Estudos multi-traçadores do metabolismo cerebral de oxigênio e glicose usando um scanner de tomografia computadorizada por emissão de pósitrons por tempo de voo

O metabolismo da glicose e do oxigênio no cérebro está intimamente envolvido em muitos processos fisiológicos e patológicos no cérebro. Nossa pesquisa ajuda a entender como ele está envolvido no envelhecimento e se retarda a biodegeneração auxiliar no cérebro. Usamos tomografia por emissão de pósitrons que nos ajuda e nos permite estudar o metabolismo em humanos in vivo.

As medições do metabolismo do cérebro humano in vivo tradicionalmente exigiam técnicas invasivas, incluindo até cateteres serpenteados nos vasos do cérebro. A imagem mudou tudo isso. Agora, PET e MRI são os dois métodos mais comumente usados para estudar o metabolismo do cérebro humano in vivo.

Nosso protocolo atende às necessidades de pesquisa para quantificação absoluta no metabolismo, de modo que medições fisiologicamente significativas de volume sanguíneo, extração de oxigênio tecidual, fluxo sanguíneo e taxa metabólica de utilização de glicose possam ser comparadas entre sujeitos, estudos e modalidades e metodologias. Comparado ao SUVR, nosso protocolo fornece medições fisiológicas que podem ser avaliadas em relação às informações existentes da literatura publicada. Estes informam metodologias futuras que podem ter variações de instrumentação. Mais importante ainda, nossas medições são informativas sobre a variabilidade nas populações de estudo em humanos, especialmente a variabilidade provocada por processos de doenças.

Nossos avanços na imagem PET nos permitem investigar mais especificamente como o metabolismo da glicose e do oxigênio é afetado em regiões específicas do cérebro humano pelo envelhecimento, doença de Alzheimer e doença da substância branca. A resolução dos scanners PET de última geração agora é comparável à ressonância magnética funcional, e isso nos permite integrar nossa compreensão do metabolismo e função cerebral de maneira multimodal.

[Apresentador] Para começar, prepare o recipiente de armazenamento de gás blindado equipado com um calibrador de dose pico-amperímetro. Conecte o fole expansível à linha de náilon rígida e de diâmetro estreito do cíclotron e a um tubo de polímero plástico semirrígido de grande diâmetro que é mantido preso, exceto durante a administração. Coloque um filtro de partículas de captura de vírus alinhado com o tubo de grande diâmetro e conecte um bocal de plástico descartável na extremidade do tubo. Receba radiofármacos gasosos entregues no recipiente de gás da instalação de ciclotron. Comece a preparação do PET-CT informando o participante sobre a importância de evitar movimentos da cabeça durante o processo de digitalização. Certifique-se de que o participante siga todos os protocolos padrão para varredura PET-CT humana. Posicione o participante para permitir o posicionamento da cabeça ou dos pés. Em seguida, ajude o participante a deitar-se na mesa de pórtico abaixada. Antes que a mesa do pórtico se mova para a placa do scanner, verifique a integridade de todas as linhas arteriais e venosas. Mantenha uma conexão contínua das linhas arteriais com fontes salinas pressurizadas. Verifique o conforto do participante garantindo amortecimento adequado para posicionar a cabeça, pescoço, coluna, quadris e flexão das pernas. Depois que o participante posicionar confortavelmente a cabeça em encostos de espuma livremente ajustáveis, prenda a testa na mesa do pórtico usando um envoltório elástico autoadesivo e auto-removível. Instrua o participante mais uma vez a evitar qualquer movimento da cabeça durante a varredura. Deixe a mesa do pórtico passar pelo orifício do scanner até que as extremidades e o tronco do participante estejam além do pórtico da TC e sua cabeça esteja centralizada dentro do pórtico. Agora, com o participante devidamente posicionado no pórtico de TC, faça a tomografia computadorizada. Assim que a tomografia computadorizada for concluída, passe a mesa do pórtico pelo orifício do scanner até que a cabeça do participante fique no centro do pórtico PET. Prossiga para realizar tomografias computadorizadas e PET. Monitore e avalie continuamente o conforto do participante durante a varredura por meio de comunicação verbal mínima. Para começar, posicione o participante do estudo no scanner PET-CT. Para administrar os radiofármacos gasosos em bolus, usando o calibrador de dose pico-amperímetro, monitore a atividade de cada gás entregue ao fole expansível até atingir o pico e, em seguida, espere que a atividade caia abaixo da dose máxima de 55 milicuries permitida pelo Comitê de Pesquisa de Drogas Radioativas. Inicie a varredura imediatamente antes do início da inalação para garantir a aquisição do início da curva tempo-atividade. Obtenha de seis a sete minutos de curva de atividade de tempo para emissões com a configuração do quadro exibida na tela. Depois de colocar o bocal na boca do participante, peça-lhe que forme uma vedação firme ao redor do bocal com os lábios antes de inalar o máximo possível. Peça-lhes que prendam a respiração por alguns segundos para permitir que os pulmões absorvam o radiofármaco. Peça ao participante para expirar novamente através do tubo, soprando o radiofármaco gasoso residual de volta para o fole. Depois de reclampear o tubo, recupere-o do participante. Monitore a atividade do gás no fole desde o início da inalação até o final da expiração. Calcule a dose total administrada pela diferença nas atividades e procure uma dose total que exceda 20 milicuries. Monitore as medições arteriais para curvas nominais de tempo-atividade após a administração das doses de gás desejadas. Depois de posicionar o participante do estudo no scanner PET-CT, prepare todos os dispositivos necessários para medições arteriais das atividades radiofarmacêuticas. Verifique a integridade de todas as conexões e verifique a escorva para garantir que nenhuma bolha de ar entre na artéria radial ou interfira no bombeamento peristáltico durante a extração de sangue. Para o detector gama, use conjuntos de extensão de cateter microbore apropriados. Defina o limite máximo de pressão de oclusão permitido para a bomba peristáltica e, se for uma bomba de infusão operando com direções de fluxo invertidas, selecione a vazão mínima para manter o recipiente aberto. Imediatamente antes de administrar radiofármacos, feche a torneira da bolsa de pressão e do monitor e opere a bomba a 300 mililitros por hora. Confirme a extração de sangue da artéria radial e sua passagem através de conjuntos de cateteres de extensão para o detector gama e a bomba de coleta. Ao bombear a 300 mililitros por hora, verifique as medições de atividade nos detectores gama para cada radiofármaco administrado pelo tempo apropriado, dependendo do traçador de rádio específico. Após cada medição arterial, reconfigure as linhas arteriais para lavar o cateter da artéria radial, seguido pelo circuito da linha de alimentação para os detectores gama e a bomba. Para o circuito isolado através da bomba, defina as taxas de bomba em 300 mililitros por hora. Os radiofármacos administrados foram facilmente incorporados em mapas não quantitativos de atividades específicas. As curvas de tempo-atividade de todo o cérebro ajudaram a identificar movimentos significativos da cabeça e forneceram características dos traçadores após a correção do decaimento.