Name: Ciągłe pobieranie próbek krwi w pozytonowej tomografii emisyjnej/tomografii komputerowej małych zwierząt umożliwia pomiar funkcji wejściowej tętnicy (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-08-08T14:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 21 s
Description: Poznaj protokół ciągłego pobierania próbek krwi podczas obrazowania PET/CT u szczurów przy użyciu zewnątrzustrojowego pomostu tętniczo-żylnego. Ta metoda umożliwia precyzyjne określenie funkcji wejściowej tętnicy z minimalną utratą krwi.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Autorzy dziękują Susann Lehmann, Iloanie Klamfuß i Petrze Wolff za trzymanie i opiekę nad zwierzętami oraz Matthiasowi Wyssowi za wsparcie podczas tworzenia internetowego systemu pobierania krwi. Badanie PET/CT dla małych zwierząt zostało sfinansowane przez Deutsche Forschungsgemeinschaft (INST 2268/6-1 FUGG).

<ol><li>Schain, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Arterial+input+function+derived+from+pairwise+correlations+between+PET-image+voxels%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+cerebral+blood+flow+and+metabolism+%3A+official+journal+of+the+International+Society+of+Cerebral+Blood+Flow+and+Metabolism%22%5BJournal%5D)">Arterial input function derived from pairwise correlations between PET-image voxels.</a> Journal of cerebral blood flow and metabolism : official journal of the International Society of Cerebral Blood Flow and Metabolism. 33 (7), 1058-1065 (2013).</li>
<li>Schain, M., Zanderigo, F., Mann, J. J., Ogden, R. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Estimation+of+the+binding+potential+BPND+without+a+reference+region+or+blood+samples+for+brain+PET+studies%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Estimation of the binding potential BPND without a reference region or blood samples for brain PET studies.</a> NeuroImage. 146, 121-131 (2017).</li>
<li>Bentourkia, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Determination+of+the+Input+Function+at+the+Entry+of+the+Tissue+of+Interest+and+Its+Impact+on+PET+Kinetic+Modeling+Parameters%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Imaging+and+Biology%22%5BJournal%5D)">Determination of the Input Function at the Entry of the Tissue of Interest and Its Impact on PET Kinetic Modeling Parameters.</a> Molecular Imaging and Biology. 17 (6), 748-756 (2015).</li>
<li>Phelps, M. E. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aPhelps%2C+ME+%22PET%22">PET</a>. , Springer New York. New York, NY. (2004).</li>
<li>Laforest, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+of+input+functions+in+rodents%3A+challenges+and+solutions%5BTitle%5D)+AND+%22Nuclear+Medicine+and+Biology%22%5BJournal%5D)">Measurement of input functions in rodents: challenges and solutions.</a> Nuclear Medicine and Biology. 32 (7), 679-685 (2005).</li>
<li>Napieczynska, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impact+of+the+Arterial+Input+Function+Recording+Method+on+Kinetic+Parameters+in+Small-Animal+PET%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Nuclear+Medicine%3A+Official+Publication%2C+Society+of+Nuclear+Medicine%22%5BJournal%5D)">Impact of the Arterial Input Function Recording Method on Kinetic Parameters in Small-Animal PET.</a> Journal of Nuclear Medicine: Official Publication, Society of Nuclear Medicine. 59 (7), 1159-1164 (2018).</li>
<li>Sijbesma, J. W. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+Approach+to+Repeated+Arterial+Blood+Sampling+in+Small+Animal+PET%3A+Application+in+a+Test-Retest+Study+with+the+Adenosine+A1+Receptor+Ligand+%5B%2811%29C%5DMPDX%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Imaging+and+Biology%3A+MIB%3A+the+Official+Publication+of+the+Academy+of+Molecular+Imaging%22%5BJournal%5D)">Novel Approach to Repeated Arterial Blood Sampling in Small Animal PET: Application in a Test-Retest Study with the Adenosine A1 Receptor Ligand [(11)C]MPDX.</a> Molecular Imaging and Biology: MIB: the Official Publication of the Academy of Molecular Imaging. 18 (5), 715-723 (2016).</li>
<li>Jespersen, B., Knupp, L., Northcott, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Femoral+arterial+and+venous+catheterization+for+blood+sampling%2C+drug+administration+and+conscious+blood+pressure+and+heart+rate+measurements%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Femoral arterial and venous catheterization for blood sampling, drug administration and conscious blood pressure and heart rate measurements.</a> Journal of Visualized Experiments. (59), e3496(2012).</li>
<li>Weber, B., Burger, C., Biro, P., Buck, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+femoral+arteriovenous+shunt+facilitates+arterial+whole+blood+sampling+in+animals%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Nuclear+Medicine+and+Molecular+Imaging%22%5BJournal%5D)">A femoral arteriovenous shunt facilitates arterial whole blood sampling in animals.</a> European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 29 (3), 319-323 (2002).</li>
<li>Liu, H. -L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microvascular+anastomosis+of+submillimeter+vessels-a+training+model+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Hand+and+Microsurgery%22%5BJournal%5D)">Microvascular anastomosis of submillimeter vessels-a training model in rats.</a> Journal of Hand and Microsurgery. 5 (1), 14-17 (2013).</li>
<li>van der Weerdt, A. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Image-derived+input+functions+for+determination+of+MRGlu+in+cardiac+%2818%29F-FDG+PET+scans%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Nuclear+Medicine%3A+Official+Publication%2C+Society+of+Nuclear+Medicine%22%5BJournal%5D)">Image-derived input functions for determination of MRGlu in cardiac (18)F-FDG PET scans.</a> Journal of Nuclear Medicine: Official Publication, Society of Nuclear Medicine. 42 (18), 1622-1629 (2001).</li>
<li>Alf, M. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantification+of+brain+glucose+metabolism+by+18F-FDG+PET+with+real-time+arterial+and+image-derived+input+function+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Nuclear+Medicine%3A+Official+Publication%2C+Society+of+Nuclear+Medicine%22%5BJournal%5D)">Quantification of brain glucose metabolism by 18F-FDG PET with real-time arterial and image-derived input function in mice.</a> Journal of Nuclear Medicine: Official Publication, Society of Nuclear Medicine. 54 (1), 132-138 (2013).</li>
<li>Eriksson, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+computerized+infusion+pump+for+control+of+tissue+tracer+concentration+during+positron+emission+tomography+in+vivo+pharmacokinetic%2Fpharmacodynamic+measurements%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Medical+Physics%22%5BJournal%5D)">A computerized infusion pump for control of tissue tracer concentration during positron emission tomography in vivo pharmacokinetic/pharmacodynamic measurements.</a> BMC Medical Physics. 8, 2(2008).</li>
<li>Burger, C., Buck, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tracer+kinetic+modelling+of+receptor+data+with+mathematical+metabolite+correction%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Nuclear+Medicine%22%5BJournal%5D)">Tracer kinetic modelling of receptor data with mathematical metabolite correction.</a> European Journal of Nuclear Medicine. 23 (5), 539-545 (1996).</li>
<li>Iida, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Error+analysis+of+a+quantitative+cerebral+blood+flow+measurement+using+H2%2815%29O+autoradiography+and+positron+emission+tomography%2C+with+respect+to+the+dispersion+of+the+input+function%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cerebral+Blood+Flow+and+Metabolism%3A+Official+Journal+of+the+International+Society+of+Cerebral+Blood+Flow+and+Metabolism%22%5BJournal%5D)">Error analysis of a quantitative cerebral blood flow measurement using H2(15)O autoradiography and positron emission tomography, with respect to the dispersion of the input function.</a> Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism: Official Journal of the International Society of Cerebral Blood Flow and Metabolism. 6 (5), 536-545 (1986).</li>
<li>Munk, O. L., Keiding, S., Bass, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+method+to+estimate+dispersion+in+sampling+catheters+and+to+calculate+dispersion-free+blood+time-activity+curves%5BTitle%5D)+AND+%22Medical+Physics%22%5BJournal%5D)">A method to estimate dispersion in sampling catheters and to calculate dispersion-free blood time-activity curves.</a> Medical Physics. 35 (8), 3471-3481 (2008).</li>
<li>Meyer, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simultaneous+correction+for+tracer+arrival+delay+and+dispersion+in+CBF+measurements+by+the+H215O+autoradiographic+method+and+dynamic+PET%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Nuclear+Medicine%3A+Official+Publication%2C+Society+of+Nuclear+Medicine%22%5BJournal%5D)">Simultaneous correction for tracer arrival delay and dispersion in CBF measurements by the H215O autoradiographic method and dynamic PET.</a> Journal of Nuclear Medicine: Official Publication, Society of Nuclear Medicine. 30 (6), 1069-1078 (1989).</li>
<li>Lanz, B., Poitry-Yamate, C., Gruetter, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Image-derived+input+function+from+the+vena+cava+for+18F-FDG+PET+studies+in+rats+and+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Nuclear+Medicine%3A+Official+Publication%2C+Society+of+Nuclear+Medicine%22%5BJournal%5D)">Image-derived input function from the vena cava for 18F-FDG PET studies in rats and mice.</a> Journal of Nuclear Medicine: Official Publication, Society of Nuclear Medicine. 55 (8), 1380-1388 (2014).</li>
<li>Geworski, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multicenter+comparison+of+calibration+and+cross+calibration+of+PET+scanners%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Nuclear+Medicine%3A+Official+Publication%2C+Society+of+Nuclear+Medicine%22%5BJournal%5D)">Multicenter comparison of calibration and cross calibration of PET scanners.</a> Journal of Nuclear Medicine: Official Publication, Society of Nuclear Medicine. 43 (5), 635-639 (2002).</li>
<li>Boellaard, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Standards+for+PET+image+acquisition+and+quantitative+data+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Nuclear+Medicine%3A+Official+Publication%2C+Society+of+Nuclear+Medicine%22%5BJournal%5D)">Standards for PET image acquisition and quantitative data analysis.</a> Journal of Nuclear Medicine: Official Publication, Society of Nuclear Medicine. 50, Suppl 1 11-20 (2009).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Przedstawione wyniki pochodzą z zakrojonego na szeroką skalę projektu dotyczącego aktywności neuronalnej w transgenicznym zwierzęcym modelu choroby Huntingtona w porównaniu ze szczurami typu dzikiego. W sumie 30 szczurów transgenicznych i dzikich zostało cewnikowanych i wykonano ręczne i internetowe pobieranie krwi równolegle z [18F]FDG-PET/CT. Pokazano tutaj trzy AFI szczurów typu dzikiego, aby zademonstrować zakres możliwych wyników protokołu. Wyniki całego projektu dotyczącego zmian aktywności neuronalnej w zwierzęcym modelu choroby Huntingtona zostaną opublikowane w innym miejscu.
Opisana tutaj metoda umożliwia szybkie i dokładne ciągłe pobieranie próbek krwi w dużej kohorcie i zapewnia pozbawiony przerw AIF do kinetycznego modelowania dynamicznych danych PET/CT u małych zwierząt. Zewnętrzne krążenie krwi jest generowane w celu wykrycia rzeczywistej aktywności czasowej we krwi zwierząt; W ten sposób unika się utraty krwi. Procedura chirurgiczna opiera się na Jespersen i wsp.8 i została zmodyfikowana w celu zaspokojenia potrzeb w zakresie pobierania próbek krwi tętniczej podczas pomiarów PET/CT. System bocznikowy został zweryfikowany przez Webera i wsp.9. W przypadku zastosowanej tutaj konfiguracji, zewnętrzna objętość krwi wynosząca około 1,1 ml przepływa przez system detektor-pompa. Szczur w wieku 4 miesięcy ma całkowitą objętość krwi około 30 ml. Średnica żyły udowej i tętnicy wynosi około 0,45-0,6 mm10 i musi być trochę wykrochmalona, aby wprowadzić używany cewnik.
AIF może być również mierzony poprzez sporadyczne ręczne pobieranie krwi lub może być zrekonstruowany na podstawie wczesnych punktów czasowych samych obrazów PET (pochodzących z obrazu). Oba podejścia przeprowadzono na podstawie przedstawionych tutaj danych i porównano z ciągłym pobieraniem prób krwi.
W porównaniu z ręcznym pobieraniem krwi, przy pobieraniu próbek krwi online możliwa staje się zauważalnie wyższa rozdzielczość czasowa (tutaj: 1800 punktów danych na 30 minut). Ręczne pobieranie krwi (tutaj: 5 punktów danych na 30 minut) jest ograniczone do objętości krwi obecnej u małego zwierzęcia, ponieważ próbki te nie są pompowane z powrotem do krążenia zwierzęcia. Co więcej, maksymalny interwał wynoszący 10-15 s jest technicznie możliwy do wdrożenia i brakuje ważnych informacji dla modelowania kinetycznego. Widać to również w przedstawionych danych, ponieważ różnica w wykrywanym maksimum ciągłego i ręcznego pobierania krwi jest oczywista (ryc. 3A,C,E). W przypadku pobierania próbek krwi online wykryty szczyt był wyższy niż w przypadku funkcji wejściowej pochodzącej z obrazu aortywstępującej 11 (ryc. 3B, D, F). Funkcja wejściowa pochodząca z obrazu jest ograniczona do rozdzielczości przestrzennej skanerów PET, co skutkuje częściowymi efektami głośności12 i ma na nią wpływ zrekonstruowane ramy czasowe.
Ogólną zaletą tej procedury ciągłego pobierania krwi jest to, że znacznik może być podawany przez cewnik, który jest mniej podatny na zakłócenia niż wstrzyknięcie przez boczną żyłę ogonową. Należy pamiętać, że znacznik powinien być nakładany w umiarkowanej objętości, aby zapobiec pozostaniu znacznika na początku systemu rurowego. Aby upewnić się, że w martwej objętości trójnika nie pozostała żadna aktywność, jest on następnie przepłukiwany heparynizowanym roztworem soli fizjologicznej. Ponadto zaleca się stosowanie pompy infuzyjnej, ponieważ umożliwia ona regulację szybkości wstrzykiwania znacznika i może przyczynić się do bardziej skoordynowanego pomiaru maksymalnego piku radioaktywności przy ręcznym pobieraniu próbek krwi13.
Istnieje kilka możliwych problemów, które mogą wystąpić podczas przetwarzania protokołu i można je rozwiązać, wykonując następujące czynności związane z rozwiązywaniem problemów. Nieoptymalna pozycja cewników może prowadzić do niepełnego wykonania protokołu, dlatego należy upewnić się, że są one dokładnie zamocowane za pomocą szwu proksymalnego i że cewnik jest wepchnięty 2-3 cm proksymalnie do naczynia. Dodatkowo można zastosować klej fibrynowy. Również tworzenie się skrzeplin może zatkać cewniki. Można sobie z tym poradzić, zwiększając stężenie heparyny, a następnie przepłukując cewniki lub system rurek. Tak nieoptymalny wynik z powodu zatkania cewników jest pokazany w wynikach, maksymalny szczyt jest pomijany (ryc. 3E). Kolejnym krytycznym punktem dotyczącym ochrony i dobrostanu zwierząt jest długość pozaustrojowego przepływu krwi. Dlatego sugeruje się skrócenie długości systemu rur do minimum.
Przy pobieraniu próbek krwi należy wziąć pod uwagę trzy korekty otrzymanego AFI. Po pierwsze, korekcja plazmy. Znaczniki równoważą się między osoczem a komórkami krwi, głównie erytrocytami. W zależności od tego, jak szybkie są te procesy dyfuzji, dostępny znacznik jest obecny głównie w osoczu. W przypadku niektórych znaczników należy wziąć pod uwagę stosunek osocza do krwi pełnej, takich jak bardziej lipofilowe. W takich przypadkach należy określić aktywność osocza. Jeśli stosuje się [18F]FDG, nie ma potrzeby odwirowywania krwi w celu określenia aktywności osocza, ponieważ bardzo szybko równoważy się ona między osoczem a czerwonymi krwinkami, a dostępność [18F]FDG w osoczu jest podobna do tej we krwi pełnej. Po drugie, korekta metabolitów. Wiele znaczników jest metabolizowanych we krwi pełnej, a niektóre z tych metabolitów są nadal znakowane radioaktywnie14. Frakcja ta jest obecna w AIF, ale nie jest dostępna do wychwytu tkankowego. W przypadku niektórych substancji śladowych konieczne jest oznaczenie metabolitów we krwi pełnej lub osoczu oraz skorygowanie AIF. Po trzecie, korekta dyspersji. Dyspersja jest spowodowana kilkoma czynnikami, w tym (a) systematyczną różnicą czasu między czasami dotarcia znacznika do tkanki w stosunku do obwodowego miejsca pobierania próbek (korekcja opóźnienia) oraz (b) rozmazywaniem kształtu AFI, ponieważ na transport znacznika w systemie rurkowym wpływa kinetyka opóźnienia pierwszego rzędu (PT1). Zaproponowano kilka poprawek opartych na dekonwolucji, głównie opartych na modelu Iida i wsp.15, ale większość z nich jest podatna na szumy. Metoda korekcji, która omija dekonwolucję, a zatem jest mniej podatna na szumy, została zaproponowana przez Munka i wsp.16. Niezbędne pomiary w celu oszacowania parametrów korekcyjnych muszą być wykonane dla każdej zastosowanej kombinacji przewodów i znaczników. Korekcję dyspersji należy wykonać przed korekcją opóźnienia czasowego17. Dyspersja ma jednak wpływ głównie na szybkie procesy perfuzji tkanek i wykazano również, że do modelowania badań [18F]FDG korekta dyspersji nie jest absolutniekonieczna18. W związku z tym w przedstawionych przykładach nie zastosowano poprawki dyspersji ASI.
Właściwa kalibracja kalibratora dawki na miejscu i jego regularna kontrola jakości jest warunkiem wstępnym dla przedstawionego tutaj rodzaju procedur kalibracji krzyżowej. Jeżeli jednak aktywność podawana zwierzęciu jest mierzona za pomocą tego samego kalibratora dawki, wszelkie odchylenia w dokładności zostaną zniwelowane, pod warunkiem że odchylenie jest stałe i przestrzegana jest pełna procedura kalibracji krzyżowej, w tym poprawki specyficzne dla nuklidów (np. dla różnych okresów półtrwania lub różnych współczynników rozgałęzień). Stosując taką procedurę kalibracji do harmonizacji systemów PET/CT stosowanych w opiece zdrowotnej i badaniach naukowych, można osiągnąć dokładność co najmniej 5-10%19,20.
Skalibrowane i skorygowane AFI wygenerowane w wyniku pomyślnego wdrożenia tego protokołu umożliwiają kwantyfikację danych PET/CT w celu scharakteryzowania modeli chorób zwierzęcych, testowania nowych opcji terapeutycznych, ustanowienia nowych znaczników i przeniesienia istniejących znaczników do innego gatunku. Wydaje się, że ciągłe pobieranie próbek krwi w [18]FDG-PET/CT u szczurów dostarcza najbardziej wiarygodnych informacji do obliczenia danych wejściowych w modelowaniu biokinetycznym. Biorąc pod uwagę indywidualny metabolizm, zwłaszcza klirens wątrobowy, możliwa jest bardziej precyzyjna ocena istotnych skutków patologicznych lub terapeutycznych. Dzięki temu praktycznemu protokołowi można łatwo wdrożyć wyższą wydajność przedklinicznej analizy danych PET/CT.

Pozytonowa tomografia emisyjna połączona z tomografią komputerową (PET/CT) jest technologią obrazowania nuklearnego, która umożliwia wizualizację procesów metabolicznych w organizmie po wstrzyknięciu znakowanego radioaktywnie ligandu, nazywanego również tracerem. Podczas gdy ligand jest cząsteczką uczestniczącą w szlaku metabolicznym lub celującą w białka powierzchniowe komórek, znacznik radioaktywny jest radionuklidem emitującym pozytony. Promieniowanie gamma jest emitowane pośrednio w wyniku rozpadu pozytonu, co pozwala na wykrycie jego rozkładu w organizmie za pomocą zewnętrznych detektorów PET. W ten sposób można celować w różne cząsteczki komórkowe: receptory i transportery neuroprzekaźników, procesy metaboliczne, takie jak glikoliza, lub białka mitochondrialne, takie jak białko translokacyjne 18 kDa (TSPO), w celu wykrycia aktywowanych komórek glejowych.
W badaniach przedklinicznych PET/CT jest atrakcyjną metodą nieinwazyjnego badania procesów biochemicznych in vivo, co umożliwia prowadzenie badań podłużnych. Dane z PET/CT wspierają analizy mechanizmów chorób, ocenę charakterystyki i farmakokinetyki nowych leków oraz walidację zarówno obecnych, jak i nowych radiotracerów w badaniach translacyjnych.
Podczas analiz PET/CT można zdefiniować trzy stany znacznika (przykład dwukomorowego modelu tkankowego): Po pierwsze, po podaniu znacznik przepływa w krwi (stan 1; stężenie[blood]). Po drugie, dostaje się on do tkanki poprzez łożysko kapilarne, gdzie może albo swobodnie przemieszczać się w przestrzeni pozakomórkowej, albo nieswoiście wiązać się z różnymi strukturami komórkowymi lub pozakomórkowymi (stan 2; stężenie[unspec]). Po trzecie, znacznik może swoiście wiązać się (z pułapką metaboliczną lub bez niej) ze swoją cząsteczką docelową (stan 3, stężenie[spec]). Wszystkie te dynamiczne procesy między komorami są w pewnym stopniu dwukierunkowe, a procesy dyfuzji są opisane stałymi szybkości (K1, k2, k3 oraz k4). Podczas gdy stężenie znacznika we krwi (tj. stan 1) nazywane jest „Wkładem” (Input), stężenie znacznika związanego nieswoiście i swoiście (tj. stan 2 i stan 3) nazywane jest „Wynikiem” (Output) i może być bezpośrednio wyprowadzone z obrazu PET. Tę relację fizjologiczną można przedstawić w dwukomorowym modelu tkankowym (Rysunek 1).
<img alt="Schemat modelu przedziałowego; dynamika stężenia FDG, z krwi do komórek mózgu poprzez stałe szybkości K1-K4." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59701/59701fig1.jpg" data-altupdatedat="1788282455000" data-alt="Rycina 1"> 
Rycina 1: Dwutkankowy model przedziałowy. Przedstawiono warunki fizjologiczne trzech różnych stanów znacznika oraz procesy dynamiczne zachodzące między nimi. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59701/59701fig1large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.</a>
W idealnym przypadku conc.[spec] jest proporcjonalne do stężenia cząsteczki docelowej. Jednak wynikiem pomiaru PET/CT jest suma conc.[spec] i conc.[unspec]. Aby określić conc.[spec] w obszarze zainteresowania, równolegle wyznacza się conc.[unspec] w regionie referencyjnym pozbawionym docelowego białka/szlaku. Wykorzystując odpowiednie równania matematyczne, można teraz obliczyć conc.[spec], najczęściej z zastosowaniem modelu przedziałowego (podejście oparte na modelowaniu biokinetycznym). Jednak w wielu przypadkach taki region referencyjny pozbawiony białka docelowego nie jest dostępny1,2. W takich sytuacjach do wyznaczenia conc.[spec] można wykorzystać conc.[blood]. Ponieważ conc.[blood] zmienia się ze względu na różny klirens wątrobowy i nerkowy, wydalanie, przepływ krwi, różną przenikalność bariery krew-mózg oraz czynniki związane z chorobą3, obecnym złotym standardem jest pomiar conc.[blood] równolegle do skanowania PET/CT poprzez ciągły pobór krwi. Pozwala to uzyskać tętniczą funkcję wejściową (AIF), zdefiniowaną jako conc.[blood] w czasie4. Należy zauważyć, że przeprowadzanie ciągłego poboru krwi jest uważane za technicznie bardzo wymagające, szczególnie u małych zwierząt, takich jak szczury lub myszy5.
W niniejszym opracowaniu przedstawiamy prosty i praktyczny protokół ciągłego pobierania krwi od szczurów za pomocą bypassu tętniczo-żylnego (a-v) pomiędzy żyłą a tętnicą udową. Dzięki połączeniu z komercyjnie dostępnym systemem pompa-detektor jesteśmy w stanie generować w czasie rzeczywistym ciągłą funkcję wejściową aktywności (AIF) podczas dynamicznych skanów PET/CT z użyciem [18F]fluorodeoksyglukozy ([18F]FDG) u szczurów, co pozwoliło nam na porównanie tej metody z alternatywnymi podejściami. Obrazowanie PET/CT przeprowadzono u samców szczurów rasy Sprague Dawley w wieku 4 miesięcy o średniej masie ciała 462 g ± 33 g (średnia ± odchylenie standardowe), wykorzystując multimodalny skaner PET/CT.
Ponieważ podczas serii pomiarów wykorzystuje się szeroką gamę urządzeń (kalibrator dawek, system online do pobierania krwi, PET/CT oraz licznik studzienkowy), niezbędna jest procedura kontroli jakości zwana kalibracją krzyżową, aby sprawdzić dokładność ilościową wszystkich systemów i skompensować występujące różnice. Kalibracja krzyżowa w kontekście online'owego pobierania krwi oznacza, że szybkość zliczeń dla danej aktywności objętościowej zmierzonej w skorygowanych obrazach PET może zostać przeliczona na stężenie zmierzone systemem twilite dla tego samego stężenia. W związku z tym opracowano procedurę kalibracji krzyżowej pomiędzy PET/CT, systemem pobierania krwi a licznikiem studzienkowym.
Ta wysoce zestandaryzowana metodologia stanowi potężne podejście do ilościowego określania procesów metabolicznych i komórkowych w przedklinicznych badaniach na małych zwierzętach i jest eleganckim sposobem na poprawę niezawodności oraz odtwarzalności AIF. AIF może być następnie wykorzystany do ilościowego określania specyficznie związanego znacznika w tkankach w przedklinicznych danych PET/CT przy użyciu modelowania biokinetycznego.

<table><tbody><tr><td>Sugery do zastawki tętniczo-żylnej</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>anestezjologicznej Klipsy</td> do tętniaków <td>Groppler</td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td>Aesculap</td><td>FT190T</td><td>5 mm, siła zamykania 70 g</td></tr><tr><td>Zacisk buldoga</td> Nożyczki do rozwarstwiania <td>Aesculap</td><td></td><td>35 mm</td></tr><tr><td>BC165</td><td>Aesculap</td><td>490-866</td><td>, do przygotowanie skóry</td></tr><tr><td>mata</td><td></td><td></td><td></td>grzewcza</tr><tr><td>strzykawka insulinowa</td><td>uchwyt</td> na igłę Braun <td></td><td>30G</td></tr><tr><td></td><td>medicon</td><td>11.62.18</td><td>mikroszczypce chirurgiczne</td></tr><tr><td>do klipsów do tętniaków</td><td>Aesculap</td><td>FT 470T</td><td>Yasargil</td></tr><tr><td>portex rurka polietylenowa drobnootworowa</td><td>Smith Medical</td><td>800/100/200</td><td>ID 0,58 mm, OD 0,96 mm; Mikroskop chirurgiczny z rurką o ekwiwalencie PE50</td></tr><tr><td>z kamerą</td> Włókna do szwów <td>Leica</td><td></td><td>M50 + MC120 HD</td></tr><tr><td>6.0</td><td></td><td></td><td>6.0, włókna do szwów polipropylenowych</td></tr><tr><td>3.0</td><td></td><td></td><td>3.0, wchłanialne, plecione</td></tr><tr><td>dwa kleszcze anatomiczne</td><td>Hammacher Soling</td><td>HSC601-11</td><td>mikrochirurgia, 45&deg;</td></tr><tr><td>nożyczki naczyniowe lub rogówkowe</td><td>Geuder</td><td>G19605</td><td>nożyczki do mikrochirurgii</td></tr><tr><td>PET/CT obrazowanie</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>kalibrator dawki ISOMED 2010</td><td>nivia instruments GmbH</td><td></td><td>do porcjowania znaczników</td></tr><tr><td>Inveon PET/CT</td><td>Siemens</td><td></td><td></td></tr><tr><td>tracer (np. 18F-FDG)</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>manuel pobieranie krwi</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>probówka do pobierania krwi włośniczkowej KABE</td><td>Labortechnik GmbH</td><td></td><td>GK 150 EDTA 200 &micro; l</td></tr><tr><td>probówki</td><td>SARSTEDT</td><td></td><td>5 ml, 75 x 12 mm,</td></tr><tr><td>licznik studzienek PS CAPTUS 700t</td><td>Ręczny pomiar aktywności krwi</td> <td>firmy Capintec</td><td></td></tr><tr><td>automatyczne pobieranie krwi</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>BD Bezpieczny osłonięty cewnik dożylny Venflon TM pro; 18 G (1,3 mm x 32 mm)</td><td>BD</td><td>3932269</td><td>złącza luer (pasujące do trójników)</td></tr><tr><td>bloodsampler twilite two</td><td>swisstrace GmbH</td><td></td><td></td></tr><tr><td>korek combi</td><td>Braun</td><td>4495101</td><td></td></tr><tr><td>heparyna</td><td></td><td></td><td>50U/ml do płukania rurki przed eksperymentem i aspiracji podczas operacji cewnika</td></tr><tr><td>igła</td><td></td><td></td> podskórna <td>G23 x 1 1/4" / 0,6 x 30 mm</td></tr> sterowana <tr><td>mikroprocesorem pompa rurkowa</td><td>Ismatec/Cole-Parmer</td><td>ISM596</td><td>12 rolek, 2 kanały</td></tr><tr><td>PSAMPLE moduł PMOD</td> Złącza redukcyjne <td>PMOD</td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td>Ismatec/Cole-Parmer</td><td>ISM569A</td><td>od ID 2,5 mm do ID 1,5 mm</td></tr><tr><td>silikonowe rurki pompy</td><td>Ismatec/Cole-Parmer</td><td>070535-17-ND /SC0065N</td><td>do pompy rolkowej (żółta/niebieska/żółta ID 1,52 mm, WT 0,84 mm, średnica zewnętrzna 3,2 mm)</td></tr><tr><td>silikonowe rurki do pomp - rurki adaptera</td><td>Ismatec/Cole-Parmer</td><td>SC 0107</td><td>//ID 0,76 mm, WT 0,86 mm, średnica zewnętrzna: 2,48 mm</td></tr><tr><td>trójnik lub trójnik</td><td>Ismatec/Cole-Parmer</td><td>ISM 693A</td><td>ID 2,5 mm</td></tr></tbody></table>

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

Continuous Blood Sampling in Small Animal Positron Emission Tomography/Computed Tomography Enables the Measurement of the Arterial Input Function

Dla analizy ilościowej i modelowania biokinetycznego danych z pozytonowej tomografii emisyjnej/tomografii komputerowej (PET/CT), określenie stężenia czasowego aktywności czasowej krwi, znanego również jako funkcja wejścia tętniczego (AIF), jest kluczowym punktem, szczególnie dla charakterystyki modeli chorób zwierzęcych i wprowadzenia nowo opracowanych radioznaczników. Wiedza na temat dostępności radioznaczników we krwi pomaga w interpretacji danych dotyczących aktywności tkanek pochodzących z PET/CT. W tym celu zaleca się pobieranie krwi online podczas obrazowania PET/CT w celu pomiaru AIF. W przeciwieństwie do ręcznego pobierania krwi i metod opartych na obrazie, ciągłe pobieranie próbek krwi online ma kilka zalet. Oprócz zminimalizowanej utraty krwi, istnieje lepsza rozdzielczość i doskonała dokładność pomiaru aktywności krwi. Jednak główną wadą pobierania próbek krwi online jest kosztowne i czasochłonne przygotowanie do cewnikowania naczyń udowych zwierzęcia. W tym miejscu opisujemy łatwy i kompletny przebieg cewnikowania i ciągłego pobierania próbek krwi podczas obrazowania PET/CT u małych zwierząt i porównaliśmy go z ręcznym pobieraniem krwi i podejściem opartym na obrazie. Korzystając z tego wysoce ustandaryzowanego przepływu pracy, demonstruje się oznaczanie fluorodeoksyglukozy ([18F]FDG) AIF. Co więcej, procedura ta może być zastosowana do dowolnego radioznacznika w połączeniu z różnymi modelami zwierzęcymi w celu uzyskania podstawowej wiedzy na temat kinetycznej i modelowej charakterystyki znacznika. Pozwala to na bardziej precyzyjną ocenę zachowania farmaceutyków, zarówno w przypadku podejść diagnostycznych, jak i terapeutycznych w badaniach przedklinicznych chorób onkologicznych, neurodegeneracyjnych i mięśnia sercowego.

Układ systemu bocznikującego przedstawiono na Rysunku 2. Reprezentatywne wyniki danych z ciągłego pobierania krwi w porównaniu z danymi z manualnego pobierania krwi u trzech szczurów typu dzikiego w odstępie czasu 30 min przedstawiono na Rysunku 3A,C. Na początku ciągłego pobierania krwi w 5 s po wstrzyknięciu znacznika widoczny jest początkowy szczyt (maksymalne stężenie radioaktywności). Następnie aktywność we krwi gwałtownie spada i osiąga plateau po około 15 min. W danych z manualnego pobierania krwi wykryty szczyt jest mniejszy, a plateau jest trudniejsze do zdefiniowania (Rysunku 3A,C). Porównanie ciągłego pobierania krwi z danymi pochodzącymi z obrazowania przedstawiono na Rysunku 3B,D. W danych pochodzących z obrazowania szczyt oraz punkt początkowy plateau są wyraźnie widoczne, niemniej jednak maksimum szczytu jest mniejsze w porównaniu z danymi z ciągłego pobierania krwi u wszystkich zwierząt (Rysunku 3B,D).
Suboptymalny wynik ciągłego pobierania krwi z wykorzystaniem naszej aparatury przedstawiono na Rycina 3E,FNa początku ciągłego pobierania krwi, w ciągu pierwszych 3,5 min, pozyskiwanie danych nie było możliwe z powodu krzepnięcia krwi. Poprzez odłączenie systemu rurek w złącze pomarańczowe a po przepłukaniu roztworem soli fizjologicznej z heparyną, ponownie uruchomiono przepływ w systemie rurek i kontynuowano pomiar. Około 4 minuty widoczny jest szczyt, który nie rejestruje maksymalnej radioaktywności we krwi (Rycina 3E,F). Ręczne pobieranie krwi (Rycina 3E) oraz analizy oparte na obrazowaniu (Rysunek 3F) były wciąż możliwe i porównywalne z prawidłowymi wynikami.
<img alt="Wykresy funkcji wejściowej tętniczej AIF; pobieranie próbek w sposób ciągły; metoda manualna a metoda oparta na obrazowaniu; aktywność w funkcji czasu." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59701/59701fig3.jpg" data-altupdatedat="1788282455000" data-alt="Rysunek 3"> 
Rysunek 3: Reprezentatywne wyniki ciągłego pobierania krwi w porównaniu do manualnego pobierania krwi. Przedstawiono typowe funkcje wejściowe tętnicze uzyskane z ciągłego pobierania krwi w porównaniu do manualnego pobierania krwi (lewa kolumna) oraz ciągłego pobierania krwi w porównaniu do podejścia opartego na obrazowaniu (prawa kolumna). Panele A-D prezentują wyniki prawidłowej implementacji protokołu u dwóch różnych zwierząt. Panele E i F ilustrują suboptymalny wynik pomiaru. Wszystkie przedstawione dane zostały skorygowane o współczynnik kalibracji krzyżowej i tło. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59701/59701fig3large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić większą wersję tego rysunku.</a>

Tutaj opisany jest protokół ciągłego pobierania próbek krwi podczas obrazowania PET/CT szczurów w celu pomiaru funkcji wejścia tętniczego (AIF). Przedstawiono cewnikowanie, kalibrację i konfigurację systemu oraz analizę danych dotyczących radioaktywności krwi. Wygenerowane dane dostarczają parametrów wejściowych do późniejszego modelowania biokinetycznego.

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

For quantitative analysis and bio-kinetic modeling of positron emission tomography/computed tomography (PET/CT) data, the determination of the temporal ...

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.

continuous-blood-sampling-small-animal-positron-emission

Research

JoVE Journal

Medicine

Medycyna

Istnieje ogromna potrzeba nieinwazyjnego rozpoznawania miażdżycy; w niniejszej pracy demonstrujemy, w jaki sposób badanie FDG-PET/CT może zostać wykorzystane do wykrywania i ilościowego określania aktywności blaszki miażdżycowej oraz stanu zapalnego naczyń.

Ilościowe oznaczanie aktywności blaszki miażdżycowej i stanu zapalnego naczyń krwionośnych za pomocą pozytonowej tomografii emisyjnej z tomografią komputerową z użyciem [18-F] fluorodeoksyglukozy (FDG-PET/CT)

Opisano metodę obrazowania funkcjonalnego brunatnej tkanki tłuszczowej (BAT) u myszy, w której pobór 18F-fluorodeoksygukozy (FDG) przez BAT stymulowany zimnem jest oceniany nieinwazyjnie przy użyciu standaryzowanego protokołu micro-PET/CT. Metoda ta jest wiarygodna i czuła w wykrywaniu różnic w aktywności BAT w modelach mysich.

Obrazowanie funkcjonalne brunatnej tkanki tłuszczowej u myszy z wykorzystaniem micro-PET/CT z 18F-FDG

Źródło: Chaney, A. M., et.al.  Obrazowanie zapalenia nerwów metodą PET za pomocą [11C]DPA-713 w mysim modelu udaru niedokrwiennego. J. Vis. exp. (2018).  Ten film demonstruje technikę obrazowania in vivo zapalenia nerwów w mysim modelu udaru niedokrwiennego przy użyciu radioznacznika specyficznego dla TSPO. Po wstrzyknięciu radioznacznik wiąże się z TSPO, białkiem znajdującym się na zewnętrznej błonie mitochondrialnej i ulegającym nadekspresji w aktywowanych komórkach odpornościowych. Skaner...

Obrazowanie TSPO-PET/CT w celu wykrycia powstania zawału w mysim modelu udaru niedokrwiennego

Pozytonowa tomografia emisyjna dla małych zwierząt umożliwia ocenę dwóch głównych substratów energetycznych mózgu: glukozy i ketonów. W niniejszej metodzie 11C-acetooctan i 18F-fluorodeoksyglukoza są wstrzykiwane sekwencyjnie każdemu zwierzęciu, a ich wychwyt jest mierzony ilościowo w określonych obszarach mózgu określonych na podstawie obrazów rezonansu magnetycznego.

Protokół PET-MRI z podwójnym znacznikiem do ilościowego pomiaru wychwytu regionalnych substratów energetycznych mózgu u szczura

Ta metoda opisuje użycie Kwantowej Mikrotomografii Komputerowej (MicroCT) do oceny morfologii, funkcji, perfuzji, metabolizmu i żywotności serca za pomocą jodowego środka kontrastowego u myszy z eksperymentalnie wywołanym niedokrwieniem mięśnia sercowego. Technika ta może być stosowana do nieniszczącego, wysokoprzepustowego, podłużnego obrazowania in vivo różnych zwierzęcych modeli chorób ludzkiego serca.

In vivo (in vivo) Ilościowa ocena struktury, funkcji, perfuzji i żywotności mięśnia sercowego za pomocą mikrotomografii komputerowej serca

Pokazano kompaktowy system tomografii fotoakustycznej oparty na diodach impulsowych (PLD-PAT) do szybkiego obrazowania mózgu in vivo u małych zwierząt.

Wysokowydajny, kompaktowy system tomografii fotoakustycznej do obrazowania in vivo mózgu małych zwierząt

Ten manuskrypt opisuje dwa protokoły podawania radioznaczników dla FDG-PET (infuzja stała i bolus plus infuzja) i porównuje je do podawania w bolusie. Rozdzielczości czasowe 16 s są osiągalne przy użyciu tych protokołów.

Podawanie radioznacznika w pozytonowej tomografii emisyjnej ludzkiego mózgu o wysokiej rozdzielczości czasowej: zastosowanie do FDG-fPET

Tutaj prezentujemy eksperymentalny protokół obrazowania do ilościowego oznaczania funkcji i morfologii serca za pomocą pozytonowej tomografii emisyjnej/tomografii komputerowej o wysokiej rozdzielczości dla małych zwierząt. Pod uwagę brane są zarówno myszy, jak i szczury, omawiając różne wymagania dotyczące środków kontrastowych w tomografii komputerowej dla tych dwóch gatunków.

Pozytonowa tomografia emisyjna serca o wysokiej rozdzielczości/tomografia komputerowa dla małych zwierząt

Ilościowe pomiary metabolizmu tlenu i glukozy za pomocą PET są uznanymi technologiami, ale szczegóły praktycznych protokołów są rzadko opisane w literaturze. W artykule przedstawiono praktyczny protokół, który z powodzeniem został wdrożony na najnowocześniejszym skanerze pozytonowej tomografii emisyjnej i tomografii komputerowej.

Wielośladowe badania metabolizmu tlenu i glukozy w mózgu przy użyciu skanera pozytonowej tomografii emisyjnej i tomografii komputerowej czasu przelotu

Wykorzystanie świń domowych i miniaturowych w nauce znacząco wzrosło w ostatnich latach. Poprzez zaprezentowanie sposobu przeprowadzania intubacji, cewnikowania pęcherza przezcewkowej, cewnikowania tętnicy i żyły udowej, a także perfuzji przezsercowej, dążymy do dalszego zwiększenia wartości miniswiń rasy Göttingen w badaniach biomedycznych.

Podstawowe techniki chirurgiczne u miniorśca göttingenskiego: intubacja, cewzowanie pęcherza moczowego, kaniulacja naczyń udowych oraz perfuzja transkardialna

Poznaj protokół ciągłego pobierania próbek krwi podczas obrazowania PET/CT u szczurów przy użyciu zewnątrzustrojowego pomostu tętniczo-żylnego. Ta metoda umożliwia precyzyjne określenie funkcji wejściowej tętnicy z minimalną utratą krwi.

Ciągłe pobieranie próbek krwi w pozytonowej tomografii emisyjnej/tomografii komputerowej małych zwierząt umożliwia pomiar funkcji wejściowej tętnicy (Wideo) | JoVE Journal

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

Przeglądaj więcej filmów