Radiotracer toediening voor hoge temporele resolutie positron emissie tomografie van het menselijk brein: toepassing op FDG-fPET

De komst van gelijktijdige MR/PET scanners heeft geleid tot hernieuwde interesse in FDG-PET imaging in cognitieve neurowetenschappen. Met deze ontwikkelingen hebben onderzoekers zich gericht op het verbeteren van de temporele resolutie van FDG-PET om de normen van BOLD fMRI te benaderen. Traditionele FDG-PET-acquisities met behulp van de bolusmethode bieden een statische mate van glucoseopname die gemiddeld over de scanperiode wordt gemeten.

In dit protocol beschrijven we twee alternatieve methoden van FDG-PET acquisitie: constante infusie en hybride bolus infusie. Deze technieken bieden een superieure temporele resolutie van maximaal 16 seconden die zeer gunstig vergelijkt met de traditionele bolus benadering. De verbeterde temporele oplossing bereikt met deze toediening protocollen zal belangrijke informatie over het dynamische gebruik van glucose-energie in de hersenen.

Om te beginnen, hebben de nucleaire geneeskunde technoloog of NMT rekening houden met de geschatte start van het scannen tijdens de voorbereiding van de dosis. Om de dosis voor te bereiden, voeg de radiotracer aseptisch toe aan de zoute zak. Bereid vervolgens de primingdosis voor door 20 milliliter uit de zak in een spuit te halen en deze af te doppen.

Kalibreer deze 20 milliliter spuit en label. Gebruik vervolgens een spuit van 50 milliliter om 60 milliliter uit de zak en dop met een rode combistopper te halen. Bewaar beide spuiten in het radiochemielab tot ze klaar zijn om te scannen.

Bereid vervolgens de scannerruimte voor om ervoor te zorgen dat alle apparatuur voor het verzamelen van bloed binnen handbereik van de verzamelplaats ligt. Plaats onderpads op elk oppervlak dat bloedcontainers zal houden en plaatsen bakken voor regelmatig afval en biogevaarlijk afval binnen handbereik van de bloedafname site. Stel de infuuspomp in de scannerruimte aan de zijkant in die op de deelnemer wordt aangesloten.

Bouw loodstenen rond de basis van de pomp en plaats het loodschild voor de pomp. Sluit de slang aan voor de infuuspomp die de infusie aan de deelnemer levert en zorg ervoor dat de juiste infusiesnelheid is ingevoerd. Sluit vervolgens de primingsdosis van 20 milliliter aan op de infuuspomp.

Aan het einde van de slang die zal worden aangesloten op de deelnemer, bevestig een drie-weg kraan en een lege 20 milliliter spuit. Zorg ervoor dat de kraan is geplaatst om de FDG-oplossing te laten stromen van de priming dosis door de slang en verzamelen alleen in de lege spuit. Stel de infuuspomp vooraf in op een volume van 15 milliliter en selecteer de prime-knop op de pomp.

Volg de aanwijzingen om de lijn te primen. Tot slot, bevestig de 50 milliliter dosis spuit aan de infuuspomp in plaats van de priming dosis. Begin met het begeleiden van de deelnemer naar het testgebied.

Voer de informed consent procedure en volledige veiligheidsschermen uit met de deelnemer. Laat de NMT-beoordelingsveiligheid voor PET-scanning en laat de radiograaf de veiligheid beoordelen op MRI-scans met de deelnemer, zoals uitsluiting voor zwangerschap, medische of niet-medische metalen implantaten. Vervolgens kannulateren de deelnemer met twee 22 meter canules, een voor dosis toediening en de andere voor bloedafname.

Verzamel een 10 milliliter baseline bloedmonster tijdens het afstoten en loskoppelen van alle zoutoplossing spoelt onder druk om patency van de lijn te behouden. Plaats vervolgens de deelnemer in de scanner en bedek met een wegwerpdeken om een comfortabele lichaamstemperatuur te behouden. Spoel de canule door om ervoor te zorgen dat het octrooi met minimale weerstand is voordat u de infusielijn verbindt.

Plak de slang aan de pols van de deelnemer en instrueer hen om hun arm recht te houden tijdens de scan. Controleer de canule die zal worden gebruikt voor plasma monsters om ervoor te zorgen dat het in staat is om bloed te trekken met minimale weerstand. Situer aan het begin van de scan de NMT in de scannerruimte om de infusieapparatuur te monitoren.

Zorg ervoor dat de NMT gehoorbescherming draagt en gebruik maakt van het barrièreschild om de blootstelling aan straling door de dosis waar mogelijk te minimaliseren. Voer de localizerscan uit om ervoor te zorgen dat de deelnemer zich in de juiste positie bevindt en controleer de details voor de PET-acquisitie. Geef vervolgens het signaal aan dat de NMT 30 seconden na het begin van de PET-overname de infuuspomp start.

Laat de NMT de pomp observeren om ervoor te zorgen dat deze is begonnen met het bezielen van de FDG en zorg ervoor dat er geen onmiddellijke afstemming van de lijn is. Start een externe stimulus, zoals het begin van een functionele run en bereken de tijden voor bloedmonsters. Neem bloedmonsters op regelmatige tijdstippen en aan het midden van het verzamelpunt, markeer deze keer op het recordformulier als de werkelijke tijd van het monster.

Sluit ten slotte de 10 milliliter spuit aan op de vacutainer en deponeer het bloed in de desbetreffende bloedbuis. Spoel de canule snel door met 10 milliliter zoutoplossing die onder druk is losgekoppeld om de kans op lijnstolling te minimaliseren. In het lab, draai alle monsters op een relatieve centrifugale kracht van 724 keer g.

Nadat het monster is gesponnen, plaats de buis in het pipettingrek. Verwijder de buisdop om de monsterscheiding niet te verstoren en plaats een gelabelde telbuis in het rek. Zorg er vervolgens voor dat de punt stevig aan de pipet wordt bevestigd en zorg dat er een weefsel klaar staat voor eventuele druppels.

Gestaag pipette 1.000 microliter plasma uit de bloedbuis, breng over naar de telbuis en vervang de deksels op de telbuis en bloedbuis. Tot slot, plaats de telbuis in de put teller en tellen voor vier minuten. Gooi alle bloedproductafval in biohazard zakken.

De grootste piek plasma radioactiviteit concentratie werd verkregen met behulp van de bolus methode en de kleinste met behulp van de constante infusie methode. Kritisch, plasma radioactiviteit niveaus werden volgehouden voor de langste duur in de hybride bolus infusie protocol en was minimaal gevarieerd voor een periode van ongeveer 40 minuten. Hieruit blijkt dat het hybride bolus infusieprotocol een relatief stabiele plasmaradioactiviteit biedt tot het gevoel van de infusie.

De PET-resultaten geven aan dat de hybride bolus infusiedeelnemer duidelijkere verschillen vertoonde tussen de ROI's in vergelijking met alleen bolus en alleen deelnemers. In het bolus only protocol is er een sterke toename van het signaal na de bolus. In het bolus- en infusieprotocol is er een sterke toename van de opname aan het begin van de scan die van kleinere omvang is dan in het bolus only-protocol en de opname blijft relatief sneller gedurende de duur van de scan.

Ten slotte steeg het signaal ongeveer lineair over de opnameperiode voor de drie protocollen. De helling van de lijn was het hoogst voor het infusieprotocol, alleen intermediair voor de bolus, en het kleinste voor het bolus- en infuusprotocol. Dit komt overeen met de conclusie dat het hybride protocol een stabieler signaal geeft gedurende de opnameperiode.

Het kritieke punt in het protocol is het begin van de overname. Op dit punt moet het begin van de PET-scan worden getimed tot het begin van de BOLD fMRI-reeks en aan het begin van de stimuluspresentatie om een nauwkeurige analyse te vergemakkelijken. Om ervoor te zorgen dat de procedures binnen de korte periode correct verlopen, is communicatie belangrijk om ervoor te zorgen dat alle medewerkers voor aanvang van de scan adequaat zijn voorbereid.

Gelijktijdige MRI/PET vereist het beheer van twee gevaarlijke scenario's: de aanwezigheid van het sterke magnetische veld en het toedienen van straling aan deelnemers. Alle medewerkers en deelnemers moeten zich houden aan de instructies van de controlerende radiograaf en de technoloog van de nucleaire geneeskunde.