Este manuscrito descreve dois protocolos de administração do radiotraçador para FDG-PET (infusão constante e bolus mais a infusão) e compara-os à administração do bolus. As resoluções temporais de 16 s são realizáveis usando estes protocolos.
É necessária uma assinatura do JoVE para visualizar este conteúdo. Faça login ou inicie seu teste gratuito.
Artigo de método
Este manuscrito descreve dois protocolos de administração do radiotraçador para FDG-PET (infusão constante e bolus mais a infusão) e compara-os à administração do bolus. As resoluções temporais de 16 s são realizáveis usando estes protocolos.
O tomography funcional da emissão de positrão (fpet) fornece um método para seguir alvos moleculars no cérebro humano. Com um análogo de glicose radioativamente rotulado, 18F-Fluordesoxiglicose (FDG-fpet), agora é possível medir a dinâmica do metabolismo da glicose com resoluções temporais abordando aqueles de ressonância magnética funcional (fMRI). Esta medida direta da captação da glicose tem o potencial enorme para compreender a função cerebral normal e anormal e a sondagem dos efeitos de doenças metabólicas e neurodegenerativas. Além disso, novos avanços no hardware híbrido MR-PET tornam possível capturar flutuações na glicose e oxigenação sanguínea simultaneamente usando fMRI e FDG-fPET.
A resolução temporal e o sinal-ruído das imagens FDG-fPET dependem criticamente da administração do radiotraçador. Este trabalho apresenta dois protocolos alternativos da infusão contínua e compara-os a uma aproximação tradicional do bolus. Apresenta um método para a aquisição de amostras de sangue, PET de bloqueio de tempo, ressonância magnética, estímulo experimental e administração da entrega de traçador não tradicional. Usando um estímulo visual, os resultados do protocolo mostram mapas corticais da glicose-resposta aos estímulos externos em um nível individual com uma definição temporal de 16 s.
O tomography de emissão de Positron (animal de estimação) é uma técnica molecular poderosa da imagem latente que seja amplamente utilizada em ajustes clínicos e da pesquisa (veja Heurling et al.1 para uma revisão detalhada recente). Os alvos moleculares que podem ser imaged usando o animal de estimação são limitados somente pela disponibilidade dos radiotracers, e os traçadores numerosos foram desenvolvidos aosreceptores, àsproteínas, e às enzimas do metabolismo neural da imagem2,3. Na neurociência, um dos radiofármacos mais utilizados é 18F-fluorodeoxyglucose (FDG-PET), que mede a captação de glicose, geralmente interpretada como um índice de metabolismo da glicose cerebral. O cérebro humano exige uma fonte constante e de confiança da glicose para satisfazer suas exigências de energia4,5, e 70-80% do metabolismo cerebral da glicose é usado por neurônios durante a transmissão sináptica6. As alterações no metabolismo da glicose cerebral são pensados para iniciar e contribuir para inúmeras condições, incluindo doenças psiquiátricas, neurodegenerativas eisquêmicas7,8,9. Além disso, como a captação de FDG é proporcional à atividade sináptica10,11,12, éconsiderado um índice mais direto e menos confundido da atividade neuronal em comparação com o sangue mais amplamente utilizado resposta de ressonância magnética funcional dependente do nível de oxigenação (BOLD-fMRI). BOLD-fMRI é um índice indireto da atividade neural e mede mudanças na hemoglobina deoxigenada que ocorrem depois de uma cascata de mudanças neurovasculares que seguem a atividade neuronal.
A maioria de estudos de FDG-PET do cérebro humano adquirem imagens estáticas da tomada cerebral da glicose. O participante descansa calmamente por 10 min com os olhos abertos em um quarto escurecido. A dose completa do radiotraçador é administrada como um bolus durante um período de segundos, e o participante descansa então por uns 30 minutos mais adicionais. Após o período de captação, os participantes são colocados no centro do scanner PET e uma imagem PET que reflete a distribuição cumulativa da FDG ao longo dos períodos de captação e digitalização é adquirida. Assim, a atividade neuronal indexada pela imagem PET representa a média cumulativa de toda atividade cognitiva sobre os períodos de captação e varredura e não é específica para a atividade cognitiva durante o exame. Este método forneceu a grande introspecção no metabolismo cerebral do cérebro e da função neuronal. No entanto, a resolução temporal é igual à duração da digitalização (muitas vezes ~ 45 min, produzindo efetivamente uma medição estática da captação de glicose; isso compara de forma desfavorável à resposta neuronal durante os processos cognitivos e experimentos comuns em neuroimagem. Devido à limitada resolução temporal, o método fornece um índice não específico de captação de glicose (ou seja, não bloqueado para uma tarefa ou processo cognitivo) e não pode fornecer medidas de variabilidade dentro do assunto, o que pode levar a conclusões científicas erradas devido ao paradoxo13de Simpson. O paradoxo de Simpson é um cenário, onde as relações cérebro-comportamento calculadas entre os sujeitos não são necessariamente indicativas das mesmas relações testadas dentro dos assuntos. Além disso, as tentativas recentes de aplicar medidas de conectividade funcionais ao FDG-PET só podem medir a conectividade entre assuntos. Assim, as diferenças na conectividade só podem ser comparadas entre os grupos e não podem ser calculadas para indivíduos individuais. Embora seja discutível o que exatamente as medidas de conectividade em todo o assunto14, é claro que as medidas calculadas em toda-mas não dentro de sujeitos não podem ser usados como um biomarcador para Estados de doença ou utilizados para examinar a fonte de variação individual.
Nos últimos cinco anos, o desenvolvimento e a acessibilidade mais larga de varredores simultâneos da clínico-classe MRI-PET despertou o interesse renovado da pesquisa na imagem latente2 de FDG-PET na neurociência cognitiva. Com esses desenvolvimentos, os pesquisadores se concentraram em melhorar a resolução temporal de FDG-PET para abordar os padrões de BOLD-fMRI (~ 0.5 − 2.5 s). Note-se que a resolução espacial de Bold-fMRI pode abordar resoluções submilimétricas, mas a resolução espacial de FDG-PET é fundamentalmente limitada a cerca de 0,54 mm de largura total ao meio máximo (FWHM) devido à faixa de positrão15. As aquisições dinâmicas de FDG-PET, que são frequentemente usadas clinicamente, usam o método de administração do bolus e reconstroem os dados do modo de lista em compartimentos. O método dinâmico do bolus FDG-PET oferece uma resolução temporal de cerca de 100 s (por exemplo, Tomasi et al.16). Isto é claramente muito melhor comparado à imagem latente estática de FDG-PET mas não é comparável a BOLD-fMRI. Adicionalmente, a janela em que a função do cérebro pode ser examinada é limitada, porque a concentração do plasma do sangue de FDG diminui logo depois que o bolus é administrado.
Para ampliar esta janela experimental, um punhado de estudos17,18,19,20,21 adaptaram o método de infusão radiotraçador proposto anteriormente por Carson22, a 23. Neste método, às vezes descrito como ' funcional FDG-PET ' (FDG-fPET, análoga a Bold-fMRI), o radiotraçador é administrado como uma infusão constante ao longo de toda a varredura PET (~ 90 min). O objetivo do protocolo de infusão é manter um suprimento de plasma constante de FDG para rastrear mudanças dinâmicas na captação de glicose ao longo do tempo. Em um estudo de prova de conceito, Villien et al.21 utilizaram um protocolo de infusão constante e um PET simultâneo de RM/FDG-fpara mostrar mudanças dinâmicas na captação de glicose em resposta à estimulação do tabuleiro de xadrez com uma resolução temporal de 60 s. Os estudos subseqüentes usaram este método para mostrar o animal de estimação tarefa-Locked de FDG-f(isto é, tempo-travado a um estímulo externo19) e o animal de estimação tarefa-relacionado de FDG-f(isto é, não tempo-travado a um estímulo externo17, 18) captação da glicose. Usando estes métodos, as resoluções temporais do animal de estimação de FDG-fde 60 s foram obtidas, que é uma melhoria substancial sobre métodos do bolus. Os dados preliminares mostram que o método da infusão pode fornecer resoluções temporais de 20 − 60 s19.
Apesar dos resultados promissores do método de infusão constante, as curvas de radioatividade plasmática desses estudos mostram que o método de infusão não é suficiente para atingir um estado estacionário dentro do prazo de uma varredura de 90 min19,21. Além do procedimento de infusão constante, Carson22 também propôs um procedimento híbrido de bolus/infusão, onde o objetivo é alcançar rapidamente o equilíbrio no início da varredura e, em seguida, sustentar os níveis de radioatividade plasmática em equilíbrio para o duração da digitalização. Rischka et al.20 aplicaram recentemente esta técnica usando um bolus de 20% mais 80% de infusão. Como esperado, a função de entrada arterial subiu rapidamente acima dos níveis basais e foi sustentada a uma taxa maior por um tempo mais longo, comparado aos resultados usando um procedimento somente para infusão19,21.
Este artigo descreve os protocolos de aquisição para a obtenção de exames de PET de alta resolução temporal FDG-fusando a administração de radiotraçador de infusão e bolus/infusão. Estes protocolos foram desenvolvidos para o uso em um ambiente simultâneo de MRI-PET com um tempo de aquisição de 90 − 95 minutos19. No protocolo, amostras de sangue são tomadas para quantificar a radioatividade sérica plasmática para posterior quantificação de imagens PET. Quando o foco do protocolo for a aplicação de métodos da infusão para o neuroimagem funcional usando o animal de estimação de Bold-fMRI/FDG-f, estes métodos podem ser aplicados a todo o estudo do animal de estimação de FDG-fnão obstante se MRI simultâneo, Bold-f MRI, tomography computado (CT), ou outras neuroimages são adquiridas. A Figura 1 mostra o fluxograma dos procedimentos neste protocolo.
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Este protocolo foi revisado e aprovado pelo Comitê de ética em pesquisa humana da Universidade Monash (número de aprovação CF16/1108-2016000590), de acordo com a declaração nacional australiana sobre conduta ética em pesquisa humana24. Os procedimentos foram desenvolvidos a orientação de um físico médico acreditado, Tecnologista da medicina nuclear, e radiographer clínico. Os investigadores devem referir-se a seus peritos locais e directrizes para a administração da radiação ionizante nos seres humanos.
1. equipamento e pessoal necessários
2. preparação

3. digitalizar o participante
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Métodos específicos do estudo
Aqui, os detalhes específicos do estudo para os resultados representativos são relatados. Esses detalhes não são críticos para o procedimento e variam entre estudos.
Participantes e projeto de tarefa
Os participantes (n = 3, tabela 2) foram submetidos a um estudo de PET em simultâneo com Bold-fMRI/FDG-f. Como este manuscrito ...
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
FDG-PET é uma poderosa tecnologia de imagem que mede a captação de glicose, um índice de metabolismo da glicose cerebral. Até o momento, a maioria dos estudos de neurociência usando o FDG-PET usa uma abordagem de administração de bolus tradicional, com uma resolução de imagem estática que representa a integral de toda atividade metabólica ao longo do exame2. Este manuscrito descreve dois protocolos alternativos da administração do radiotraçador: o infusão-somente (por exemplo, villien et al., jama...
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Os autores não declaram conflito de interesses. A fonte de financiamento não estava envolvida no desenho, coleta, análise e interpretação dos dados do estudo.
Jamadar é apoiado por um Conselho australiano de pesquisa (ARC) Discovery Early carreira investigador Award (DECRA DE150100406). Jamadar, Ward e Egan são apoiados pelo centro ARC de excelência para a função cerebral Integrativa (CE114100007). Chen e li são apoiados pelo financiamento da Fundação Cultural Reignwood.
Jamadar, Ward, Carey e McIntyre projetaram o protocolo. Carey, McIntyre, Sasan e Fallon coletaram os dados. Jamadar, Ward, Parkes e Sasan analisaram os dados. Jamadar, Ward, Carey e McIntyre escreveram o primeiro rascunho do manuscrito. Todos os autores revisaram e aprovaram a versão final.
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Equipamento de coleta de sangue | |||
| --12-15 vacutainers | Becton Dickinson, NJ EUA | 364880 | Permaneça em embalagem estéril até que seja necessário colocar sangue no tubo |
| --12-15 10mL LH tubos de coleta de sangue | Becton Dickinson | 367526 | Marcado com o número da amostra (por exemplo, S1, S2…) e posteriormente marcado com o tempo da amostra (por exemplo, tempo 0 + x min [T0+x]) |
| --2-15 Seringa Terumo de 10mL | Terumo Tóquio, Japão | SS+10L | Estes são elaborados no dia do estudo e tampados com a ampola que continha a solução salina |
| - pré-retirada de solução salina a 0,9% | lava Pfizer, NY, EUA | 61039117 | |
| --12-15 seringas Terumo de 5mL | Terumo Tóquio, Japão | SS+05S | Permaneça em embalagem estéril até que esteja pronto para retirar uma amostra |
| de sangueSegurança e Resíduos de equipamentos | Todos os objetos dispostos em uma cadeira de plástico dentro da sala do scanner, do mesmo lado do braço do qual as amostras de sangue serão coletadas. Sacos de resíduos de risco biológico e não biológico a serem usados. Luvas e sacos de lixo devem ser facilmente acessíveis ao preparar a radioatividade na área de distribuição e ao pipetar as amostras de plasma. Sacos de resíduos de risco biológico e não biológico a serem usados. Todos os resíduos gerados são verificados com o contador Geiger para garantir que os resíduos contaminados radioativos sejam armazenados até que sejam seguros para serem descartados de acordo com as diretrizes da Agência Australiana de Proteção contra Radiação e Segurança Nuclear (APRANSA) para a série de proteção contra radiação nº 6 (2017). | ||
| -- Luvas | Westlab, VIC, Austrália | 663-219 | |
| -- sacos de lixo | Austar Packaging, VIC, Austrália | YIW6090 | |
| --underpads de violoncelo ' Blueys ' Underpads 5 Ply | Halyard Health, NSW, Austrália | 2765A | |
| --Caneta Sharpie Azul | Sharpie, TN, EUA | S30063 | |
| Dose Seringas | Permaneça em embalagem estéril até que esteja pronto para uso. Todas as seringas usadas nesta instalação têm uma capacidade de volume adicional de 20% acima do volume declarado na embalagem. Isso é importante para a seringa de 50mL onde a capacidade total de 60mL é usada | ||
| - 5mL | Terumo Tóquio, Japão | SS + 05S | |
| - 20mL | Terumo Tóquio, Japão | SS + 20L | |
| - 50mL | Terumo Tóquio, Japão | SS * 50LE | |
| - 1 agulha Terumo de calibre 18 | Terumo Tóquio, Japão | NN + 1838R | Permaneça em embalagem estéril até que esteja pronto para injetar [18F]FDG na bolsa salina |
| - bolsa salina de 100mL a 0,9% | Baxter Pharmaceutical, IL, EUA | AHB1307 | Permaneça na embalagem estéril até que esteja pronto para injetar [18F]FDG |
| Radiochemistry Lab Supplies | |||
| --Centrífuga Heraeus Megafuge 16; Rotor Bioshield 720 | ThermoScientific MA, EUA | 75004230 | Força Centrífuga Relativa = 724 Nossas configurações são 2000RPM por 5mins. Curvas de aceleração e desaceleração definidas como 8 |
| - Contador de poço único | Laboratory Technologies, Inc. IL, EUA | 630-365-1000 | Controle de qualidade diário completo (inclui contagem de fundo) e protocolo definido como 18F e 4 minutos. A calibração cruzada é realizada bimestralmente entre o contador de poços, o calibrador de dose e o scanner. |
| --Pipeta | ISG Xacto, Viena, Áustria | LI10434 | Usamos um 100-1000 μ L definido como 1000μL. É calibrado anualmente. |
| --12-15 tubos de contagem de plasma | Techno PLAS; SA Austrália | P10316SU | Marcado da mesma maneira que os tubos de sangue LH |
| - 12-15 pontas de pipeta | Expell Capp, Dinamarca | 5130140-1 | |
| - 3 racks de tubos de ensaio | Genérico | Verificado com um contador Geiger para garantir que não haja contaminação por radiação neles | |
| - Balão volumétrico de 500mL e água destilada | Genérico | Precisa de aproximadamente 500mL de água destilada para preparar a referência para contagem gama | |
| - Relógios sincronizados na sala do scanner, console e laboratório de radioquímica | As verificações de sincronização genérica | são rotineiramente concluídas semanalmente na instalação | |
| - Monitor de hemoglobina | EKF Diagnostic Cardiff, Reino Unido Haemo Control. | 3000-0810-6801 | Controle de qualidade recomendado pelo fabricante realizado antes do teste no participante' s amostra de sangue. |
| --Glucometre | Roche Accu-Chek | 6870252001 | Accu-Chek Performa é usado para medir os níveis de açúcar no sangue dos participantes em mmol / L. O controle de qualidade é realizado diariamente usando o teste de controle de solução de alta e baixa concentração. |
| Equipamento de canulação | Verifique as datas de validade e treine o NMT para se preparar assepticamente para a canulação. | ||
| --Torniquete de regulação | CBC Classic Kimetec GmBH | K5020 | |
| --Cânulas de calibre 20, 22 e 24 | Braun, Melsungen Alemanha | 4251644-03; 4251628-03; 4251601-03 | |
| --curativos de tegaderm | 3M, MN USA | 1624W | |
| --Cotonetes de álcool e clorexidina | Reynard Health Supplies, NSW Australia | RHS408 | |
| --Ampolas salinas de 10mL a 0,9%; para lava | Pfizer, NY, EUA | 61039117 | |
| --Seringas de 10mL | Terumo Tóquio, Japão | SS+10L | |
| --Torneira de 3 vias | Becton Dickinson Connecta | 394600 | |
| --Tampão IV | Safsite Braun PA EUA | 415068 | |
| --Tubo de extensão opcional, conjunto de extensão de microfuro | M Devices, Dinamarca | IV054000 | |
| Scanner Equipamento de sala< / forte> | |||
| - Siemens Biograph 3T mMR | Siemens, Erlangen, Alemanha | ||
| - Escudo de barreira de chumbo portátil | Gammasonics | Escudo de barreira de chumbo condicional MR personalizado. Posicionado na linha de 2000 Gauss com os rodízios travados para fornecer blindagem adicional da radioatividade conectada à bomba de infusão. | |
| --Bomba de infusão BodyGuard 323 MR-condicional bomba de infusão | Caesarea Medical Electronics | 300-040XP | compatível com MR. Este modelo está liberado para uso em scanners 1.5 e 3T a 2000 Gauss com rodízios travados. |
| --Tubulação da bomba de infusão | Caesarea Medical Electronics | 100-163X2YNKS | A tubulação é ajustada para administração com uma válvula anti-sifão e trava luer macho (REF 100-163X2YNKS). |
| --Tijolos de chumbo | Construído | Testado para força de translação ferromagnética | |
| Outro Equipamento | |||
| --Escudos de seringa | Biodex, NY EUA | Construído sob medida | Há um escudo de seringa de tungstênio de 5mL que é seguro para MR, bem como um escudo de chumbo de 50mL que foi testado para atração ferromagnética antes de usar no scanner MR-PET. É usado para transportar a dose radioativa do laboratório de radioquímica para o scanner para minimizar a exposição à radiação do NMT. |
| --Contador Geiger Modelo 26-1 Integrado Frisker | Ludlum Measurements, Inc. TX USA | 48-4007 | Este é calibrado anualmente e usado para monitorar contaminação potencial e desperdício. Não é levado para o scanner MR-PET. |
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.