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

Pojawienie się jednoczesnych skanerów MR/PET wywołało ponowne zainteresowanie obrazowaniem FDG-PET w neuronauce poznawczej. Dzięki tym odkryciom naukowcy skupili się na poprawie rozdzielczości czasowej FDG-PET, aby zbliżyć się do standardów BOLD fMRI. Tradycyjne akwizycje FDG-PET przy użyciu metody bolusa zapewniają statyczną miarę wychwytu glukozy uśrednioną w okresie skanowania.

W niniejszym protokole opisano dwie alternatywne metody pozyskiwania FDG-PET: infuzję ciągłą i infuzję bolusa hybrydowego. Techniki te zapewniają lepszą rozdzielczość czasową wynoszącą do 16 sekund, co jest bardzo korzystne w porównaniu z tradycyjnym podejściem bolusowym. Poprawiona rozdzielczość czasowa osiągnięta dzięki tym protokołom podawania dostarczy ważnych informacji na temat dynamicznego wykorzystania energii glukozy w mózgu.

Na początek poproś technologa medycyny nuklearnej lub NMT o uwzględnienie szacowanego rozpoczęcia skanowania podczas przygotowywania dawki. Aby przygotować dawkę, należy w asepcie dodać radioznacznik do worka z solą fizjologiczną. Następnie należy przygotować dawkę zalewową, pobierając 20 mililitrów z torebki do strzykawki i zakręcając ją.

Skalibruj tę 20-mililitrową strzykawkę i etykietę. Następnie, aby przygotować dawkę, użyj strzykawki o pojemności 50 mililitrów, aby pobrać 60 mililitrów z torebki i zakryć czerwonym korkiem typu combi. Obie strzykawki należy przechowywać w laboratorium radiochemicznym do czasu, aż będą gotowe do skanowania.

Następnie przygotuj pomieszczenie skanera, aby upewnić się, że cały sprzęt do pobierania krwi jest w łatwym zasięgu od miejsca pobrania. Umieść podkładki na dowolnej powierzchni, na której będą znajdować się pojemniki na krew, i umieść pojemniki na zwykłe odpady i odpady niebezpieczne biologicznie w pobliżu miejsca pobierania krwi. Ustaw pompę infuzyjną w pomieszczeniu skanera po stronie, która będzie podłączona do uczestnika.

Zbuduj ołowiane cegły wokół podstawy pompy i umieść ołowianą osłonę przed pompą. Podłącz rurkę do pompy infuzyjnej, która będzie dostarczać infuzję do uczestnika, i upewnij się, że została wprowadzona prawidłowa szybkość infuzji. Następnie podłączyć 20-mililitrową dawkę zalewową do pompy infuzyjnej.

Na końcu rurki, która zostanie podłączona do uczestnika, przymocuj kran trójdrożny i pustą strzykawkę o pojemności 20 mililitrów. Upewnić się, że kran jest ustawiony w taki sposób, aby roztwór FDG mógł przepływać z dawki zalewowej przez rurkę i zbierać tylko do pustej strzykawki. Wstępnie ustaw pompę infuzyjną tak, aby zalała objętość 15 mililitrów i wybierz przycisk zalewania na pompie.

Postępuj zgodnie z instrukcjami, aby zagruntować linię. Na koniec podłączyć strzykawkę o pojemności 50 mililitrów do pompy infuzyjnej w miejsce dawki wstępnej. Rozpocznij od odprowadzenia uczestnika do obszaru testowego.

Przeprowadź procedurę świadomej zgody i przeprowadź z uczestnikiem badania przesiewowe bezpieczeństwa. Poproś NMT o ocenę bezpieczeństwa skanowania PET, a następnie poproś radiologa o ocenę bezpieczeństwa skanowania MRI z uczestnikiem, takie jak wykluczenie w przypadku ciąży, medycznych lub niemedycznych implantów metalowych. Następnie należy wprowadzić kaniulację uczestnika za pomocą dwóch kaniul o rozmiarze 22, jednej do podawania dawki, a drugiej do pobierania próbek krwi.

Pobrać 10-mililitrową próbkę krwi wyjściowej podczas kaniulacji i odłączyć wszystkie spłukiwania solą fizjologiczną pod ciśnieniem, aby utrzymać drożność linii. Następnie ustaw uczestnika w skanerze i przykryj go jednorazowym kocem, aby utrzymać komfortową temperaturę ciała. Przed podłączeniem linii infuzyjnej przepłucz kaniulę, aby upewnić się, że jest opatentowana z minimalnym oporem.

Przyklej rurkę do nadgarstka uczestnika i poinstruuj go, aby trzymał rękę prosto podczas skanowania. Sprawdź kaniulę, która będzie używana do pobierania próbek osocza, aby upewnić się, że jest w stanie pobrać krew przy minimalnym oporze. Na początku skanowania umieść NMT w pomieszczeniu skanera, aby monitorować sprzęt infuzyjny.

Upewnij się, że NMT nosi ochronniki słuchu i używa osłony barierowej, aby zminimalizować narażenie na promieniowanie od dawki, jeśli to możliwe. Wykonaj skanowanie lokalizatora, aby upewnić się, że uczestnik znajduje się we właściwej pozycji i sprawdź szczegóły dotyczące akwizycji PET. Następnie zasygnalizuj NMT, aby uruchomił pompę infuzyjną 30 sekund po rozpoczęciu akwizycji PET.

Niech NMT obserwuje pompę, aby upewnić się, że zaczęła podawać FDG i upewnić się, że nie ma natychmiastowego zamknięcia linii. Zainicjuj dowolny bodziec zewnętrzny, taki jak rozpoczęcie funkcjonalnego biegu, i oblicz czas pobierania próbek krwi. Pobieraj próbki krwi w regularnych odstępach czasu, a w środkowym punkcie pobierania należy oznaczyć ten czas w formularzu rejestracyjnym jako rzeczywisty czas pobrania próbki.

Na koniec podłącz 10-mililitrową strzykawkę do urządzenia próżniowego, a następnie umieść krew w odpowiedniej probówce z krwią. Szybko przepłucz kaniulę 10 mililitrami soli fizjologicznej odłączonej pod ciśnieniem, aby zminimalizować ryzyko zakrzepnięcia linii. W laboratorium należy obrócić wszystkie próbki ze względną siłą odśrodkową 724 razy większą niż g.

Po odwirowaniu próbki umieścić probówkę w stojaku do pipetowania. Zdejmij nasadkę probówki, aby nie zakłócać separacji próbki i umieść oznaczoną rurkę liczącą w stojaku. Następnie upewnij się, że końcówka jest dobrze przymocowana do pipety i przygotuj chusteczkę na wszelkie kroplówki.

Równomiernie pipetować 1 000 mikrolitrów osocza z probówki z krwią, przenieść do probówki liczącej i założyć pokrywki na probówkę do liczenia i probówkę na krew. Na koniec umieść rurkę liczącą w liczniku studzienki i licz przez cztery minuty. Wszelkie odpady produktów krwiopochodnych należy wyrzucać do worków na zagrożenia biologiczne.

Największe szczytowe stężenie promieniotwórczości w osoczu uzyskano metodą bolusa, a najmniejsze metodą infuzji ciągłej. Co najważniejsze, poziomy radioaktywności w osoczu utrzymywały się najdłużej w protokole infuzji bolusa hybrydowego i były minimalnie zmieniane przez okres około 40 minut. Pokazuje to, że protokół infuzji bolusa hybrydowego zapewnia stosunkowo stabilną radioaktywność osocza aż do odczucia infuzji.

Wyniki PET wskazują, że uczestnik infuzji w bolusie hybrydowym wykazał wyraźniejsze różnice między ROI w porównaniu z uczestnikami stosującymi tylko bolus i tylko infuzję. W protokole tylko bolusa następuje gwałtowny wzrost sygnału po bolusie. W protokole bolusa i infuzji występuje gwałtowny wzrost wychwytu na początku skanowania, który jest mniejszy niż w protokole tylko bolusa, a wychwyt trwa w stosunkowo szybszym tempie przez cały czas trwania skanowania.

Wreszcie, sygnał wzrastał mniej więcej liniowo w całym okresie nagrywania dla trzech protokołów. Nachylenie linii było największe dla protokołu tylko infuzji, pośrednie dla samego bolusa i najmniejsze dla protokołu bolusa i infuzji. Jest to zgodne z wnioskiem, że protokół hybrydowy zapewnia bardziej stabilny sygnał w całym okresie nagrywania.

Punktem krytycznym w protokole jest rozpoczęcie akwizycji. W tym momencie początek skanowania PET musi być zsynchronizowany z rozpoczęciem sekwencji BOLD fMRI, a także z rozpoczęciem prezentacji bodźca, aby ułatwić dokładną analizę. Aby procedury przebiegały prawidłowo w krótkim czasie, ważna jest komunikacja, aby upewnić się, że wszyscy członkowie personelu są odpowiednio przygotowani przed rozpoczęciem skanowania.

Jednoczesny rezonans magnetyczny/PET wymaga zarządzania dwoma niebezpiecznymi scenariuszami: obecnością silnego pola magnetycznego i podawaniem promieniowania uczestnikom. Cały personel i uczestnicy muszą stosować się do poleceń lekarza radiologa nadzorującego i technologa medycyny nuklearnej.