Misją Zintegrowanego Ośrodka Badawczego Narodowego Instytutu Alergii i Chorób Zakaźnych (NIAID) w Fort Detrick w Frederick MD (IRF-Frederick) jest przeprowadzanie nowych badań nad chorobami zakaźnymi w celu zrozumienia klinicznych procesów chorobowych, które korelują z ciężkością choroby wywołanej przez mikroorganizmy. IRF-Frederick ma unikalną zdolność do wykonywania obrazowania medycznego w modelach zwierzęcych patogenów o wysokich konsekwencjach w laboratorium ABSL-41. Metody obrazowania dostępne dla badaczy obejmują: tomografię komputerową (CT), rezonans magnetyczny (MRI), pozytonową tomografię emisyjną (PET), tomografię komputerową pojedynczych fotonów (SPECT), ultrasonografię, promieniowanie rentgenowskie i fluoroskopię. Naukowcy wykorzystują dostępne możliwości obrazowania do monitorowania postępu choroby i oceny skuteczności interwencji, takich jak leczenie farmakologiczne i szczepienia, w badaniach podłużnych.
Metody obrazowania w IRF-Frederick zostały specjalnie zaprojektowane, aby utrzymać kluczowe komponenty sprzętu poza wysokim poziomem hermetyczności2,3 i dostępne do konserwacji i naprawy. Taka konstrukcja rozdziela zestaw obrazowania na "gorącą" (zawierającą patogen) i "zimną stronę". Aby osiągnąć tę separację, skonstruowano specjalnie zaprojektowane rurki, które rozszerzają przestrzeń o wysokim stopniu hermetyzacji do otworów każdej metody obrazowania (ryc. 1). Rurki te nie tylko zapewniają biologiczną hermetyczność, ale także chronią sprzęt do obrazowania przed gazami i chemikaliami używanymi do dekontaminacji laboratorium o wysokim stopniu hermetyzacji. Naukowcy i technolodzy zajmujący się obrazowaniem obsługują skanery po "zimnej stronie", podczas gdy pracownicy medycyny porównawczej (CM) zajmują się i monitorują zwierzęta po "gorącej stronie". Ponieważ personel CM musi ściśle współpracować z naukowcami zajmującymi się obrazowaniem, aby koordynować te eksperymenty, ta separacja może powodować problemy z komunikacją.
Po ocenie dostępnych opcji, pracownicy CM zostali wyposażeni w słuchawki Bluetooth, które przesyłają krótkofalowe fale radiowe o ultrawysokiej częstotliwości do telefonów używanych do dzwonienia do personelu obrazującego poza przechowalnią. Ze względu na konstrukcję obiektu, w każdym z pomieszczeń musiały zostać zainstalowane bezprzewodowe punkty dostępowe, aby zniwelować zakłócenia sygnału spowodowane warstwami cementu i stali między "gorącą" i "zimną stroną". W ten sposób komunikacja między personelem CM noszącym hałaśliwe skafandry nadciśnieniowe a personelem obrazującym na zewnątrz wysokiego poziomu hermetyczności jest teraz niezawodna. Kamery zostały również zainstalowane po gorącej stronie pomieszczeń do obrazowania, aby personel zajmujący się obrazowaniem mógł zobaczyć aktywność po "gorącej stronie". Dzięki kamerom personel zajmujący się obrazowaniem może kierować technikami CM w zakresie pozycjonowania zwierząt lub wszelkich zmian w protokole obrazowania w ostatniej chwili.
Wszystkie prace w laboratorium kombinezonów IRF-Frederick ABSL-4 wymagają od personelu noszenia skafandrów do hermetyzacji nadciśnieniowej4. Noszenie tych kombinezonów zmniejsza mobilność, a ciężkie lateksowe rękawice dołączone do kombinezonu oraz do trzech dodatkowych warstw rękawic pogarszają zręczność. W rezultacie procedury trwają dłużej, a zadania wymagające umiejętności motorycznych są znacznie trudniejsze. Wraz ze wzrostem poziomu bezpieczeństwa biologicznego obchodzenie się ze zwierzętami i manipulacje nimi stają się coraz trudniejsze i bardziej czasochłonne, szczególnie w przypadku małych zwierząt. Procedury w laboratorium ABSL-4 mogą trwać do 2-3 razy dłużej niż w laboratorium ABSL-2.
Celem tego artykułu jest wizualne pokazanie wyzwań związanych z obrazowaniem modeli zwierzęcych w środowisku ABSL-4 na przykładzie tomografii komputerowej świnki morskiej.