Pozitron Emisyon Tomografisi: İnsan Beyninin Radyoizleyici Kullanılarak Görüntülenmesi

Özet

Kaynak: Jamadar, S. et. al. İnsan Beyninin Yüksek Temporal Çözünürlüklü Pozitron Emisyon Tomografisi için Radyoizleyici Uygulaması: FDG-fPET'e Uygulama. J. Vis. Uzm. (2019)

Bu video, pozitron emisyon tomografisi (PET) kullanılarak beyin glikoz metabolizmasının ölçülmesini göstermektedir. Katılımcı, tarama sırasında izleyici F-18 florodeoksiglukoz (FDG) ile infüze edilir. FDG aktif nöronlarda birikir ve F-18 bozunması üzerine pozitron yayar. Bu pozitronlar elektronlarla etkileşime girerek, yüksek çözünürlüklü beyin aktivite haritaları oluşturmak için PET tarayıcı tarafından algılanan fotonlar üretir.

Protokol

İnsan katılımcıları içeren tüm prosedürler, insan refahı için kurumsal, ulusal ve uluslararası yönergelere uygun olarak gerçekleştirilmiş ve yerel kurumsal inceleme kurulu tarafından gözden geçirilmiştir.

1. Gerekli ekipman ve personel Tarayıcı

1. odası, radyokimya laboratuvarı ve genel malzemeler için Malzeme Tablosuna bakınız. Radiotracer için ticari bir tedarikçi kullanıldı.
2. Eşzamanlı Manyetik Rezonans Görüntüleme - Pozitron Emisyon Tomografisi (MRI-PET) ortamında, dört personel kullanın: taramayı çalıştırmak için bir radyografi uzmanı (RG), radyoizleyicinin uygulanmasını ve kan örneklerinin alınmasını denetlemek için bir nükleer tıp teknoloji uzmanı (NMT), kanı döndürmek için bir laboratuvar asistanı (LA) ve deneysel tasarımı ve uyaran sunumunu denetlemekten sorumlu bir araştırma görevlisi (RA).

2. Hazırlık:

1. NMT
   1. Tarama boyunca uygulanacak infüzyon hacmini hesaplayın. Bu protokolde, infüzyon hızı 95 dakika boyunca 0.01 mL / s'dir. Yani, 95 dakikalık bir taramada, katılımcılar 0.01 mL/s x 60 s x 95 dk = 57 mL alırlar.
   2. Uygulanan tuzlu su çözeltisine seyreltilecek izleyici dozu hesaplayın. Bu protokolde, katılımcıya 95 dakika boyunca toplam 260 MBq'lik bir doz uygulanır. Bu doz, insanların iyonlaştırıcı radyasyona maruz kalmasına ilişkin Avustralya Radyasyondan Korunma ve Nükleer Güvenlik Ajansı (ARPANSA) yönergelerine göre 'düşük seviyeli risk' kategorizasyonu içinde kalmak için radyasyona maruz kalmayı 4.9 mSv ile sınırlamak için seçilmiştir. Orta infüzyon noktasından (47.5 dakika) 260 MBq'yi T0'a geri döndürün. Denklem 1'i kullanarak, A₀ Burada A_t infüzyonun orta zaman noktasındaki radyoaktivite (MBq), A₀ ilk radyoaktivite ve λ izleyiciye özgü radyoaktif bozunma sabitidir. FDG için λ ≈ değeri 0.693/_{T 1/2'dir}. T_1/2, ¹⁸F'nin (110 dakika) yarı ömrüdür.
      NOT: Bu örnekte, A_t = 260 MBq, λ = 0.693/110 ve t = -47.5, yani A₀ = 350.942 MBq.
   3. Dozu katılımcıya uygulamak için kullanılacak 100 mL salin torbası için gerekli radyoizleyici dozunu hesaplayın. Salin torbası için gerekli radyoizleyici, toplam 5 mL hacme kadar seyreltilir ve 5 mL'lik bir şırınga içinde hazırlanır. Bu nedenle, 100 mL tuzlu su torbası için seyreltme faktörü, radyoizleyicili şırınganın 5 mL hacmine ek olarak salin hacmidir (100 mL). 105 mL'lik bu toplam hacim, 57 mL'lik infüzyon hacmine bölünür (ör., 105 mL / 57 mL = 1.842). Bu nedenle, 100 mL'lik torbaya eklemek için gereken 5 mL'lik bir hacimdeki toplam radyoaktivite, A₀ x seyreltme faktörüdür (yani, 350.942 MBq x 1.842 = 646.44 MBq). Radyoizleyiciyi aseptik olarak salin torbasına ekleyin.
      NOT: Salin torbasına eklenen 646.44 MBq'lik hesaplanan aktivitenin, infüzyonun başlangıcında gerekli olan aktivite olduğuna dikkat etmek önemlidir. Genel olarak, bu protokol için dozlar uygulamadan 15 dakika ila 1 saat önce hazırlanır. Bu nedenle, radyoizotopun bozunmasını hesaba katmak önemlidir. 2.1.2'de Denklem 1. bunu hesaba katmak için kullanılabilir, burada zaman (t), dozun hazırlanmasından aktivitenin uygulanacağı zamana kadar geçen toplam dakika sayısıdır, A_t = 646.44 MBq, A_0'ı çözerek.
   4. Hazırlama dozunu hazırlayın. Torbadan 20 mL'yi bir şırıngaya çekin ve kapatın. Bu 20 mL şırıngayı ve etiketi kalibre edin. Şırınga, radyoaktivitenin tuzlu su torbası içinde eşit olarak dağıldığından emin olmak için bir referans kontrolü olarak kalibre edilir.
   5. Dozu hazırlayın. 50 mL'lik bir şırınga kullanarak, torbadan 60 mL çekin ve kırmızı bir Combi tıpa ile kapatın. Bu şırınga kalibre edilmemiştir, çünkü radyoaktivitenin konsantrasyonu tuzlu su torbasına eklendiği andan itibaren bilinmektedir (adım 2.1.3). Her iki şırıngayı da taramaya hazır olana kadar radyokimya laboratuvarında saklayın.
      NOT: 50 mL'lik bir şırıngada 60 mL'lik bir hacim çizmek mümkündür, çünkü Terumo şırıngaları etiketli hacmin üzerinde işaretlenmiştir (yani, 50 mL'lik bir şırınga 60 mL'ye işaretlenmiştir).
   6. Referans dozu hazırlayın. 500 mL'lik hacimsel bir şişeyi yaklaşık 480 mL damıtılmış su ile doldurun. 10 MBq ¹⁸F florodeoksiglukoz (¹⁸F-FDG) bir şırıngaya çekin, tarama başlangıç zamanına göre çürüme düzeltmesi yapın (Denklem 1'i kullanarak) ve şişeye ekleyin. Hacmi 500 mL işaretine kadar daha fazla damıtılmış su ile doldurun ve iyice karıştırın. Şırınga için kalibrasyon öncesi ve sonrası etiketleri yapıştırın.
2. NMT
   1. Katılımcı tarayıcıya yerleştirildikten sonra, tıkanıklık meydana gelirse infüzyon veya kan örnekleri için hattı manipüle etmek veya kurtarmak için çok az yer vardır. Hat tıkanması olasılığını en aza indirmek için tarayıcı odasını hazırlayın.
   2. Tüm kan alma ekipmanının toplama alanına kolayca erişilebilecek bir yerde olduğundan emin olun. Alt pedleri kanülün ucuna ve kan kaplarını tutacak herhangi bir yüzeye yerleştirin. Normal atıklar ve biyolojik olarak tehlikeli atıklar için çöp kutularını kan alma alanına kolayca erişebileceğiniz bir yere yerleştirin.
3. NMT
   1. infüzyon pompası hazırlığı>İnfüzyon pompasını katılımcıya bağlanacak taraftaki tarayıcı odasına kurun. Pompanın tabanının etrafına kurşun tuğlalar inşa edin ve kurşun kalkanı pompanın önüne yerleştirin. İnfüzyonu katılımcıya ileten infüzyon pompasının hortumunu bağlayın ve doğru infüzyon hızının girildiğinden emin olun. Bu protokol için oran 0.01 mL/s'dir.
   2. Hortumu katılımcının kanülüne bağlanmadan önce astarlayın. 20 mL hazırlama dozunu infüzyon pompasına bağlayın. Katılımcıya bağlanacak borunun ucuna üç bir musluk ve 20 mL'lik boş bir şırınga takın. Musluğun, ¹⁸F-FDG çözeltisinin hazırlama dozundan borudan akmasına ve yalnızca boş şırıngada toplanmasına izin verecek şekilde konumlandırıldığından emin olun.
   3. İnfüzyon pompasını 15 mL'lik bir hacmi dolduracak şekilde önceden ayarlayın. Pompadaki Başbakan düğmesini seçin ve hattı doldurmak için istemleri izleyin.
   4. 50 mL doz şırıngasını, hazırlama dozu yerine infüzyon pompasına takın. Üç musluk üzerindeki 15 mL astarlanmış doz, katılımcı pompaya bağlanmaya hazır olana kadar orada kalabilir.
4. NMT, RA ve RG
   1. Katılımcılara taramadan önce 6 saat oruç tutmalarını ve sadece su (yaklaşık iki bardak) tüketmelerini tavsiye edin.
   2. RA'nın onay prosedürlerini yürütmesini ve ek önlemler almasını sağlayın (örneğin, demografik anketler, bilişsel piller, vb.). NMT ve RG'nin güvenlik taramalarını, NMT'nin PET taraması için güvenliği gözden geçirmesini sağlayın (örneğin, önceki 8 hafta içinde hamilelik, diyabet, kemoterapi veya radyoterapi için dışlama ve bilinen alerjiler) ve RG'nin MRI taraması için katılımcı güvenliğini gözden geçirmesini sağlayın (örn., hamilelik için dışlama, tıbbi veya tıbbi olmayan metalik implantlar, çıkarılamayan diş implantları, klostrofobi).
   3. Katılımcıyı kanüle edin.
      1. İki kanül kullanın: biri doz uygulaması için, diğeri kan örneklemesi için. En uygun kanül katılımcılar arasında değişir, ancak en uygun damar kan alımı için ayrılmalıdır. 22 G kanül tercih edilen minimum boyuttur. Kanülleme sırasında 10 mL'lik bir başlangıç kan örneği alın. Hattın açıklığını korumak için basınç altında tüm tuzlu su yıkamalarını ayırın.
      2. Katılımcının kan şekeri seviyesini ve diğer temel kan ölçümlerini (ör., hemoglobin) başlangıç örneğinden test edin.
5. RG ve NMT
   1. RG'nin katılımcıyı tarayıcı deliğinde konumlandırmasını sağlayın. Uzun taramalar için, katılımcının düşme riskini ve rahatsızlıktan dolayı hareket artefaktları riskini azaltmak için rahatlığı sağlamak zorunludur. Katılımcı, rahat bir vücut ısısını korumak için tek kullanımlık bir battaniye ile örtülmelidir.
   2. İnfüzyon hattını bağlamadan önce patentli olduğundan ve minimum dirence sahip olduğundan emin olmak için NMT'nin kanülü yıkamasını sağlayın. Bağlandıktan sonra, boru bileğin yakınında hafifçe bantlanabilir. Katılımcıya kolunu düz tutmasını söyleyin. Konfor için köpük veya minder gibi destekler kullanın. NMT'nin minimum dirençle kan çekebildiğinden emin olmak için plazma örnekleri için kullanılacak kanülü de kontrol etmesini sağlayın. Katılımcı tarayıcıdayken kanülü daha erişilebilir hale getirmek için normal salin ile astarlanmış bir uzatma tüpünün bağlanması gerekebilir. Bu gerekliyse, sızıntı olup olmadığı kontrol edilmelidir.
   3. Denek tarayıcı deliğine girdikten sonra, NMT'ye her iki kanüle de uygun erişimleri olup olmadığını kontrol ettirin.
   4. Tarama sırasında herhangi bir zamanda kan alma kanülü, infüzyon kanülü veya infüzyon pompası (örn. oklüzyon, pil, ekstravazasyon) ile ilgili herhangi bir sorun olması durumunda NMT'nin RG ve RA'yı bilgilendirmesini sağlayın.

3. Katılımcıyı tarayın

1. Taramayı NMT, RG ve RA
   1. Taramanın başlangıcında, infüzyon ekipmanını izlemek için NMT'yi tarayıcı odasına yerleştirin. NMT'nin işitme koruması taktığından ve mümkünse dozdan radyasyona maruz kalmayı en aza indirmek için bariyer kalkanını kullandığından emin olun.
   2. RG, katılımcının doğru konumda olduğundan emin olmak için yerelleştirici taramasını gerçekleştirirken, PET alımının ayrıntılarını kontrol edin (örn. tarama süresi, liste modu veri toplama, doğru izotop).
   3. Protokolü, PET edinimi ilk MRI dizisi ile başlayacak şekilde tasarlayın. RG, MRG dizisini hazırlar ve başlatır. 95 dakikalık PET alımının başlangıç zamanı, MRI dizisinin başlangıcına zaman kilitlidir. Gerekirse, NMT, PET edinimi sırasında bolusu vermelidir (Şekil 1).
   4. İnfüzyon pompasını çalıştırın. RG, PET alımının başlamasından 30 saniye sonra pompayı çalıştırması için NMT'ye (örn. bir başparmak yukarı işareti aracılığıyla) sinyal vermelidir. Bu protokol, tarama arızası durumunda bir güvenlik tamponu sağlamak için tarama başlangıç zamanından 30 saniye sonra infüzyon pompasını başlatır. Bu aynı zamanda, PET taraması sırasında çekilen ilk görüntünün, tam zamanlı aktivite eğrisi veri toplama için radyoizleyici uygulamasından önce beyni indekslemesini sağlar. ¹⁸F-FDG'yi infüze etmeye başladığından ve hatta hemen tıkanma olmadığından emin olmak için NMT'nin pompayı gözlemlemesini sağlayın.
   5. RA'nın üzerinde anlaşmaya varılan zamanda (yani, işlevsel bir çalışma / deneysel bloğun başlangıcında) herhangi bir dış uyaranı başlatmasını sağlayın ve kan örnekleri için süreleri hesaplayın. RA'nın her kan örneğinin tahmini süresini hesaplamasını ve kopyalarını NMT'ye ve laboratuvar asistanına (LA) vermesini sağlayın. RA'nın, NMT'nin kan örneklerini yaklaşık olarak doğru zamanda aldığından ve herhangi bir hata belirtisi için ekipmanı (örn. infüzyon pompası, uyaran) izlediğinden emin olmasını sağlayın.

Sonuçlar

Şekil 1: FDG-fPET deneyleri için prosedürlerin akış şeması. Üst: çalışma alımından önce katılımcıların ön taraması için prosedürler. Alt: yalnızca bolus (solda), yalnızca infüzyon (ortada) ve bolus/infüzyon (sağda) protokolleri için prosedürl...

Malzemeler