Multi-tracerstudies van het zuurstof- en glucosemetabolisme in de hersenen met behulp van een time-of-flight positronemissietomografie-computertomografiescanner

Het glucose- en zuurstofmetabolisme van de hersenen is nauw betrokken bij veel fysiologische en pathologische processen in de hersenen. Ons onderzoek helpt te begrijpen hoe het betrokken is bij veroudering en of het ondersteunende biodegeneratie in de hersenen vertraagt. We gebruiken positronemissietomografie die ons helpt en in staat stelt om het metabolisme bij mensen in vivo te bestuderen.

Metingen van het metabolisme van de menselijke hersenen in vivo vereisten traditioneel invasieve technieken, zelfs inclusief katheters die in de bloedvaten van de hersenen werden geslingerd. Beeldvorming heeft dat allemaal veranderd. Nu zijn PET en MRI de twee meest gebruikte methoden om het metabolisme van de menselijke hersenen in vivo te bestuderen.

Ons protocol komt tegemoet aan de onderzoeksbehoeften voor absolute kwantificering in het metabolisme, zodat fysiologisch betekenisvolle metingen van bloedvolume, weefselzuurstofextractie, bloedstroom en stofwisselingssnelheid van glucosegebruik kunnen worden vergeleken tussen proefpersonen, onderzoeken en modaliteiten en methodologieën. In vergelijking met SUVR biedt ons protocol fysiologische metingen die kunnen worden beoordeeld aan de hand van bestaande informatie uit gepubliceerde literatuur. Deze vormen de basis voor toekomstige methodologieën die variaties in instrumentatie kunnen hebben. Het belangrijkste is dat onze metingen informatie geven over de variabiliteit in menselijke onderzoekspopulaties, met name de variabiliteit die wordt veroorzaakt door ziekteprocessen.

Onze vooruitgang op het gebied van PET-beeldvorming stelt ons in staat om specifieker te onderzoeken hoe het glucose- en zuurstofmetabolisme in specifieke delen van het menselijk brein wordt beïnvloed door veroudering, de ziekte van Alzheimer en wittestofziekte. De resolutie van state-of-the-art PET-scanners is nu vergelijkbaar met functionele MRI, en dit stelt ons in staat om ons begrip van het metabolisme en de functie van de hersenen op een multimodale manier te integreren.

[Presentator] Bereid om te beginnen de opslagcontainer voor afgeschermd gas voor die is uitgerust met een dosiskalibrator van de pico-ampèremeter. Sluit de uitbreidbare balg aan op de stijve nylondraad met een smalle diameter van de cyclotron en op een halfstijve plastic polymeerbuis met een grote diameter die vastgeklemd blijft, behalve tijdens toediening. Plaats een virusopvangend deeltjesfilter in lijn met de buis met grote diameter en bevestig een plastic wegwerpmondstuk aan het uiteinde van de slang. Laat gasvormige radiofarmaca vanuit de cyclotron-faciliteit in de gascontainer leveren. Begin met de voorbereiding van de PET-CT-scanning door de deelnemer te informeren over het belang van het vermijden van hoofdbewegingen tijdens het scanproces. Zorg ervoor dat de deelnemer alle standaardprotocollen voor menselijke PET-CT-scans volgt. Plaats de deelnemer zo dat hij met het hoofd naar voren of met de voeten naar voren kan worden geplaatst. Help de deelnemer vervolgens om op de verlaagde portaaltafel te gaan liggen. Voordat de portaaltafel in de scannerkaart wordt geplaatst, moet u de integriteit van alle arteriële en veneuze lijnen controleren. Zorg voor een continue verbinding van arteriële leidingen met onder druk staande zoutbronnen. Controleer het comfort van de deelnemer door te zorgen voor voldoende demping voor het positioneren van het hoofd, de nek, de wervelkolom, de heupen en de beenflexie. Nadat de deelnemer het hoofd comfortabel op vrij verstelbare schuimrubberen hoofdsteunen heeft geplaatst, bevestigt u zijn voorhoofd aan de portaaltafel met behulp van een elastische zelfklevende en zelfverwijderbare wikkel. Instrueer de deelnemer nogmaals om tijdens het scannen geen hoofdbewegingen te maken. Laat de portaaltafel door de scannerboring gaan totdat de ledematen en romp van de deelnemer zich buiten het CT-portaal bevinden en het hoofd gecentreerd is in het portaal. Voer nu, met de deelnemer op de juiste manier gepositioneerd in het CT-portaal, de CT-scan uit. Zodra de CT-scan is voltooid, haalt u de portaaltafel verder door de scannerboring totdat het hoofd van de deelnemer in het midden van het PET-portaal rust. Ga verder met het uitvoeren van CT- en PET-scans. Bewaak en evalueer continu het comfort van de deelnemer tijdens de scan via minimale verbale communicatie. Plaats om te beginnen de deelnemer aan het onderzoek in de PET-CT-scanner. Om de gasvormige radiofarmaca als bolussen toe te dienen, controleert u met behulp van de dosiskalibrator van de pico-ampèremeter de activiteit van elk gas dat aan de expandeerbare balg wordt geleverd tot het zijn hoogtepunt bereikt, en wacht u vervolgens tot de activiteit onder de maximale dosis van 55 millicurie daalt die is toegestaan door het Radioactief Geneesmiddelenonderzoekcomité. Begin onmiddellijk voor het begin van de inademing met scannen om ervoor te zorgen dat het begin van de tijd-activiteitscurve wordt verkregen. Verkrijg zes tot zeven minuten tijdsactiviteitscurve voor emissies met de frame-instelling weergegeven op het scherm. Nadat u het mondstuk in de mond van de deelnemer hebt geplaatst, vraagt u hem om met zijn lippen een goede afdichting rond het mondstuk te vormen voordat u zoveel mogelijk inademt. Vraag hen om hun adem een paar seconden in te houden om de longen het radiofarmaceutisch middel te laten absorberen. Vraag de deelnemer om opnieuw uit te ademen door de buis en het resterende gasvormige radiofarmaceutisch middel terug in de balg te blazen. Nadat u de buis weer hebt vastgeklemd, haalt u deze op bij de deelnemer. Bewaak de gasactiviteit in de balg vanaf het begin van de inademing tot het einde van de uitademing. Bereken de totale toegediende dosis op basis van het verschil in activiteiten en streef naar een totale dosis van meer dan 20 millicurie. Bewaak arteriële metingen voor nominale tijd-activiteitscurves na toediening van de gewenste gasdoses. Nadat u de studiedeelnemer in de PET-CT-scanner hebt geplaatst, bereidt u alle apparaten voor die nodig zijn voor arteriële metingen van radiofarmaceutische activiteiten. Controleer de integriteit van alle verbindingen en controleer de aanzuiging om er zeker van te zijn dat er geen luchtbellen in de radiale slagader komen of het peristaltisch pompen verstoren tijdens het afzuigen van bloed. Gebruik voor de gammadetector de juiste microbore-katheterverlengingssets. Stel de maximaal toegestane occlusiedruklimiet voor de peristaltische pomp in, en als het een infuuspomp is die werkt met omgekeerde stroomrichtingen, selecteer dan het minimale debiet om het vat open te houden. Sluit onmiddellijk voorafgaand aan het toedienen van radiofarmaceutica de kraan van de drukzak en de monitor en laat de pomp draaien met 300 milliliter per uur. Bevestig de extractie van bloed uit de radiale slagader en de doorgang ervan door de verlengkathetersets naar de gammadetector en de verzamelpomp. Terwijl u met 300 milliliter per uur pompt, controleert u de activiteitsmetingen op de gammadetectoren voor elk toegediend radiofarmacon gedurende de juiste tijd, afhankelijk van de specifieke radiotracer. Configureer na elke arteriële meting de arteriële lijnen opnieuw om de radiale slagaderkatheter door te spoelen, gevolgd door het toevoerleidingcircuit naar de gammadetectoren en pomp. Stel voor het geïsoleerde circuit door de pomp de pompsnelheden in op 300 milliliter per uur. De toegediende radiofarmaca konden gemakkelijk worden opgenomen in niet-kwantitatieve kaarten van specifieke activiteiten. Tijdactiviteitscurven van het hele brein hielpen bij het identificeren van significante hoofdbewegingen en zorgden voor karakteristieke kenmerken van tracers na correctie van verval.