Introduction
국립 알레르기 전염병 연구소 (NIAID) 프레드릭 MD (IRF-프레드릭)에서 포트 데 트릭에서 통합 연구 시설의 임무는의 정도와 상관 관계 임상 질병 과정을 이해하는 전염병 연구 신흥 수행하는 미생물에 의한 질병. IRF-프레드릭은 ABSL-4 실험 1에서 높은 결과 병원균의 동물 모델에서 의료 영상을 수행 할 수있는 독특한 기능이 있습니다. 연구자가 사용할 수있는 이미징을 포함 : 컴퓨터 단층 촬영 (CT), 자기 공명 영상 (MRI), 양전자 방출 단층 촬영 (PET), 단일 광자 단층 촬영 (SPECT), 초음파, X 선 및 형광 투시. 연구진은 종 연구에서, 이러한 약물 치료 및 예방 접종 등의 개입의 효과를 질병의 진행을 모니터링하고 평가하는 데 사용할 수 이미징 기능을 사용합니다.
IRF-프레드릭의 영상 방식은 구체적이었다높은 억제 2,3- 외부 장비의 핵심 구성 요소를 유지하도록 설계 및 유지 보수를위한 접근. 이 디자인은 "핫"(포함 병원체)과에 촬영 슈트 분리 "차가운면을." 이러한 분리를 달성하기 위해 특별히 설계된 튜브는 각각의 영상 기법 (도 1)의 구멍으로 높은 수납 공간을 확장하도록 구성 하였다. 생물학적 봉쇄를 제공 할뿐만 아니라,이 튜브는 높은 봉쇄 실험실의 오염을 제거하는 데 사용되는 가스 및 화학 물질 촬영 장비를 보호한다. 비교 의학 (CM) 직원 손잡이가 "뜨거운 쪽"에 동물을 모니터링하면서 이미징 과학자와 기술자는 "콜드 측"에서 스캐너를 운영하고 있습니다. 형상 관리 직원이 실험을 조정 이미징 과학자들과 긴밀하게 협력해야하기 때문에, 이러한 분리는 통신 문제가 발생할 수 있습니다.
옵션을 사용할 수 평가 한 후, CM 직원은 밖으로 있었다외부 봉쇄 촬상 직원 전화를 사용하는 휴대폰을 단파장 초고 주파수의 전파를 송신 블루투스 이어 피스 장착. 때문에 설비의 설계, 무선 액세스 포인트는 "핫"사이 시멘트 강 층과 "저온 측"에 의한 신호 간섭을 극복하기 위해 각 객실에 설치되어야했다. 따라서, 높은 봉쇄 외부 소음 양압 정장 및 이미징 직원을 입고 CM 직원 사이의 통신은 이제 신뢰할 수있다. 카메라는 또한 "뜨거운 쪽"의 활동을보고 직원 이미징 이미징 객실의 뜨거운 측면에 설치되어 있습니다. 카메라로, 영상 직원은 동물의 위치 또는 이미징 프로토콜에 대한 마지막 순간의 변화와 CM 기술자를 안내 할 수 있습니다.
IRF-프레드릭 ABSL-4 정장 실험실에서 모든 작업 정장 (4)를 캡슐화 긍정적 인 압력을 착용하는 직원을 필요로한다. 이 정장을 입고 이동성을 감소시키고, 무거운 말X 장갑 소송에 부착 플러스 장갑의 최대 세 개의 추가 레이어 손재주를 타협. 결과는 절차를 완료하는 데 시간이 더 걸릴 미세 운동 기술이 필요한 작업이 훨씬 더 어려운 것입니다. 바이오 안전성 레벨이 증가, 동물 취급 및 조작으로 더 도전적이고 시간이 특히 작은 동물로,이 소요된다. ABSL-4 실험실에서 절차는 ABSL-2 실험실보다 2 ~ 3 배의 시간이 걸릴 수 있습니다.
시각적으로 예로서 기니 돼지 CT 스캔 절차를 사용하여 ABSL-4 환경에서 이미징 동물 모델과 관련된 문제를 설명하기 위해이 문서의 목적이다.
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Protocol
이 프로토콜은 다음과 동물 보호 지침을 준수합니다. 동물 평가 및 실험 동물 관리 국제 인증 협회의 인증을 받았으며 시설에 수용되었다. 모든 실험 절차는 알레르기 및 전염병 국립 연구소, 임상 연구 부문, 동물 관리 및 사용위원회의 승인 및 동물 복지법 규정, 공공 보건 서비스 정책을 준수이었고, 관리 및 사용에 대한 가이드되었다 실험 동물 추천.
1. ( "콜드 사이드"에) CT 스캐너를 준비
- X 선관을 컨디셔닝
- 어떤 직원이 스캔 방에없고 주제 테이블이 비어 있는지 확인합니다.
- 스캐너 제조업 자의 사양에 따라 튜브 컨디셔닝 절차를 실행.
- 에어 교정을 수행
- 어떤 물체가 검색 필드에 없는지 확인합니다. 스캐너 제조업 자의 사양에 따라 공기 교정 절차를 수행한다. 많은 플랫폼에서이 교정은 자동 또는 반자동이다.
- ( "핫 사이드"에) 품질 관리 검사를 수행
- 추가 단계를 추가하여 (참고 5에서 자세히 설명)을 ABSL-4 정장 실험실 항목의 절차를 완료합니다. 절차는 방사성 물질에 대한 노출을 포함하는 경우, 보호 복하에 수술에 선량계 클립. 방사선 노출의 계산을 위해 매 2 개월 선량계에 돌립니다.
- 스캔 테이블에 적절한 홀더, 공기, 물, 테플론으로 만들어진 된 CT의 머리와 몸 팬텀을 놓습니다.
- ( "콜드 사이드"에) 품질 관리 검사를 수행
- 추위 측면에서, 보어 (6)의 중앙에 팬텀을 진행합니다.
- ENS에 실험실 표준화 품질 관리 (QC) 파라미터를 이용하여 스캔을 취득URE 스캐너 제조업체의 사양에 있습니다.
- 제조 업체의 프로토콜에 따라 각각의 재료 종류 (공기, 물 또는 테프론) 위에 중심이자 지역 내에서 신호 강도의 평균과 표준 편차를 계산하는 이미지의 QC 컴퓨터 분석을 수행합니다.
- 중부 표준시 스캐너를 사용할 준비가되었음을 CM 직원에게 통지합니다.
- 형상 관리 직원과 동물 정보 (식별 번호, 중량, 생년월일)를 확인합니다.
- 환자 데이터베이스에 주제 정보를 등록합니다.
- (이하 "콜드 측"에서) CT 스캐너 콘솔에서 스캐너의 방사선 정보 시스템 (RIS)를 액세스 할 수 있습니다. 를 RIS는 스캔 일정의 세부 사항으로 채워되어 있는지 확인합니다.
- 현재의 제목과 같은 식별 번호, 나이, 생년월일, 및 시험 날짜와 인구 통계를 선택합니다; 다음, 시험 유형이 자동으로 채울한다.
- 수동으로 대상 무게를 입력합니다.
- 올바른셔서 선택(예를 들어, 첫번째 머리, 첫 발, 경향, 부정사) CT 갠트리에 bject 방향입니다.
2. ABSL-4 소송 실험실에서 작업 영역을 준비
- 동물 절차 룸에서 클래스 II 바이오 안전성 캐비닛 (BSC) 또는 하향 통풍 표를 준비합니다. BSC (또는 하향 통풍 표)를 켜고 최소 10 사용하는 분은 이전.
- 깨끗하고 승인 살균제와 같은 5 % 이중 급 암모늄하여 BSC 또는 하강 기류 테이블의 상부면의 내부 표면 소독 (알킬 N-N-알킬 디메틸 벤질 암모늄 클로라이드, 디메틸 에틸 벤질 암모늄 클로라이드) 소독액. BSC에 또는 하강 기류 테이블의 상부면의 내부 표면 스프레이 및 접촉 시간의 10 분 후 건조 표면을 닦으십시오. 스프레이 잔류 소독제를 제거하기 위해 70 %의 에탄올로 표면을 닦아주십시오.
- 장소 장비 및 마취 유도 상자와 동물 취급 장갑을 포함하여 BSC 또는 하강 기류 표에 필요한 공급. 올>
- 중부 표준시 스캐너 침대를 준비합니다.
- 설정 동물 유지 장치를 CT 침대에.
- 셋업 생체 징후 심박수, 산소 포화도를 검출하기 위해 모니터링한다. 스캐닝 세션 이상 10 분, 온도 모니터링 경우.
- 마취 기계를 준비합니다.
- 기화기의 이소 플루 란 볼륨을 확인하고 필요한 경우보다 이소 플루 란을 추가합니다.
- , 산소와 마취 호흡 회로를 가압 탈출 가스 검사, 시각적으로 누출 1 마취 기계를 검사하여 누설 테스트를 수행합니다.
- 누출이 검출되면, 소스를 결정하는 문제를 해결하고, 적절하게 구현 된 보정을 검증하는 후속 누설 테스트를 수행한다.
- 폐기물 마취 가스를 캡처 일회용 청소 용기의 무게를. 캐니스터는 캐니스터의 초기 무게 이상 ≥50 g의 경우, 용기 (7)를 교체합니다.
- 클래스 II BSC에 이미징 스위트 룸에 인접한 설치류를 들고 방 중 하나에서 케이지 주택 기니 돼지를 전송합니다.
- 동물의 ID를 확인합니다.
- 케이지 카드를 제거하고 동물로 유지.
- 케이지에 뚜껑을 열고 양압 정장 장갑을 통해 동물 보호 가죽 장갑을 돈. 부드럽게, 기니피그를 선택 마취 유도 상자에 동물을 배치하고 뚜껑 상자를 커버한다.
- 클래스 II BSC에서 동물을 포함하는 마취 유도 상자를 제거하고 수송 카트에 놓습니다.
- 카트를 사용하여 CT 스캐너 방 동물을.
- 중부 표준시 스캐너 룸에서 즉시 유도 상자에 청소 용기와 마취 기계를 연결합니다. 유도 상자에 산소 가스를 켜고 납품에 기화기를 설정마취 8의 초기 유도 어 4 % 이소 플루 란.
- 마취의 적절한 깊이 마취 유도시 동물을 모니터링 (예를 들어, 외부 자극, 근육 톤, 안정된 호흡과 심장 박동에 응답하지) 8.
- 기니 돼지가 완전히 마취시 유도 상자에 마취를 끕니다.
4. ( "핫 측"에서) CT 스캐너의 이미징 침대에 주제를 정렬
- 인덕션 박스에서 마취 기니 돼지를 제거하고 이미징 침대에 놓습니다.
- 경향이 위치에 유지 쿠션에 기니 돼지를 놓습니다.
- 건조에서 각막 상피를 보호하기 위해 두 눈 안과 연고를 적용합니다.
- 유지 보수 아이소 플루 란 마취를 관리 할 수 있습니다.
- 기니 돼지 코 콘을 놓고 코 콘 8 일 L / 산소 분을 제공하기 위해 가스를 켜십시오.
- 2 ~ 3 %에 전달하기 위해 기화기를 설정노즈 콘 통해 기니피그에 이소 플루 란.
- 피사체가 마취의 원하는 평면 (아무 운동, ~ 분당 60 숨을)에 도달하면, 마취의 유지 보수를 위해 이소 플루 란의 1.0-1.5 %를 제공하기 위해 설정 기화기을 줄일 수 있습니다.
- 체온, 심박수 및 호흡 수를 포함한 생체 신호를 모니터링한다. 호흡은 각각 9, 이소 플루 란의 비율을 가속 또는 감속, 증가 또는 감소하기 시작합니다.
- C가, 필요한 경우, 데이터 수집 및 마취 깊이의 예상되는 길이에 따라이 8,9 유지 ° 37 내지 39 기니피그 체온을 유지하기 위해 별도의 열원을 제공한다.
- 유지 쿠션의 맨 위에 플라스틱 덮개를 고정합니다.
- 수용 튜브에 영상 침대를 진행합니다.
5.보기의 이미지 필드 설정
- 중부 표준시 (SC)의 "콜드 측"에 레이저 시스템 (이미징 직원) 활성화anner 객실은 CT 스캔의 기니피그를 배치합니다. 레이저 십자선에서 관심의 해부학을 커버하고 "아웃"버튼 "에서"테이블을 사용합니다.
- 시야를 설정하기 위해, 관심의 해부학 위에 시작점을 설정하는 레이저 버튼을 사용한다.
- "뜨거운 쪽"에 연락 CM 직원은 자신과 CT 스캐너 사이의 리드 방패를 배치합니다.
6. 획득 이미지
- 제조 업체의 프로토콜에 따라 CT 연구 이미지 슬라이스 배치를위한 설문 조사 스캔을 획득.
- 설문 조사 이미지에 CT 연구 이미지 조각의 위치를 규정.
- 대조적 주입 사용될 경우 "고온 측"직원과 업무.
- 제조 업체의 프로토콜에 따라 연구 스캔을 획득.
- 제조사의 프로토콜에 따라 스캐너 콘솔 CT 영상을 재구성.
- 사진 보관 및 통신 시스템에 이미지를 전송합니다. 더 질적 ...로서를 수행ntitative 제조 업체의 프로토콜에 따라이 보관 시스템에서 분석합니다.
7. 스캔 후 복구
- 음식과 간식 깨끗한 microisolator 케이지에 스캐너 침대에서 기니피그를 전송합니다.
- 카트를 사용하여, 다시 주택 지역에 동물 새장을 운반 할 것.
- 완전히 마취에서 회복 될 때까지 동물을 모니터링합니다.
- 완전히 회수되면, 고효율 입자상 공기 (HEPA)에 케이지 복귀 통풍 선반 -filtered.
스캐너 베이 및 장비 8. 소독
- 스캐너 Bay 지역 소독 (예를 들어, 동물, 스캐너 베드 스캐너 실내 바닥, 도어 핸들과 직접 접촉했다 표면)에서 10 분의 접촉 시간 동안 5 %의 이중 급 암모늄 용액.
- 린스 이중 급 암모늄 용액에 10 분 노출 후 70 % 에탄올 용액으로 표면.
- 직접 분사 할 수없는 항목을 닦아에탄올 포화 된 천을이어서 이중 급 암모늄 포화 천 이중 급 암모늄 용액 (민감한 전자 장비)과.
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Representative Results
동물 취급에 대한 모든 안전 절차 및 표준 운영 절차에 대한 엄격한 준수는 ABSL-4 실험실에서 안전하게 작업을 위해 필수적이다. 촬상 스위트 동물 절차 방에서 유도 박스 내에서 감염된 동물을 전송하는 공통 통로의 오염의 위험을 최소화한다. 절차는 필요에 따라, 더 실험실 획득 감염이나 동물 과목의 교차 오염은 IRF-프레드릭에 ABSL-4 연구를 수행하는 동안 기록되지 않았다.
ABSL -4- 바이러스 병원체 관련 폐 병변 10,11을 유도 할 수 있고, CT 감염의 동물 모델에서 질병의 진행을 모니터하기위한 유용한 도구이다. CT 이미지는 조직으로 엑스레이 방사선의 흡수로부터 생성되고, 촬상 실험이 필요 마취 량을 최소화 비교적 신속하게 수행 될 수있다. CT에서, 큰 densi개체의 타이는 뼈로, 이미징, 밝은 물체 (그림 2)가 나타납니다. 이러한 건강한 폐와 같은 공기로 채워진 조직을, 검은 색 표시하면서 장기 조직의 밀도는 중간 강도 (회색)의 경향이있다. CT는 몸체의 3 차원 도면으로 재구성 된 360도에 걸쳐 다수의 방사선 사진을 취득한다. 장기 및 전염병과 관련된 병리 상태 간의 큰 묘사를 들어, 정맥 내 조영제가 사용될 수있다.
그림 1 :. IRF-프레드릭에서 영상 양식의 높은 봉쇄 디자인이 디자인은 "핫"과 "콜드"측면에 이미징 제품군을 분리한다. 특히 튜브는 "콜드 측"각 스캐너의 구멍에 "뜨거운 쪽"의 높은 밀폐 공간을 확장 설계되었습니다. 이미징 과학자와 기술자는에서 스캐너를 작동4;. 뜨거운 측 ""비교 의학 (CM) 직원 손잡이가에있는 동물을 모니터링하면서 "콜드 측 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 2 :. 기니 돼지의 상체의 CT 이미지 X 선 흡수 따라서, 뼈 (A) 이미지에 밝은 나타납니다, 공기 (B, 폐 조직) 어두운 나타납니다, 부드러운 조직 뼈에 큰 (C : 심장, D : 간). 반면에 중간 나타납니다 (A) BSL-4 바이러스 성 병원체가 CT에게 감염 동물 모델에서 모니터링 질병 진행을위한 유용한 도구 만들기, 폐 관련 병리를 유도 그녀를 클릭하세요전자는이 그림의 더 큰 버전을 볼 수 있습니다.
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Discussion
이 시리즈의 이전 기사 세부 사항, 안전 절차 및 최대 봉쇄 실험실 12, 13에서 안전하게 작업하는 데 필요한 추가 공학적 관리에 대한 광범위한 교육,주의를 강조했다. 안전하게 작업을 수행하면이 실험실에서 가장 높은 우선 순위입니다. 감염된 동물에 물린 또는 상처를 입힐 또는 에어로졸 (7)을 생성하는이 철학 때문에 이러한 가능성 등의 추가 위험에 더욱 살아있는 동물과 함께 작업 할 때 중요합니다. 이 절차는 영상 객실에 유지 방에서 동물의 안전한 취급 및 운송을 강조한다. 마취 동안 동물 조작 및 모니터링는 ABSL-4 실험실에서 작업하는 동안 필요한 세부 사항과 안전을 고려 시청자에게 관심의 사실적인 묘사를 제공하는 입증된다.
우리는 기니피그의 CT 스캔을 사용하여 ABSL-4 실험실에서 비 침습적 의료 이미징을 수행하는 프로토콜을 설명예로서. 몇 가지 단계는 BSL-4 실험실에서 성공적으로 이미지에 매우 중요합니다. 첫 번째 중요한 단계는 안전 체크리스트는 모든 안전 시스템 연구실 (5)에 진입하기 전에 제대로 작동하는지 확인하기 위해 완료되었는지 확인하는 단계를 포함한다. 직원들은 BSL-4 실험실에서 안전하게 작업 할 수 있도록 적절한 출입 절차를 따라야합니다. 두번째 중요한 단계는 직원 중 주사 공간에 존재하지 않는 또는은 X 선관 및 후속 스캔의 컨디셔닝 동안 휴대용 리드 실드 뒤에 확인한다. CT 스캐너 준비와 마취 및 이미징을 위해 동물을 준비하기 전에 제대로 작동하는지 결정하는 것이 중요하다. 다음으로 중요한 단계는 적절한 팬텀과 품질 제어 검사를 수행하고, CT 스캐너가 작동되고 사용할 준비가되었을 때, 동물 기술자에게 통지한다. 명확하고 효과적인 의사 소통 동물 취급 직원은 물리적으로 separ만큼 영상 프로토콜을 실행하는 것이 중요하다은 "콜드 측"에 스캐너를 운영 이미징 기술자에서 ated.
BSL-4 실험실에서 의료 영상은 긍정적 인 압력 양복과 무거운 정장 장갑 포함 장갑의 여러 쌍을 입고있는 동안 수행해야합니다 모든 동물의 처리 절차와 같은 도전적인 절차입니다. 기본 동물 처리 절차는 BSL -4- 실험실 안전 고려 사항에 맞게 변경된다. 깨어있는 동물의 취급을 최소화하고 물기 또는 상처의 가능성을 줄이기 위해 수정됩니다. 예를 들어, 가죽 작업 장갑 깨어 기니 돼지와 다른 큰 설치류를 따기 때 정장 장갑을 보호하기 위해 착용한다. 마우스는 집게와 처리 및 복강 내 주사 그들을 scruffing 전에 먼저 마취해야합니다. 주입 기술은 안전성의 높은 수준을 보장하기 위해 변경 될 필요가있다. 겸자 및 / 또는 구속 장치가 아니라 단독 핸드 억제를 사용하는 것보다 설치류에서 주사를 수행하기 위해 사용된다. PERF하는 데 필요한 복잡성과 시간ORM 영상은 선택한 양상 사용 된 종 등 여러 가지 요인에 따라 달라집니다. 수행 CT 스캔에 제한은 특정 실험실 동물 종에 조영제를 투여의 어려움을들 수있다. 기니 피그, 특히 정맥 조영제를 투여 쉽게 접근 정맥 없다. 이 관리에 어려움이 개인 보호 장비를 착용하는 동안 미세 운동 조작의 어려움으로 혼합된다. 또한 조영제 주입의 타이밍은, 스캐너를 동작하는 "저온 측"또는 직원 조정되어야한다.
이미징 시설의 독특한 디자인은 이미징 기술의 수정을 요구하는 문제를 만듭니다. 하나의 도전으로 인해 동물을 처리하고 모니터링 검사 장비 및 동물 기술자를 실행 이미징 기술자의 물리적 분리 통신에 어려움이었다. 안에 착용 헤드셋 블루투스 폰소송은 조정하고 검사를 수행 할 수 이미징 기술자와 통신하는 데 사용됩니다. 통신이 실패했을 경우, 화이트 보드의 손으로 쓴 메시지 실험실 창을 통해 표시 될 수있다. 각 영상 기법의 디자인은 각각의 스캐너의 보어로 높은 밀폐 기능을 확장하는 특수 튜브를 포함한다. 각 촬상 피사체가 촬상 베드 상에 배치 된 후, 피험자는 마취 상태들을 모니터링 기술자 큰 거리에서 덜 가시적이다. 이상 마취 회로 모니터링 케이블 및 주입 라인이 설계에서 요구된다.
IRF-프레드릭은 인간이 아닌 영장류에 마우스의 실험 동물의 다양한 생물 의학 이미징을 수행 할 수있는 기능이 있습니다. CT는 감염성 질환의 동물 모델에서의 다양한 질병의 진행을 모니터하기 위해 사용될 수있다. 백신을 포함하여 잠재적 인 치료 개입의 효과를 평가하고, disea의 바이오 마커를 식별자체 프로세스는이 기술의 미래 응용 프로그램입니다.
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Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Micro-Chem Plus | National Chemical Laboratories | 255 | |
| CT scanner | Philips Healthcare | ||
| CT phantom | Philips Healthcare | ||
| Isovue-300 (CT contrast reagent) | Bracco Diagnostics | NDC 0270-1315-30 | |
| Ventilated rack | Lab Products | ||
| Micro-isolator cage | Lab Products | ||
| Biosafety cabinet | Nuaire | ||
| Anesthesia machine | SurgiVet | WWV9000 | |
| Anesthesia induction box | VetEquip | ||
| Anesthesia mask | Henry Schein | ||
| Isoflurane | Henry Schein | ||
| Waste gas scavenging canister | Fisher | F/AIR | |
| Holding cushion | |||
| Ophthalmic ointment | |||
| Vital signs monitor | Bionet | BM3Vet | |
| Mobile phone | Spectralink | 8440 | |
| Blue Tooth ear piece | |||
| Wireless access points | |||
| Sperian positive-pressure suit | Honeywell Safety Products | BSL 4-2 | |
| Outer suit gloves (latex, Ansell Canners and Handlers) | Fisher | 19-019-601 | |
| Outer suit gloves (nitrile/rubber, MAPA) | Fisher | 2MYU1 | |
| Scrubs | Cintas | 60975/60976 | |
| Socks | Cintas | 944 | |
| Duct tape | Pack-N-Tape | 51131069695 | |
| Towels | Cintas | 2720 | |
| Zip lube | Amazon | B000GKBEJA |
References
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