Ciągłe pobieranie próbek krwi w pozytonowej tomografii emisyjnej/tomografii komputerowej małych zwierząt umożliwia pomiar funkcji wejściowej tętnicy

W tym filmie przedstawiono protokół ciągłego pobierania próbek krwi. Radioaktywność krwi będzie mierzona równolegle z PET/CT przy użyciu pozaustrojowej zastawki tętniczo-żylnej. W ten sposób generowana jest tętnicza funkcja wejściowa do późniejszej kwantyfikacji danych PET/CT, która pozwala później na precyzyjne modelowanie biokinetyczne.

Głównymi zaletami tego protokołu jest to, że jest powtarzalny, generuje minimalną utratę krwi i ułatwia wysoką dokładność w rozdzielczości czasowej funkcji wejściowej tętnicy. Niezbędna jest kalibracja krzyżowa wszystkich urządzeń pomiarowych, które mają być używane do określania stężenia aktywności we krwi. Procedurę zademonstruje Anne Moller, technik z naszego laboratorium.

Po potwierdzeniu braku reakcji na uszczypnięcie palca u szczura na czczo 12 godzin, należy ogolić nogę i pachwinę po stronie chirurgicznej zwierzęcia oraz oczyścić odsłoniętą skórę dodatkowym środkiem dezynfekującym. Nałóż maść na oko zwierzęcia i umieść sondę doodbytniczą w celu ciągłego monitorowania i utrzymywania temperatury ciała. Przyklej kończyny szczura do powierzchni roboczej i zdezynfekuj miejsce operacji środkiem dezynfekującym błonę śluzową.

Wykonaj około 20-milimetrowe nacięcie w pachwinie i wypreparuj cienkie warstwy skóry, aby odsłonić żyłę udową, tętnicę i nerw. Umieść dwa cienkie włókna pod żyłą udową i tętnicą i podwiąż naczynia z dystalnymi włóknami. Trzymając naczynia pod napięciem za pomocą zacisku buldoga, użyj bliższych włókien szwu, aby napiąć naczynie z zaciskami buldoga bez węzła.

Zablokuj żyłę za pomocą bliższego zacisku tętniaka dwa do trzech milimetrów dystalnie od szwu za pomocą zacisku buldoga i użyj nożyczek rogówkowych, aby wykonać nacięcie o średnicy 1/3 naczynia. Nacięcie naczynia jest najważniejszym krokiem w naszym protokole. Upewnij się, że używasz narzędzi mikrochirurgicznych, takich jak nożyczki do rogówki, i upewnij się, że naczynie jest ostrożnie cięte pod kątem 45 stopni.

Użyj sterylnego bawełnianego wacika, aby usunąć wyciekającą krew i rozszerz żyłę kleszczami. Trzymając naczynie otwarte, wprowadź zaostrzony cewnik do żyły w kierunku proksymalnym, aż do klipsa tętniaka. Otwórz klips tętniaka i wepchnij cewnik o kolejne dwa do trzech centymetrów.

Jeśli cewnik został umieszczony prawidłowo, krew będzie płynąć do cewnika. Zabezpiecz cewnik dwoma bliższymi węzłami. Za pomocą strzykawki insulinowej przepłukać i odessać 100 mikrolitrów heparynizowanej soli fizjologicznej przez cewnik, aby sprawdzić działanie cewnika.

Następnie umieść cewnik w tętnicy, jak właśnie pokazano dla żyły, i zamknij nogę szwami. Zabieg zademonstruje Joanna Forster, technik z naszego laboratorium. W celu uzyskania obrazu należy ułożyć zwierzę w pozycji leżącej do pozycji leżącej na palecie łóżka transportowego i przesunąć łóżko wahadłowe do pozycji wysuniętego łóżka w celu wykonania wstrzyknięcia.

Podłącz cewniki do systemu zastawkowego i uruchom pompę perystaltyczną o natężeniu przepływu 1,52 mililitra na minutę, aby napełnić układ zastawkowy krwią zwierzęcia. Przesuń łóżko wahadłowca na środek pola view pierścienia detekcji pozytonowej tomografii emisyjnej (PET) i uruchom system pobierania próbek krwi online. Następnie rozpocznij przepływ pracy PET/tomografii komputerowej lub CT.

Po 60 sekundach wstrzyknąć dożylnie od 0,5 do jednego mililitra około 22-megabekereli dawki 18F-fluorodeoksyglukozy przez trójnik. Przepłukać trójnik około 150 mikrolitrami heparynizowanego roztworu soli fizjologicznej. W przypadku akwizycji emisji PET należy ustawić opcję akwizycji według czasu na 3 600 sekund i wybrać F-18 jako izotop badania.

Użyj 350 do 650 kiloelektronowoltów jako poziomu energii i 3 438 nanosekund jako okna czasowego. W przypadku akwizycji CT wybierz skan tłumienia w opcji akwizycji, a w polu ustawień projekcji wybierz projekcję 180 dla połowy całkowitego obrotu. Aby uzyskać ustawienia pola widzenia i rozdzielczości, wybierz niskie jako powiększenie i cztery na cztery dla powiązania z osiową długością skanowania 275 milimetrów i 3 328 pikseli jako rozmiar urządzenia sprzężonego z ładunkiem transosiowym.

W polu ustawień ekspozycji ustaw 500 mikroamperów dla prądu, 80 kilowoltów dla napięcia i 180 milisekund dla czasu ekspozycji. Następnie w ciągu następnych 60 minut należy wykonać dynamiczne badanie PET, a następnie tomografię komputerową na zakończenie obrazowania PET. W przypadku histogramu emisji PET ustaw serię 20 klatek jako dynamiczne kadrowanie i wybierz opcję odejmowania dla opóźnień.

W polu ustawień zaawansowanych wybierz 128 jako szerokość sinogramu, trzy jako zakres i 79 jako różnicę pierścienia i korekcję czasu martwego. Do rekonstrukcji PET należy użyć dwuwymiarowej maksymalizacji oczekiwań uporządkowanego podzbioru oraz zastosować i zapisać sonogram rozproszenia z czterema iteracjami oraz algorytm rekonstrukcji Fouriera do rebiningu. Następnie wybierz 128 na 128 jako rozmiar matrycy, użyj jednego jako powiększenia obrazu i wybierz wszystko dla klatek i wszystko dla segmentów.

W przypadku ręcznego pobierania krwi po 30, 60, 90, 600 i 1 800 sekundach od rozpoczęcia akwizycji obrazowej należy otworzyć pierwszy zawór trójdrogowy. Zbierz 100 mikrolitrów krwi tętniczej do probówki do pobierania krwi włośniczkowej EDTA 30 sekund po wstrzyknięciu znacznika. Aby zmierzyć aktywność krwi pełnej, należy załadować próbkę do licznika studzienek, aby umożliwić obliczenie aktywności krwi pełnej dla każdego punktu czasowego ręcznego pobierania próbek krwi w kilobekereli na mililitr.

Aby pobrać próbki krwi online, użyj prowadnicy probówki, aby umieścić probówkę w detektorze i uruchom oprogramowanie próbnika krwi. Otwórz interfejs akwizycji i upewnij się, że komputer konfiguracji pobierania krwi online i PET/CT są zsynchronizowane czasowo. Naciśnij przycisk Start dokładnie 60 sekund przed wstrzyknięciem znacznika, aby uzyskać wystarczającą ilość danych do korekcji tła.

Po zakończeniu pomiaru zapisz surowe dane za pomocą przycisku Zapisz w bazie danych PMOD. Aby skorygować i skalibrować dane krwi online, przełącz się na interfejs korekcji i włącz korekcję zaniku. Wybierz 18 F i zdefiniuj czas rozpoczęcia akwizycji obrazu, umożliwiając przyciskowi Średnia wykonanie korekcji tła.

Aktywuj kalibrację i wprowadź współczynnik kalibracji. Zapisz poprawione i skalibrowane dane krwi za pomocą przycisku Zapisz TAC i wybierz krew. Plik crv.

Na początku ciągłego pobierania próbek krwi można zaobserwować początkowy szczyt stężenia radioaktywności, który zaczyna się po około pięciu sekundach od wstrzyknięcia znacznika w analizie online. Po tym szczycie aktywność we krwi gwałtownie spada, osiągając plateau po około 15 minutach. W danych z ręcznego pobierania próbek krwi wykryty pik jest mniejszy, a plateau nie jest łatwe do zdefiniowania.

W danych pochodzących z obrazu wyraźnie widać szczyt i punkt początkowy płaskowyżu. Niemniej jednak maksimum piku jest mniejsze w porównaniu z danymi z ciągłego pobierania próbek krwi. W tym nieoptymalnym ciągłym pobieraniu próbek krwi nie było możliwe uzyskanie danych w ciągu pierwszych 3 1/2 minuty pobierania próbek z powodu krzepnięcia krwi.

Po usunięciu skrzepu przepływ w systemie probówek został wznowiony, a pomiar był kontynuowany, ujawniając szczyt po około czterech minutach, który nie rejestrował maksymalnej radioaktywności we krwi. Ręczne pobieranie próbek krwi i analizy obrazowe były jednak nadal możliwe w tym nieoptymalnym pobieraniu próbek i wykazały wyniki porównywalne z tymi, które obserwuje się w przypadku prawidłowych wyników ciągłego pobierania krwi. Podczas całej procedury należy pamiętać o dobrostanie zwierzęcia, przygotować system bocznikowy dokładnie zgodnie z zaleceniami i starać się zmniejszyć długość rurki.

Protokół może być stosowany do zmienności nowych diagnostycznych śladów PET, charakterystyki nowych modeli chorób oraz oceny odpowiedzi terapeutycznej nowych środków terapeutycznych w warunkach przedklinicznych.