Środki ostrożności i procedury operacyjne w laboratorium (a)BSL-4: 4. Procedury obrazowania medycznego

Ogólnym celem tej procedury obrazowania jest zaprezentowanie procedur bezpieczeństwa wymaganych do wykonania obrazowania medycznego zwierząt w placówce o 4. poziomie bezpieczeństwa biologicznego dla zwierząt. Dzięki obrazowaniu w środowisku o 4. poziomie bezpieczeństwa biologicznego dla zwierząt można nieinwazyjnie ocenić postęp choroby oraz zidentyfikować biomarkery pomocne w potencjalnych ocenach terapeutycznych i szczepionkowych. Ponieważ pomieszczenia do obrazowania są podzielone na strefę „gorącą” i „zimną”, zakażone zwierzęta są bezpiecznie obrazowane w strefie gorącej, podczas gdy większość sprzętu do obrazowania pozostaje na zewnątrz, w strefie zimnej, w celu łatwiejszej konserwacji.

Naszym celem jest wykazanie, że możemy w bezpieczny sposób obrazować te modele zwierzęce śmiertelnych chorób wirusowych, oraz omówienie ograniczeń wynikających z pracy w takim środowisku. Procedury na zwierzętach będzie demonstrował Russ Byrum, kierownik laboratorium zwierzęcego w zintegrowanym ośrodku badawczym. Nasz technolog obrazowania, Chris Bartos, współpracuje z personelem medycyny porównawczej w celu koordynacji umieszczenia zwierzęcia w skanerze oraz pozyskiwania obrazów.

Procedury z udziałem zwierząt zostały zatwierdzone przez Komitet ds. Opieki i Wykorzystania Zwierząt oraz Instytucjonalny Komitet ds. Bezpieczeństwa Biologicznego. Aby przygotować tomograf komputerowy, należy upewnić się, że w strefie gorącej i zimnej pomieszczenia do skanowania nie przebywa żaden członek personelu, a stół dla badanego jest pusty. Należy upewnić się, że obiekt reprezentujący gęstość głowy i ciała badanego, nazywany fantomem, wykonany z powietrza, wody i teflonu, jest umieszczony w odpowiednim uchwycie na stole skanującym, po stronie gorącej.

Z zimnej strony sprawdź, czy fantom jest prawidłowo przymocowany do stołu. Przesuń fantom do centrum otworu gantry. Wykonaj skan fantomu, stosując laboratoryjne znormalizowane parametry kontroli jakości, aby upewnić się, że skaner spełnia specyfikacje producenta.

Powiadom personel medycyny porównawczej, że tomograf komputerowy (CT) jest gotowy do użycia. Włącz stół z wyciągiem w pomieszczeniu zabiegowym dla zwierząt co najmniej dziesięć minut przed planowanym użyciem. Oczyść i zdezynfekuj powierzchnie stołu z wyciągiem, używając zatwierdzonego środka dezynfekującego, takiego jak 5% roztwór dezynfekcyjny na bazie podwójnych czwartorzędowych soli amoniowych.

Spryskaj powierzchnie wewnętrzne, a po 10 minutach czasu kontaktu wytrzyj je do sucha, następnie spryskaj i wytrzyj powierzchnie 70% ethanolem, aby usunąć pozostałości środka dezynfekcyjnego. Umieść na stole z wyciągiem niezbędny sprzęt i materiały, w tym pudło do indukcji znieczulenia oraz rękawice do obsługi zwierząt. Zamocuj urządzenie do unieruchomienia zwierzęcia na stole skanera tomografii komputerowej, a następnie skonfiguruj monitor funkcji życiowych.

Sprawdź objętość izofluranu w waporyzatorze i w razie potrzeby dolej go więcej. Wizualnie sprawdź maszynę do znieczulania pod kątem wycieków i w razie potrzeby usuń przyczynę każdego stwierdzonego wycieku. Zważ kanister do usuwania gazów, który wychwytuje zużyty gaz anestetyczny.

Przenieś klatkę z kawią świnką z jednego z pomieszczeń dla gryzoni znajdujących się obok zestawu do obrazowania na stół z wyciągiem dolnym. Zweryfikuj numer identyfikacyjny zwierzęcia na karcie klatki. Otwórz pokrywę klatki i załóż ochronne skórzane rękawice dla zwierząt na rękawice kombinezonu nadciśnieniowego.

Delikatnie podnieś świnkę morską. Umieść zwierzę w komorze indukcyjnej do znieczulenia i przykryj komorę pokrywą. Zdejmij rękawice do obsługi zwierząt oraz rękawice stroju ochronnego, oczyszczając je 5% roztworem dezynfekującym na bazie podwójnych czwartorzędowych soli amoniowych.

Zdejmij pudełko do indukcji znieczulenia zawierające zwierzę oraz klatkę ze stołu z wyciągiem dolnym i umieść je na wózku transportowym. Za pomocą wózka przetransportuj zwierzę do pomieszczenia z tomografem komputerowym. W pomieszczeniu z tomografem natychmiast podłącz kanister do odprowadzania gazów oraz aparat do znieczulenia do pudełka do indukcji.

Po rozpoczęciu znieczulenia zgodnie z protokołem tekstowym, w ciepłej strefie pomieszczenia ze skanerem CT, monitoruj zwierzę podczas indukcji znieczulenia w celu zapewnienia odpowiedniej głębokości znieczulenia, sprawdzając brak reakcji zwierzęcia na bodźce zewnętrzne oraz kontrolując napięcie mięśniowe. Wyjmij znieczuloną świnkę morską z komory indukcyjnej i umieść ją na poduszce stabilizującej w pozycji brzusznej na stole do obrazowania. W celu podtrzymania znieczulenia nałóż maskę nosową na świnkę morską i włącz dopływ tlenu z prędkością 1 L/min.

Podawaj izofluran zgodnie z opisem w protokole tekstowym. Sprawdź, czy częstotliwość oddechów i tętno są stabilne. Wyłącz anestezję w komorze indukcyjnej, gdy świnka morska zostanie w pełni znieczulona.

Nałóż maść okulistyczną do obu oczu, aby zapobiec wysychaniu nabłonka rogówki. Uruchom system laserowy po zimnej stronie pomieszczenia skanera CT, aby ustawić świnkę morską do badania tomograficznego. Użyj przycisków wysuwania i wsuwania stołu, aby objąć obszar anatomiczny zainteresowania obszarem celownika laserowego.

Aby ustawić pole widzenia, należy użyć przycisku lasera do wyznaczenia punktu początkowego nad obszarem anatomicznym, który jest przedmiotem badania. Należy skontaktować się z personelem medycyny porównawczej znajdującym się po stronie „gorącej”, aby umieścili osłonę ołowianą pomiędzy sobą a skanerem tomografii komputerowej. Wykonaj skan orientacyjny w celu rozmieszczenia przekrojów dla obrazów badania CT zgodnie z protokołem producenta.

Wyznacz rozmieszczenie przekrojów dla obrazów badania TK na obrazach przeglądowych. Ustal szczegóły z personelem odpowiedzialnym za stronę „gorącą” (hot side), jeśli stosowany jest wtrysk kontrastu. Wykonaj skan badawczy zgodnie z protokołem producenta, a następnie zrekonstruuj obrazy tomografii komputerowej na konsoli skanera, również zgodnie z protokołem producenta.

Przesyłaj obrazy do systemu archiwizacji i komunikacji obrazowej (PACS). W razie potrzeby przeprowadź dalsze analizy jakościowe i ilościowe danych zapisanych w systemie archiwizacji. Przenieś świnkę morską z pomostu skanera do klatki typu mikroizolator z pokarmem, znajdującej się w pomieszczeniu z tomografem komputerowym.

Po kontakcie ze zwierzęciem należy oczyścić nitrylowe rękawiczki. Korzystając z wózka, przetransportuj klatkę z powrotem do strefy bytowania w pomieszczeniu zabiegowym. Monitoruj zwierzę aż do pełnego wybudzenia z anestezji przed powrotem klatki do regałów z wentylacją HEPA.

Zdezynfekuj zarówno stół z wyciągiem w pomieszczeniu zabiegowym dla zwierząt, jak i obszar zatoki skanera, używając 5% roztworu podwójnych czwartorzędowych soli amoniu. Przetrzyj powierzchnie 70% roztworem etanolu po 10 minutowej ekspozycji na roztwór podwójnych czwartorzędowych soli amoniu. Elementy takie jak czuły sprzęt elektroniczny, np. monitor i aparat do znieczulenia, których nie można spryskiwać bezpośrednio, przetrzyj ściereczką nasączoną podwójnymi czwartorzędowymi solemi amoniu, a następnie ściereczką nasączoną etanolem.

Ścisłe przestrzeganie wszystkich procedur bezpieczeństwa oraz standardowych procedur operacyjnych dotyczących postępowania ze zwierzętami jest niezbędne dla bezpiecznej pracy w laboratorium ABSL4. Przenoszenie zainfekowanych zwierząt wewnątrz boksu indukcyjnego z pomieszczenia zabiegowego do zestawu obrazującego minimalizuje ryzyko kontaminacji wspólnych korytarzy. Wprowadzenie systemów komunikacji z wykorzystaniem telefonów Bluetooth z zestawami słuchawkowymi, umożliwiających personelowi ds. obrazowania znajdującemu się po stronie zimnej kontakt z personelem medycyny porównawczej po stronie gorącej, a także komunikacja wizualna, zmniejszają ryzyko błędów w komunikacji pomiędzy rozdzielonym personelem.

Dzięki stosowaniu odpowiednich procedur nie odnotowano żadnych zakażeń laboratoryjnych ani kontaminacji krzyżowej zwierząt podczas prowadzenia badań na poziomie biosafety 4 dla zwierząt (ABSL4) w IRF Frederic. Patogeny wirusowe ABSL4 mogą wywoływać patologie związane z płucami, a tomografia komputerowa (CT) jest cennym narzędziem do monitorowania postępu choroby w zwierzęcych modelach infekcji. Obrazy CT powstają w wyniku absorpcji promieniowania rentgenowskiego przez tkanki.

W tomografii komputerowej (CT) im większa gęstość obrazowanego obiektu, takiego jak kość, tym jaśniej się on wydaje. Gęste tkanki narządów, takie jak serce i wątroba, mają tendencję do wykazywania średniej intensywności, natomiast tkanki wypełnione powietrzem, takie jak zdrowe płuca, wydają się czarne. CT wykonuje wielokrotne radiogramy w zakresie 360 stopni, które są następnie rekonstruowane w trójwymiarowy obraz ciała.

Po opanowaniu tej techniki, przy prawidłowym wykonaniu, procedura zajmuje około 30 minut. Stosując podobne procedury, można wykorzystać inne metody obrazowania, takie jak PET, SPECT i MRI, aby odpowiedzieć na dodatkowe pytania dotyczące patogenezy choroby, a być może nawet do obrazowania samego wirusa. Po obejrzeniu tego filmu powinni Państwo mieć dobre wyobrażenie o stopniu złożoności procedury oraz zasobach niezbędnych do przeprowadzenia obrazowania medycznego zwierząt laboratoryjnych w placówce o 4. poziomie bezpieczeństwa biologicznego (BSL-4).