Визуализация TSPO-PET/CT для выявления образования инфаркта на мышиной модели ишемического инсульта

Возьмем, к примеру, контрольных мышей под наркозом под наркозом и мышей с ограниченным притоком крови к соматосенсорной коре.

Это ограничение вызывает гибель нейронов и образование инфаркта в головном мозге, вызывая активацию микроглии и инфильтрацию периферических иммунных клеток.

Иммунные клетки сверхэкспрессируют митохондриальный транслокаторный белок (TSPO).

Закрепите мышей на кровати сканера ПЭТ/КТ.

Выполните компьютерную томографию с помощью вращающегося источника рентгеновского излучения, который пропускает рентгеновские лучи через тело мыши.

Детектор улавливает рентгеновские лучи и преобразует их в изображения основных анатомических ориентиров.

Введите радиоиндикатор TSPO через хвостовую вену.

Радиоиндикатор перемещается в область инфаркта и связывается с TSPO в иммунных клетках.

Выполните ПЭТ-сканирование.

Радиоактивный индикатор подвергается распаду позитронов, испуская позитроны, которые сталкиваются с соседними электронами с образованием гамма-лучей.

Детектор улавливает эти лучи и реконструирует 3D-изображение распределения радиоиндикаторов.

Визуализируйте наложенные изображения ПЭТ/КТ для выявления областей инфаркта с более высоким поглощением индикаторов.

Начните с размещения лежачих под наркозом мышей на ложе сканера ПЭТ/КТ, убедившись, что они выпрямлены и надежно закреплены в носовых конусах. Прикрепите голову и тело каждой мыши к кровати мягкой хирургической лентой, следя за тем, чтобы дыхание не ограничивалось из-за размещения ленты. Как только животные будут надежно закреплены в кровати и дыхание станет стабильным, включите лазерное перекрестие и переместите сканирующую кровать так, чтобы она совпала с мозгом всех четырех мышей.

Переместите станину сканера в положение сбора данных так, чтобы мозг мышей находился как можно ближе к центру поля зрения. Получите изображение мыши в виде скаута, чтобы проверить их положение, и при необходимости отрегулируйте положение, перетащив поле поля зрения на интерфейсе. Наконец, нажмите «Начать рабочий процесс» в программном обеспечении сканера, чтобы начать компьютерную томографию, выбрав «Отображать интерактивные подсказки пользователя», чтобы сканирование ПЭТ можно было запустить вручную перед введением индикатора.

После того, как мыши автоматически перейдут от КТ к ПЭТ, настройте заднюю часть сканера для инъекции радиоиндикатора. Положите защитную впитывающую прокладку на выступ и убедитесь, что ножницы и зажигалка находятся под рукой. Отрежьте ножницами герметичную трубку катетера. Убедитесь, что катетерные линии свободны от пузырьков, и убедитесь, что канюля все еще находится в вене, выполнив промывку физиологическим раствором объемом от 10 до 20 микролитров. Затем загрузите предварительно отмеренные дозы шприцы в каждый из четырех катетеров, отслеживая, какая доза была введена каждой мыши.

Нажмите OK, когда сканирование ПЭТ будет готово к запуску, одновременно запуская 10-секундный таймер. Пусть два исследователя окажутся в задней части сканера со шприцами в руках, чтобы ввести все четыре мыши одновременно, когда таймер достигнет нуля. Промойте каждый катетер от 50 до 100 микролитров физиологического раствора, чтобы убедиться, что полная доза попала в хвостовую вену, и снова запечатайте трубку с помощью зажигалки.

Далее измерьте дозу шприцев с помощью калибратора дозы для получения значения остаточной радиоактивности. Обратите внимание на значения и время их записи. После завершения сканирования верните ПЭТ-кровать в исходное положение с помощью горизонтальной кнопки «Домой» на панели управления движением. Извлеките мышей из сканера и осторожно извлеките катетер. Аккуратно надавите на место канюляции, чтобы предотвратить чрезмерное кровотечение. Затем измерьте остаточную активность в катетере с помощью калибратора дозы.

Наконец, восстановите данные, открыв программное обеспечение для управления постобработкой, которое будет автоматически восстанавливать каждое сканирование с использованием данных гистограммы, сгенерированной из первого файла. Для анализа ПЭТ начните с открытия программного обеспечения для анализа изображений. Нажмите на иконку «Открыть данные», чтобы загрузить изображение компьютерной томографии. И выбор значка добавления данных для загрузки динамического PET. Выполняйте визуальный контроль качества данных с помощью оператора временных рядов в выпадающем меню. Выберите «Эталонный» и «Глобальный» и примените соответствующие значения «Мин» и «Максимум» для цветовой шкалы.

Визуализируйте динамические данные ПЭТ кадр за кадром, проверяя поглощение радиоактивности и проверяя наличие каких-либо искажений в сканировании. Затем создайте усредненное изображение ПЭТ с помощью арифметической функции. Выберите Average Selected, снимите флажок Reference и убедитесь, что он введен одно. Вход два и входная звезда выбираются для создания среднего значения всех кадров PET.

Перейдите на вкладку Диспетчер данных и перетащите Среднее изображение вверх на входную позицию, чтобы обеспечить визуализацию сигнала ПЭТ с использованием усредненного изображения ПЭТ. Затем перераспределите цветовую шкалу, нажав на кнопку Автоматический расчет в инструменте MinMax. Далее зарегистрируйте КТ в среднестатистический файл ПЭТ с помощью автоматической функции 3D. В раскрывающемся меню «Регистрация переориентации» выберите «Ссылка» и «Ввод 1», а затем выберите «Жесткий быстрый», введите один для регистрации ссылки.

Визуально проверьте регистрацию во всех трех измерениях и вручную отрегулируйте, при необходимости в ручной вкладке 3D с помощью функций перевода и поворота. Когда регистрация будет удовлетворена, выберите Вход 2 и Входная звезда и примените его ко всем рамкам питомца, нажав на галочку. Щелкните правой кнопкой мыши по файлам CT и PET в DM и сохраните как необработанные. Затем выберите «Обрезка» в раскрывающемся меню и перетащите границы изображения, чтобы обрезать голову одной мыши за раз ниже ствола мозга.

Вручную переориентируйте изображения ПЭТ и КТ так, чтобы череп был прямым во всех измерениях. Загрузите MR-изображение для этой мыши с помощью кнопки добавления данных в левом верхнем углу интерфейса. Переместите МРТ с помощью ручной 3D-переориентации и подогните его к черепу на КТ-изображении. Затем отключите визуализацию PET, сняв ее выбор на вкладке визуального контроллера, и используйте только MR и CT для отображения области интереса или ROI.

В инструменте 3D ROI нажмите кнопку «Добавить ROI», чтобы создать новый ROI и назвать его infarct. Выберите инструмент сплайна, щелкните левой кнопкой мыши, чтобы нарисовать границу ROI, и щелкните правой кнопкой мыши, чтобы закрыть ее. После этого создайте новый ROI и обозначьте его как контралатеральный. Щелкните правой кнопкой мыши по ROI инфаркта и выберите «Экспорт». Затем переместите ROI в положение 2, Input one, чтобы обеспечить визуализацию и ручную переориентацию нового ROI.

Выбрав только один входной параметр, установите флажок ROI и выберите Только просмотр, чтобы разрешить визуализацию ROI инфаркта без его ориентации. В меню регистрации переориентации примените сальто влево вправо с помощью функции оператора и вручную переместите новый ROI в ту же область на контралатеральной стороне. Затем выберите оператор арифметики и примените скалярное умножение 2 к новому ROI, что позволяет независимо количественно оценить ROI.

Вернитесь к инструменту 3D ROI. Перейдите на вкладку «Экспорт и эксперименты» и нажмите на кнопку «Импортировать ROI». Выберите входной параметр в диалоговом окне, чтобы загрузить новый объем в качестве контралатерального ROI. Наконец, щелкните правой кнопкой мыши на изображении Average PET, выгрузите его и снова включите PET. Сгенерируйте количественные результаты поглощения с помощью значка результатов экспорта в инструменте 3D ROI.