefinancierd via het hoofdcontract van Battelle Memorial Institute met het Amerikaanse National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID) onder Contractnr. HHSN272200700016I. M.R.H., K.J., D.P., L.B. en J.W. hebben dit werk uitgevoerd als werknemers van Battelle Memorial Institute. Onderaannemers van Battelle Memorial Institute die dit werk hebben uitgevoerd, zijn: R.B., een werknemer van Charles River Laboratories - Insourcing Solutions; L.K. en M.R.L., werknemers van MEDRelief Staffing Inc.; M.G.L. als werknemer van Lovelace Respiratory Research Institute, Inc.; en J.H.K. als werknemer van Tunnell Government Services, Inc.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
Micro-Chem PlusNational Chemical Laboratories255
CT scannerPhilips Healthcare
CT phantomPhilips Healthcare
Isovue-300 (CT contrast reagent)Bracco DiagnosticsNDC 0270-1315-30
Ventilated rackLab Products
Micro-isolator cageLab Products
Biosafety cabinetNuaire
Anesthesia machineSurgiVetWWV9000
Anesthesia induction boxVetEquip
Anesthesia maskHenry Schein
IsofluraneHenry Schein
Waste gas scavenging canisterFisherF/AIR
Holding cushion
Ophthalmic ointment
Vital signs monitorBionetBM3Vet
Mobile phoneSpectralink8440
Blue Tooth ear piece
Wireless access points
Sperian positive-pressure suitHoneywell Safety ProductsBSL 4-2
Outer suit gloves (latex, Ansell Canners and Handlers)Fisher19-019-601
Outer suit gloves (nitrile/rubber, MAPA)Fisher2MYU1
ScrubsCintas60975/60976
SocksCintas944
Duct tapePack-N-Tape51131069695
TowelsCintas2720
Zip lubeAmazonB000GKBEJA

Referenties

  1. Jahrling, P. B., et al. The NIAID Integrated Research Facility at Frederick, Maryland: a unique international resource to facilitate medical countermeasure development for BSL-4 pathogens. Pathog Dis. , (2014).
  2. de Kok-Mercado, F., Kutlak, F. M., Jahrling, P. B. The NIAID Integrated Research Facility at Fort Detrick. Appl Biosafety. 16, 58-66 (2011).
  3. Keith, L., et al. Preclinical imaging in BSL-3 and BSL-4 envrionments: imaging pathophysiology of highly pathogenic infectious diseases. Moyer, B. R., Cheruvu, N. P. S., Hu, T. , Springer-Verlag. New York, NY. (2014).
  4. Chosewood, L. C., Wilson, D. E. Biosafety in microbiological and biomedical laboratories. , 5th, U.S. Dept. of Health and Human Services. Washington, D.C. . Accessed Sept. 4, 2014 (2009) http://www.cdc.gov/biosafety/publications/bmbl5/. (2009).
  5. Janosko, K., et al. Safety precautions and operating procedures in an (A)BSL-4 laboratory: 1. Laboratory suite entry and exit procedures. J Vis Exp. , (2016).
  6. Diagnostic Radiology Committee Task Force on CT Scanner Phantoms. Phantoms for evaluation and quality assurance of CT scanners. , American Association of Physicists in Medicine. Chicago, IL. (1977).
  7. Collins, B. ACUP 712.01 Waste anesthetic gas scavenging systems. Institutional Animal Care and Use Committee. , Cornell University. Ithaca, NY. Available from: http://www.research.cornell.edu/care/documents/ACUPs/ACUP712.pdf (2013).
  8. Gargiulo, S., et al. Mice anesthesia, analgesia, and care, Part I: anesthetic considerations in preclinical research. ILAR J. 53, E55-E69 (2012).
  9. Office of the Press Secretary. Executive order 13546. Optimizing the security of Biological Select Agents and Toxins in the United States. The White House. , Washington, DC. Available from: http://www.whitehouse.gov/the-press-office/executive-order-optimizing-security-biological-select-agents-and-toxins-united-stat (2010).
  10. Escaffre, O., Borisevich, V., Rockx, B. Pathogenesis of Hendra and Nipah virus infection in humans. J Infect Dev Ctries. 7, 308-311 (2013).
  11. Sueblinvong, V., et al. Critical care for multiple organ failure secondary to Ebola virus disease in the United States. Crit Care Med. , (2015).
  12. Mazur, S., et al. Safety precautions and operating procedures in an (A)BSL-4 laboratory: 2. General practices. J Vis Exp. , (2016).
  13. Bohannon, J. K., et al. Safety precautions and operating procedures in an (A)BSL-4 laboratory: 3. Aerobiology. J Vis Exp. , (2016).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Tags

ABSL-4-laboratoriumComputertomografie-scannerBiosafety Level 4 voor dierenVoorbereiding van beeldvormingsapparatuurAnesthesie-inductieboxOpstelling Downdraft-tafelKwaliteitscontrole met fantoomHandschoenen voor dierbehandelingCommunicatiesystemen
Veiligheidsmaatregelen en operationele procedures in een (A) BSL-4 Laboratory: 4. Medical Imaging Procedures
Neem contact met ons op
Aanbevelen aan de bibliotheek

Privacy

Gebruiksvoorwaarden

Beleidsoverzicht

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Alle rechten voorbehouden.