Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Методическая статья

Двойной Tracer ПЭТ-МРТ протокол для количественного измерения регионального мозга энергетических субстратов Поглощение в Крысы

6.6K просмотров

⸱

DOI:

10.3791/50761

⸱

28 декабря 2013 г.

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Research Center on Aging and Department of Physiology and Biophysics, Université de Sherbrooke, 2Sherbrooke Molecular Imaging Center, Étienne-Le Bel Clinical Research Center, Université de Sherbrooke, 3Department of Computer Science, Université de Sherbrooke, 4Department of Nuclear Medicine and Radiobiology, Université de Sherbrooke

В этой статье

Краткое содержание

Позитронно-эмиссионная томография мелких животных позволяет оценить два основных энергетических субстрата мозга: глюкозу и кетоны. В настоящем способе 11С-ацетоацетат и 18F-фтордезоксиглюкоза вводят последовательно каждому животному, и их поглощение количественно измеряют в определенных областях мозга, определенных по магнитно-резонансным изображениям.

Аннотация

Мы представляем метод сравнения поглощения двух ключевых энергетических субстратов мозга: глюкозы и кетонов (в данном случае ацетоацетата [AcAc]) у крыс. Разработанный метод представляет собой протокол позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) мелких животных, при котором каждому животному последовательно вводят 11C-AcAc и 18F-фтордезоксиглюкозы (18F-FDG). Получение ПЭТ-тары с двойным индикатором возможно благодаря короткому периоду полураспада 11°C (20,4 мин). Крысы также проходят магнитно-резонансную томографию (МРТ) за семь дней до протокола ПЭТ. Перед анализом изображений изображения ПЭТ и МРТ регистрируются совместно, что позволяет измерить регионарное поглощение мозгом (кора, гиппокамп, стриатум и мозжечок). Количественное измерение поглощения мозгом 11C-AcAc и 18F-FDG (скорость мозгового метаболизма; мкмоль/100 г/мин) определяется путем кинетического моделирования с использованием метода входной функции, полученной из изображения (IDIF). Наш новый протокол ПЭТ с двойным индикатором является надежным и гибким; Два используемых индикатора могут быть заменены другими радиоактивными индикаторами для оценки других процессов в мозге. Кроме того, наш протокол применим для изучения снабжения мозга топливом при различных состояниях, таких как нормальное старение и нейродегенеративные патологии, такие как болезни Альцгеймера и Паркинсона.

Введение

Контекст и обоснование

Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) позволяет проводить минимально инвазивное исследование функциональных процессов в мозге. Глюкоза является основным энергетическим субстратом мозга, но в условиях дефицита глюкозы основными альтернативными энергетическими субстратами являются кетоны (ацетоацетат [AcAc] и β-гидроксибутират). Энергетический метаболизм мозга был широко изучен с помощью ПЭТ с использованием наиболее распространенного индикатора ПЭТ, 18F-фтордезоксиглюкозы (18F-FDG), аналога глюкозы. Наша группа недавно разработала новый радиоактивный индикатор -11C-AcAc для измерения метаболизма кетонов вмозге1. Магнитно-резонансная томография (МРТ) является методом с гораздо более высоким разрешением (0,1 мм × 0,1 мм в плоскости), чем ПЭТ, и необходима для четкой локализации анатомических областей мозга, необходимых для регионального анализа энергетического метаболизма мозга с помощью ПЭТ.

Данные PET обычно выражаются в виде стандартизированных значений поглощения (SUV)2-6. SUV – это концентрация активности тканей, нормализованная по отношению к доле вводимой дозы/единицы веса, как это было первоначально предложено более 70лет назад. Эти устройства до сих пор широко используются, поскольку они требуют более простых методологий получения ПЭТ и анализа изображений. Однако важным ограничением является то, что внедорожники являются относительными, а не абсолютными единицами, что затрудняет сравнение результатов различных исследований. Эта трудность сравнения может способствовать противоречивым выводам в литературе о поглощении глюкозы мозгом у пожилых людей8. Таким образом, количественная скорость мозгового метаболизма (КМР; мкмоль/100 г/мин) имеет особые преимущества9-11. Для получения значений CMR требуется динамический сбор данных ПЭТ, а радиоактивность плазмы учитывается как функция времени, т.е. кривая времени и активности плазмы (TAC) или входная функция. Входная функция может быть получена путем многократного взятия проб крови на протяжении всей ПЭТ9,12 или методом входной функции, полученной на основе изображения (IDIF), при котором на луже крови (левом желудочке сердца или крупной артерии) рисуется область, представляющая интерес

.

Цель

Целью нашего метода было впервые количественно сравнить поглощение двух ключевых энергетических субстратов мозга, глюкозы и кетонов, с помощью ПЭТ и МРТ у грызунов. 11C-AcAc и 18F-FDG применяли последовательно у одного и того же животного. Протокол был разработан для измерения региональных поглощений в различных соответствующих структурах мозга (коре, гиппокампе, стриатуме и мозжечке), четко видимых на МРТ-изображениях. Протокол также был специально разработан для количественного анализа поглощения мозгом индикаторов, т.е. CMR как 18F-FDG, так и 11C-AcAc. Несмотря на то, что этот протокол был разработан для изучения энергетических субстратов мозга, радиоиндикаторы, которые мы использовали, могут быть заменены другими, и та же методология может быть использована для изучения различных функциональных процессов в мозге.

Преимущества перед существующими методами

ПЭТ и МРТ не требуют жертвоприношения животного после приобретения. Таким образом, возможны последующие исследования методов лечения. Таким образом, исходные данные, за которыми следуют экспериментальные условия, могут быть измерены на одном и том же животном, тем самым уменьшая как биологическую изменчивость, так и количество необходимых животных. Ключевым преимуществом нашего протокола ПЭТ с двойным индикатором является сравнение поглощения обоих индикаторов одним и тем же животным в одних и тех же физиологических условиях в рамках одного сеанса визуализации, тем самым уменьшая еще большую биологическую изменчивость и систематические расхождения. Этот протокол ПЭТ с двойным индикатором осуществим в первую очередь благодаря короткому физическому периоду полураспада 11C (20,4 мин) и быстрому биологическому вымыванию 11C-AcAc, что оставляет минимальную остаточную радиоактивность 11C во время второго сбора с 18F-FDG. МРТ является важной особенностью этого протокола, поскольку она позволяет изучать поглощение индикатора в определенных областях мозга. Кроме того, этот метод позволяет получить абсолютную количественную меру поглощения индикаторов мозгом в отличие от относительных единиц, полученных методом SUV. Наконец, 11изображений C-AcAc имеют низкое отношение сигнал/шум из-за относительно низкого поглощения AcAc мозгом в физиологических условиях, что затрудняет автоматическую регистрацию 11изображений C-AcAc и МРТ. Следовательно, поскольку 11С-AcAc и 18F-ФДГ являются последовательными (без движения животного), выравнивание 18F-ФДГ и МРТ может быть применено к 11изображениям С-AcAc.

Основные документы, в которых был использован протокол

Мы использовали протокол ПЭТ с двойным индикатором в исследовании, включающем сравнение состояния натощак и кетогенной диеты (KD) у молодых крыс2. Мы показали, что как натощак, так и БК значительно увеличивают поглощение мозгом 11C-AcAc и 18F-FDG. Однако это не были количественные результаты, так как в то время мы не использовали методологию динамической ПЭТ-визуализации и кинетического моделирования трассеров. После этого мы провели региональное и количественное исследование метаболизма мозга у старых крыс, в котором влияние старения и БК оценивалось на усвоение мозгом 11C-AcAc и 18F-FDG11. Мы также показали, что процентное соотношение распределения по областям мозга различалось между 11C-AcAc и 18F-FDG. Кроме того, не только CMR 11C-AcAc, но и 18F-FDG был увеличен во всем мозге, а также в стриатуме старых крыс на KD.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

Все эксперименты были проведены в соответствии с требованиями Комитета по уходу и использованию животных Университета Шебрука (Université de Sherbrooke) и Канадского совета по уходу за животными. Протокол эксперимента был одобрен Институциональным советом по этике исследований на животных (протокол № 011-09).

1. Анатомия головного мозга с помощью МРТ

  1. Дайте крысам акклиматизироваться в виварии в течение минимум 7 дней до начала протокола. Проведите МРТ-сканирование головного мозга за 1-2 недели до проведения ПЭТ-протокола с двойным трейсером, чтобы обеспечить полное восстановление после анестезии.
  2. Проведите анестезию крысы в индукционной камере. Для поддержания наркоза на протяжении всего протокола используйте 2% изофлурана и 1,5 L/min кислорода. Зажмите заднюю лапу, чтобы убедиться, что животное полностью находится под анестезией. ПРЕДОСТЕРЕЖЕНИЕ: вдыхание изофлурана в некоторых случаях может вызвать головную боль, головокружение или потерю сознания; его следует использовать только при наличии системы воздухообмена в надлежащим образом вентилируемом помещении.
  3. Поместите крысу на стол МРТ в положении лежа на животе головой вперед, установив носовой конус для подачи изофлурана. Установите датчики дыхания и ректальный термометр. Контролируйте частоту дыхания в ходе эксперимента и поддерживайте температуру тела на уровне 37 °C с помощью автоматической системы воздушного подогрева.
  4. Получите Т2-взвешенные МР-изображения, используя импульсную последовательность быстрого спинового эха с параметрами сбора данных, подробно описанными ранее11. Во время выхода из наркоза поместите крысу на подогретый мат.

2. ПЭТ-сканирование с использованием двух радиофармпрепаратов

  1. Используйте ПЭТ-сканер для мелких животных, оснащенный лавинными фотодиодными детекторами, с осевым полем зрения ~7,5 cm и изотропным пространственным разрешением 1,2 mm17. Из-за короткого физического периода полураспада синтезируйте 11C путем протонной бомбардировки природного азота (по ядерной реакции 14N(ρ,α)11C) в циклотроне на месте перед каждым экспериментом.
  2. Держите крысу на голодном пайке в течение 18 hr перед ПЭТ-сканированием. Голодание способствует более высокому накоплению 11C-AcAc и 18F-FDG в мозге, тем самым улучшая соотношение сигнал-шум.
  3. Проведите анестезию крысы в индукционной камере. Переместите крысу на нагревательный мат с носовой маской для подачи изофлурана. В этот момент начните синтез 11C-AcAc. Синтез занимает 18 min с момента окончания бомбардировки, как описано ранее1.
  4. Положите крысу на бок. Подготовьте полиэтиленовый катетер PE50, заполненный гепаринизированным 0,9% раствором хлорида натрия (физраствором). Установите катетер в хвостовую вену для введения трейсера. Установите второй катетер в среднюю вентральную хвостовую артерию для забора проб крови на протяжении всего процесса сбора данных.
  5. Быстро переместите крысу на стол сканера в положении лежа на животе головой вперед с носовой маской для изофлурана. Разместите датчики дыхания и ректальный датчик. Контролируйте частоту дыхания во время эксперимента и поддерживайте температуру тела на уровне 37 °C с помощью автоматической системы подогрева воздухом. Передвиньте стол сканера вперед в сканер, чтобы обеспечить одновременную визуализацию мозга и сердца. В качестве анатомического ориентира совместите край поля зрения с глазами крысы (с помощью лазерных линий).
  6. Используя концентрированный раствор 11C-AcAc (~1 GBq/ml), подготовьте шприц с активностью ~50 MBq (допустимый диапазон 45-55 MBq). Доведите объем до 300 μl с помощью физраствора. ПРЕДОСТЕРЕЖЕНИЕ: Радиоактивность может быть вредна для здоровья. Работа с ней должна всегда проводиться за свинцовым экраном. Экспериментатор должен использовать индивидуальный и кольцевой дозиметры. Во время эксперимента также должен быть включен счетчик Гейгера.
  7. Установите шприц в инъекционный насос. Начните болюсное введение 11C-AcAc со скоростью 1 ml/min (продолжительность введения: ~19 sec). Сразу после завершения введения 11C-AcAc на втором насосе начните введение 300 μl физраствора со скоростью 1 ml/min, что важно для оптимального поступления трейсера в кровоток.
  8. Начните динамический сбор ПЭТ-данных за 30 sec до начала болюсного введения на общую продолжительность 20,5 min. Сбор данных за 30 sec до введения трейсера позволяет измерить окружающий фон, который впоследствии будет вычтен из ПЭТ-данных. Установите обычный режим выборки и энергетическое окно 250-650 keV.
  9. Соберите две пробы крови по 200 μl примерно через 15 и 18 min после начала введения 11C-AcAc. После каждого забора крови вводите гепаринизированный физраствор в катетер во избежание свертывания крови. Зафиксируйте время в начале и в конце забора крови и используйте среднее значение. Центрифугируйте при 6,000 RPM в течение 5 min и соберите плазму. Измерьте количество радиоактивных распадов в плазме с помощью гамма-счетчика, откалиброванного по ПЭТ-сканеру.
  10. После сканирования с 11C-AcAc выждите 20 min, чтобы большая часть радиоактивности распалась. Этот интервал может варьироваться от 15-30 min. Не перемещайте стол сканера и держите крысу под воздействием изофлурана в течение всего этого периода.
  11. В это время, используя концентрированный раствор 18F-FDG (~5,5 GBq/μl), подготовьте шприц с активностью ~50 MBq. Действуйте точно так же, как описано в этапах 2.6 и 2.7. Начните динамический сбор данных общей продолжительностью 40,5 min, включая 30 sec до введения. Соберите две пробы крови по 200 μl примерно через 30 и 35 min после начала введения 18F-FDG.
  12. По окончании сбора данных с 18F-FDG возьмите последнюю пробу крови объемом 200 μl. Центрифугируйте и соберите плазму. Храните образцы плазмы при -80 °C для анализа на глюкозу и AcAc.
  13. Наконец, поместите крысу на нагревательный мат на период пробуждения. Сохраните животное для лонгитюдного наблюдения или, в качестве альтернативы, проведите эвтаназию крысы для забора образцов мозга и дальнейших биохимических исследований.
  14. Реконструируйте ПЭТ-изображения в соответствии со следующими временными последовательностями: 1 × 30 sec; 12 × 5 sec; 8 × 30 sec; и n × 300 sec, где n = 3 для сбора данных 11C-AcAc и n = 7 для сбора данных 18F-FDG.

3. Анализ уровня глюкозы и AcAc в плазме

  1. Измерьте уровень глюкозы и AcAc в плазме с помощью биохимического анализатора. Выполните анализы в течение 48 hr после забора крови, чтобы минимизировать декарбоксилирование AcAc в ацетон. Определите концентрацию глюкозы с помощью набора DF40, как было описано ранее18, а AcAc — с использованием открытого канала2. Данный тип анализатора является более точным, чем тест-полоски (0.1 μM), и обладает широким окном детектирования.

4. Количественный ПЭТ-анализ

  1. Используйте программное обеспечение PMOD или эквивалентную систему для анализа ПЭТ-изображений мелких животных.
  2. Кривая зависимости активность-время (TAC) плазмы
    1. Загрузите данные по 18F-FDG. Суммируйте кадры изображения за первые 60 с после инъекции (когда трейсер находится преимущественно в крови).
    2. С помощью инструмента ручного рисования выделите объем интереса (VOI) в пуле крови полости левого желудочка (крупная область, расположенная в нижней части изображений). Рисуйте VOI примерно на 1 мм внутри края пула крови (красные воксели), чтобы исключить попадание тканей и избежать перетекания радиоактивности из тканей в пул крови (Рисунок 1A). Скопируйте VOI на всю серию динамических изображений и постройте кривую зависимости радиоактивности от времени (TAC).
    3. В электронной таблице используйте показатели радиоактивности двух образцов плазмы, взятых во время сбора данных, для коррекции TAC плазмы (Рисунок 1B). Используйте следующее уравнение:
      Формула коррекции IDIF, метод коррекции изображений; уравнения; концепция анализа научных данных
      При необходимости можно выполнить сглаживание TAC плазмы.
    4. Проверьте наличие остаточной радиоактивности от 11C-AcAc в первые 30 с сканирования 18F-FDG до инъекции. Если она присутствует, вычтите следующий коэффициент из всех последующих временных кадров TAC:
      Диаграмма уравнения экспоненциального распада, R×e^{-(ln2/t_{1/2})×T}, анализ радиоактивного распада.,
      где R — остаточная радиоактивность, t1/2 — период полураспада 11C (20,4 мин), а T — временной кадр2,13. Остаточная радиоактивность 11C-AcAc после периода ожидания 20 мин может составлять до 1,5% от максимальных отсчетов 18F-FDG.
  3. Корегистрация 18F-FDG/МРТ
    1. Примените корегистрацию, полученную для изображений 18F-FDG, к изображениям 11C-AcAc. Это необходимо, так как изображения 11C-AcAc имеют низкое отношение сигнал/шум, и автоматическая корегистрация затруднена.
    2. Загрузите соответствующие данные МРТ. Загрузите все 28 временных кадров 18F-FDG в той же ориентации, что и МР-изображения (по трем осям).
    3. Вычислите суммарное изображение 18F-FDG для 28 временных кадров. Это создаст изображение с более высоким числом отсчетов, с которым проще работать при корегистрации с МРТ, чем с отдельными кадрами.
    4. Выполните автоматическую корегистрацию суммарного изображения 18F-FDG с МР-изображениями (Рисунок 2). Примените трансформацию ко всем отдельным кадрам изображений 18F-FDG. Сохраните трансформацию, которая позже будет применена к изображениям 11C-AcAc.
  4. Объемы интереса (VOIs)
    1. Используя программное обеспечение для сегментации, такое как PMOD, выберите данные МРТ и подходящую плоскость для ручного рисования. Выберите инструмент ручного или полуавтоматического рисования в зависимости от размера области мозга и контрастности изображения. Локализуйте структуры мозга в соответствии со стандартным атласом мозга крысы19.
    2. Нарисуйте VOI. Как показано на Рисунке 3, сегментируйте весь мозг, кору, гиппокамп, стриатум и мозжечок; также могут быть выбраны другие области. Сохраните VOI, которые будут применены к корегистрированным изображениям 18F-FDG и 11C-AcAc.
    3. Примените VOI к корегистрированным изображениям 18F-FDG. Выберите статистику VOI для визуализации TAC мозга. При необходимости скорректируйте TAC, вычтя среднюю радиоактивность с поправкой на распад за первые 30 с из всех последующих временных кадров.
  5. Расчет церебральной скорости метаболизма
    1. Загрузите TAC мозга и соответствующие TAC плазмы.
    2. Выберите кинетическую модель графика Патлака (Patlak plot)20,21. Установите объединяющую константу (lumped constant) на уровне 0,4822 и соответствующую концентрацию глюкозы в плазме (Рисунок 4B). Установите максимальное относительное отклонение от графика Патлака на уровне 5%. Подгоните данные под модель.
  6. Изображения 11C-AcAc
    1. Вычислите суммарное изображение 18F-FDG для первых 24 временных кадров, чтобы количество кадров совпадало со сканированием 11C-AcAc. В противном случае корегистрация 11C-AcAc/МРТ не удастся. Выполните автоматическую корегистрацию 18F-FDG с МРТ. Сохраните процесс трансформации, который будет использован для корегистрации изображений 11C-AcAc.
    2. Повторите шаги 4.2 и 4.3 для изображений 11C-AcAc. Используйте трансформацию 18F-FDG на шаге 4.6.1 и примените ее ко всем отдельным кадрам изображений 11C-AcAc. Повторите шаги 4.4 и 4.5, используя сохраненные VOI для 18F-FDG. Установите объединяющую константу на уровне 1.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

Как видно на Рисунке 2, поглощение 11C-AcAc в самом головном мозге низкое. Как упоминалось ранее, потребление кетонов мозгом при кратковременном голодании очень низко. Поглощение 11C-AcAc выше в мышцах языка и щек. Действительно, кетоны быстро поглощаются скелетными мышцами крыс23. Напротив, поглощение 18F-FDG наблюдается преимущественно в головном мозге и мышцах щек. На Рисунке 2 показано, что в процессе совмещения МР-изображения остаются непо...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

Критические шаги

Важным шагом в этом протоколе ПЭТ с двойным индикатором является возможность одновременного сканирования левого желудочка сердца и мозга. Для этого необходим ПЭТ-сканер с достаточной осевой длиной, т.е. минимум 7,5 см. Необходимо провести несколько тестовых сканирований, чтобы определить точное положение стола сканера (значения x, y и z), где правильно сканируются мозг и сердце.

Инъекция индикатора также является важным моментом для успешного ...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих финансовых интересов.

Благодарности

Это исследование было проведено при финансовой поддержке Fonds de la recherche en santé du Québec, Canadian Institutes of Health Research, Canadian Foundation for Innovation и Canada Research Chairs Secretariat (SCC). Шербрукский центр молекулярной визуализации является частью финансируемого FRQS Центра клинических исследований Этьена-Ле Беля. Авторы благодарят Мелани Фортье, Дженнифер Трембле-Мерсье, Александра Куршен-Лойе, доктора Фабьена Пиффери, доктора М'Хамеда Бентуркиа, доктора Отмана Саррини, доктора Жака Руссо, Каролин Матье и Мелани Аршамбо за щедрую поддержку и техническую помощь. Авторы хотели бы поблагодарить платформу анализа и визуализации изображений (http://pavi.dinf.usherbrooke.ca) за помощь.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
МРТ-сканерVarian7 Tesla
Сканер ПЭТ мелких животныхGamma MedicaLab-PET/-Triumph
Тепловой коврикSunbeamPN 143937
Нагревательная системаSA Instruments761 100 Rev B
Респираторный гейтингSA InstrumentsSAII P-resp
Siemens Healthcare Diagnosis765000.931Dimension Xpand Plus
Полиэтиленовая трубка 50 Becton Dickinson427411
Инжекторный насосKD ScientificModel 210
Гамма-счетчикGMIPackard Cobra II
ЦентрифугаThermo Scientific75002416Heraeus Pico 21
PMOD программное обеспечениеPMOD TechnologiesPMOD 3.2 версия
Счетчик ГейгераFluke BiomedicalASM-990Усовершенствованный геодезический реагент
IsofluraneAbbott Laboratories, LtdB506
0,9% раствор NaClHospira4888010
гепаринаSandoz1004336
изопропенилацетатаAldrich1177899%
метиллитияAldrich1973431,6 М
ТГФAldrich87371
Flex реагент картридж глюкозаSiemens Healthcare DiagnosisDF40
Тризма основаниеSigmaT6066-500Gготовится трис буфер 100 мМ pH 7,0
оксамат натрияSigmaO275120 мМ
NADHRoche101280150010,15 мМ
b-гидроксибутират дегидрогеназаToyoboHBD-3011 ед/мл
Клинический биохимический анализатор

Ссылки

  1. Tremblay, S., et al. Automated synthesis of 11C-acetoacetic acid, a key alternate brain fuel to glucose. Appl. Radiat. Isot. 65, 934-940 (2007).
  2. Pifferi, F., et al. Mild experimental ketosis increases brain uptake of 11C-acetoacetate and 18F-fluorodeoxyglucose: a dual-tracer PET imaging study in rats. Nutr. Neurosci. 14, 51-58 (2011).
  3. Lopez-Grueso, R., Borras, C., Gambiniy, J., Vina, J. El envejecimiento y la ovariectomia causan una disminucion del consumo cerebral de glucosa in vivo en ratas Wistar. Revista Espanola de Geriatria y Gerontologia. 45, 136-140 (2010).
  4. Fueger, B. J., et al. Impact of animal handling on the results of 18F-FDG PET studies in mice. J. Nucl. Med. 47, 999-1006 (2006).
  5. Luo, F., et al. Characterization of 7- and 19-month-old Tg2576 mice using multimodal in vivo imaging: limitations as a translatable model of Alzheimer's disease. Neurobiol. Aging. 33, 933-944 (2012).
  6. Poisnel, G., et al. Increased regional cerebral glucose uptake in an APP/PS1 model of Alzheimer's disease. Neurobiol. Aging. 33, 1995-2005 (2012).
  7. Kenney, J. M., Marinelli, L. D., Woodard, H. Q. Tracer studies with radioactive phosphorus in malignant neoplastic disease. Radiology. 37, 683-690 (1941).
  8. Cunnane, S., et al. Brain fuel metabolism, aging, and Alzheimer's disease. Nutrition. 27, 3-20 (2011).
  9. Shimoji, K., et al. Measurement of cerebral glucose metabolic rates in the anesthetized rat by dynamic scanning with 18F-FDG, the ATLAS small animal PET scanner, and arterial blood sampling. J. Nucl. Med. 45, 665-672 (2004).
  10. Tantawy, M. N., Peterson, T. E. Simplified [18F]FDG image-derived input function using the left ventricle, liver, and one venous blood sample. Mol. Imaging. 9, 76-86 (2010).
  11. Roy, M., et al. The ketogenic diet increases brain glucose and ketone uptake in aged rats: A dual tracer PET and volumetric MRI study. Brain Res. , (2012).
  12. Yu, A. S., Lin, H. D., Huang, S. C., Phelps, M. E., Wu, H. M. Quantification of cerebral glucose metabolic rate in mice using 18F-FDG and small-animal PET.. J. Nucl. Med.. 50, 966-973 (2009).
  13. Bentourkia, M., et al. PET study of 11C-acetoacetate kinetics in rat brain during dietary treatments affecting ketosis. Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 296, 796-801 (2009).
  14. Menard, S. L., et al. Abnormal in vivo myocardial energy substrate uptake in diet-induced type 2 diabetic cardiomyopathy in rats. Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 298, 1049-1057 (2010).
  15. Liistro, T., et al. Brain glucose overexposure and lack of acute metabolic flexibility in obesity and type 2 diabetes: a PET-[18F]FDG study in Zucker and ZDF rats. J. Cereb. Blood Flow Metab. 30, 895-899 (2010).
  16. Croteau, E., et al. Image-derived input function in dynamic human PET/CT: methodology and validation with 11C-acetate and 18F-fluorothioheptadecanoic acid in muscle and 18F-fluorodeoxyglucose in brain. Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. 37, 1539-1550 (2010).
  17. Bergeron, M., Cadorette, J., Beaudoin, J. F. Performance evaluation of the LabPETTM APD-based digital PET scanner. IEEE Trans. Nucl. Sci. 56, 10-16 (2009).
  18. Freemantle, E., et al. Metabolic response to a ketogenic breakfast in the healthy elderly. J. Nutr. Health Aging. 13, 293-298 (2009).
  19. Paxinos, G., Watson, C. The rat brain in stereotaxic coordinates. sixth edn. , Elsevier. (2007).
  20. Patlak, C. S., Blasberg, R. G., Fenstermacher, J. D. Graphical evaluation of blood-to-brain transfer constants from multiple-time uptake data. J. Cereb. Blood Flow Metab. 3, 1-7 (1983).
  21. Patlak, C. S., Blasberg, R. G. Graphical evaluation of blood-to-brain transfer constants from multiple-time uptake data. Generalizations. J. Cereb. Blood Flow Metab. 5, 584-590 (1985).
  22. Sokoloff, L., et al. The 14C deoxyglucose method for the measurement of local cerebral glucose utilization: theory, procedure, and normal values in the conscious and anesthetized albino rat. J. Neurochem. 28, 897-916 (1977).
  23. Robinson, A. M., Williamson, D. H. Physiological roles of ketone bodies as substrates and signals in mammalian tissues. Physiol Rev. 60, 143-187 (1980).
  24. Blomqvist, G., et al. Use of R-beta-[1-11C]hydroxybutyrate in PET studies of regional cerebral uptake of ketone bodies in humans. Am. J. Physiol. 269, 948-959 (1995).
  25. Blomqvist, G., et al. Effect of acute hyperketonemia on the cerebral uptake of ketone bodies in nondiabetic subjects and IDDM patients. Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 283, 20-28 (2002).
  26. Soret, M., Bacharach, S. L., Buvat, I. Partial-volume effect in PET tumor imaging. J. Nucl. Med. 48, 932-945 (2007).
  27. Jiang, L., Mason, G. F., Rothman, D. L., de Graaf, R. A., Behar, K. L. Cortical substrate oxidation during hyperketonemia in the fasted anesthetized rat in vivo. J. Cereb. Blood Flow Metab. 31, 2313-2323 (2011).
  28. Melo, T. M., Nehlig, A., Sonnewald, U. Neuronal-glial interactions in rats fed a ketogenic diet. Neurochem. Int. 48, 498-507 (2006).
  29. Yudkoff, M., et al. Response of brain amino acid metabolism to ketosis. Neurochem. Int. 47, 119-128 (2005).
  30. Matsumura, A., et al. Assessment of microPET performance in analyzing the rat brain under different types of anesthesia: comparison between quantitative data obtained with microPET and ex vivo autoradiography. Neuroimage. 20, 2040-2050 (2003).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Теги

11
Двойной Tracer ПЭТ-МРТ протокол для количественного измерения регионального мозга энергетических субстратов Поглощение в Крысы
Свяжитесь с нами
Рекомендовать библиотеке

Конфиденциальность

Условия эксплуатации

Политика

Авторские права © 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.