Name: Rat Bölgesel Beyin Enerji Yüzeyleri Alımına Kantitatif Tedbir için A Çift Tracer PET-MR Protokolü (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-12-28T14:00:00.000+00:00
Duration: 15 min 10 s
Description: Keşfedin farelerde PET-MR ile beyin enerji metabolizmasının kantitatif analizini. Glukoz ve keton alımını bölgesel olarak ölçerek yaşlanmaya bağlı metabolik değişiklikleri anlamaya yardımcı olur.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Bu çalışma, Fonds de la recherche en santé du Québec, Kanada Sağlık Araştırmaları Enstitüleri, Kanada İnovasyon Vakfı ve Kanada Araştırma Kürsüsleri Sekreterliği (SCC) tarafından finansal olarak desteklenmiştir. Sherbrooke Moleküler Görüntüleme Merkezi, FRQS tarafından finanse edilen Étienne-Le Bel Klinik Araştırma Merkezi'nin bir parçasıdır. Yazarlar Mélanie Fortier, Jennifer Tremblay-Mercier, Alexandre Courchesne-Loyer, Dr. Fabien Pifferi, Dr. M'hamed Bentourkia, Dr. Otman Sarrhini, Dr. Jacques Rousseau, Caroline Mathieu ve Mélanie Archambault'a cömert destek ve teknik yardım için teşekkür eder. Yazarlar, yardımları için görüntü analizi ve görselleştirme platformuna (http://pavi.dinf.usherbrooke.ca) teşekkür eder.

Tüm deneyler, Université de Sherbrooke Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi ve Canadian Council on Animal Care ile uyumlu olarak tamamlanmıştır. Deneysel protokol, Kurumsal Hayvan Araştırmaları Etik İnceleme Kurulu tarafından onaylanmıştır (protokol #011-09).
1. MRI ile Beyin Anatomisi
<ol>
	<li>Sıçanların protokol öncesinde hayvan tesisinde en az 7 gün boyunca aklimatize olmasını sağlayın. Anesteziden tamamen kurtulmalarına izin vermek için, çift izleyici PET protokolünden 1-2 hafta önce beyin MR taramalarını gerçekleştirin.</li>
	<li>Sıçanı bir indüksiyon odasında anesteziye alın. Protokol boyunca anestezi için %2 isofluran ve 1,5 L/min oksijen kullanın. Hayvanın tamamen anestezi altında olduğundan emin olmak için arka bacağını sıkın. DİKKAT: isofluran solunması bazı durumlarda baş ağrısına, baş dönmesine veya bilinç kaybına neden olabilir; bu nedenle her zaman uygun şekilde havalandırılan bir odada, bir hava değişim sisteminin varlığında kullanılmalıdır.</li>
	<li>Sıçanı, isofluran için bir burun konisi ile başı önde olacak şekilde yüzüstü pozisyonda MR inceleme masasına yerleştirin. Solunum ve rektal probları konumlandırın. Deney sırasında solunum hızını izleyin ve otomatik bir hava ısıtma sistemi ile vücut sıcaklığını 37 °C düzeyinde tutun.</li>
	<li>Daha önce ayrıntıları verilen11 kazanım parametrelerini kullanarak, hızlı spin-eko puls dizisi ile T2-ağırlıklı MR görüntüleri elde edin. Anesteziden uyanma sırasında sıçanı ısıtmalı bir mat üzerine yerleştirin.</li>
</ol>
2. Çift İzleyici PET Alımları
<ol>
	<li>Avalanche fotodiyot detektörlerle donatılmış, ~7.5 cm eksenel görüş alanına ve 1.2 mm izotropik uzaysal çözünürlüğe sahip küçük hayvan PET tarayıcısı kullanın17. Kısa fiziksel yarı ömrü nedeniyle, her deneyden önce yerinde bir siklotron ile doğal azotun proton bombardımanı yoluyla ( 14N(ρ,α)11C nükleer reaksiyonu ile) 11C hazırlayın.</li>
	<li>PET taramasından önce sıçanı 18 saat aç bırakın. Açlık, 11C-AcAc ve 18F-FDG'nin beyin tutulumunun daha yüksek olmasını sağlayarak sinyal-gürültü oranını artırır.</li>
	<li>Sıçanı bir indüksiyon odasında anesteziye alın. Sıçanı, izofluran için burun konisi bulunan bir ısıtma matına aktarın. Bu sırada 11C-AcAc sentezini başlatın. Daha önce açıklandığı üzere1, sentez bombardımanın sona ermesinden itibaren 18 dakika sürer.</li>
	<li>Sıçanı yan tarafı üzerine konumlandırın. Heparinli %0.9 sodyum klorür çözeltisi (salin) ile doldurulmuş bir PE50 polietilen kateter hazırlayın. İşaretleyici enjeksiyonu için kateteri kuyruk venine yerleştirin. Veri toplama süreci boyunca kan örneği almak için ikinci bir kateteri orta ventral kuyruk arterine yerleştirin.</li>
	<li>Sıçanı, izofluran için burun konisi ile başı önde olacak şekilde yüzüstü pozisyonda hızla tarayıcı masasına aktarın. Solunum ve rektal probları yerleştirin. Deney sırasında solunum hızını izleyin ve otomatik bir ısıtma hava sistemi ile vücut sıcaklığını 37 °C'de tutun. Beyin ve kalbin aynı anda uygun şekilde görüntülenmesini sağlamak için tarayıcı masasını ileriye, tarayıcıya doğru hareket ettirin. Anatomik bir referans olarak, görüş alanının kenarını (lazer çizgileri yardımıyla) sıçanın gözlerine hizalayın.</li>
	<li>Konsantre bir 11C-AcAc çözeltisi (~1 GBq/ml) kullanarak, ~50 MBq radyoaktiviteye sahip (45-55 MBq aralığı kabul edilebilirdir) bir şırınga hazırlayın. Hacmi salin ile 300 μl'ye ayarlayın. UYARI: Radyoaktivite sağlık için zararlı olabilir. Her zaman kurşun zırh arkasında çalışılmalıdır. Deneyci vücut ve yüzük dozimetresi takmalıdır. Deney sırasında bir Geiger sayacı da açık olmalıdır.</li>
	<li>Şırıngayı bir enjeksiyon pompasına yerleştirin. 11C-AcAc bolus enjeksiyonunu 1 ml/dak hızda başlatın (enjeksiyon süresi: ~19 sn). İkinci bir pompada, 11C-AcAc enjeksiyonu sona erdikten hemen sonra, işaretleyicinin kan dolaşımına optimal şekilde verilmesi için önemli olan 300 μl salinin 1 ml/dak hızda enjeksiyonunu başlatın.</li>
	<li>Bolus enjeksiyonunu başlatmadan 30 sn önce, toplam 20.5 dk sürecek dinamik bir PET veri toplama işlemi başlatın. İşaretleyici enjeksiyonundan önceki 30 sn'lik veri toplama, daha sonra PET verilerinden çıkarılacak olan ortam arka plan ölçümünü sağlar. Düzenli örnekleme modunu ve enerji penceresini 250-650 keV olarak ayarlayın.</li>
	<li>11C-AcAc enjeksiyonu başladıktan yaklaşık 15. ve 18. dakikalarda iki adet 200 μl kan örneği toplayın. Kan pıhtılaşmasını önlemek için her örneklemeden sonra katetere heparinli salin enjekte edin. Kan örneklemesinin başlangıç ve bitiş saatlerini kaydedin ve ortalama süreyi kullanın. 6,000 RPM'de 5 dk santrifüj edin ve plazmayı toplayın. Plazmadaki radyoaktivite sayımlarını, PET tarayıcısı ile kalibre edilmiş bir gama sayacı kullanarak ölçün.</li>
	<li>11C-AcAc taramasından sonra, radyoaktivitenin büyük kısmının bozunmasını sağlamak için 20 dakikalık bir bekleme süresi tanıyın. Bu süre 15-30 dk arasında değişebilir. Tarayıcı yatağını hareket ettirmeyin ve bu süre boyunca sıçanı izofluran altında tutun.</li>
	<li>Bu sırada, konsantre bir 18F-FDG çözeltisi (~5.5 GBq/μl) kullanarak ~50 MBq'lık bir şırınga hazırlayın. Tam olarak adım 2.6 ve 2.7'de belirtilen işlemleri uygulayın. Enjeksiyondan önceki 30 sn dahil olmak üzere, toplam süresi 40.5 dk olan dinamik bir veri toplama işlemi başlatın. 18F-FDG enjeksiyonu başladıktan yaklaşık 30. ve 35. dakikalarda iki adet 200 μl kan örneği toplayın.</li>
	<li>18F-FDG veri toplama işleminin sonunda son bir 200 μl kan örneği alın. Santrifüj edin ve plazmayı toplayın. Glukoz ve AcAc analizi için plazma örneklerini -80 °C'de saklayın.</li>
	<li>Son olarak, uyanma süreci boyunca sıçanı bir ısıtma matı üzerine yerleştirin. Hayvanı boylamsal takip için saklayın veya alternatif olarak, beyin örneklemesi ve ileri biyokimyasal çalışmalar için sıçanı ötanize edin.</li>
	<li>PET görüntülerini aşağıdaki zaman çerçevesi dizilerine göre rekonstrükte edin: 1 × 30 sn; 12 × 5 sn; 8 × 30 sn ve n × 300 sn (burada 11C-AcAc veri toplama işlemi için n = 3 ve 18F-FDG veri toplama işlemi için n = 7'dir).</li>
</ol>
3. Plazma Glukoz ve AcAc Analizi
<ol>
	<li>Plazma glikozunu ve AcAc'yi bir klinik kimya analizörü ile ölçün. AcAc'nin asetona dekarboksilasyonunu minimize etmek için analizleri kan örneklemesinden sonraki 48 saat içinde gerçekleştirin. Glikoz konsantrasyonunu daha önce tanımlandığı şekilde18 DF40 kiti ile ve AcAc'yi açık bir kanal2 ile ölçün. Bu tip analizörler, striplerden (0,1 μM) daha doğru sonuçlar verir ve geniş bir deteksiyon penceresine sahiptir.</li>
</ol>
4. Kantitatif PET Analizi
<ol>
	<li>Küçük hayvan PET görüntü analizi için PMOD  yazılımını veya eşdeğer bir sistemi kullanın.</li>
	<li>Plazma zaman-aktivite eğrisi (TAC)
	<ol>
		<li>18F-FDG verilerini yükleyin. Enjeksiyonu takip eden ilk 60 saniyenin (triserin esas olarak kanda olduğunda) görüntü karelerini toplayın.</li>
		<li>Manuel bir çizim aracı kullanarak, sol ventrikül boşluğu kan havuzu üzerine (görüntülerin alt kısmında merkezlenmiş büyük bir havuz) bir ilgi hacmi (VOI) çizin. Doku dahil edilmemesini sağlamak ve doku radyoaktivitesinin kan havuzuna sızmasını önlemek için VOI'yi kan havuzu kenarının (~1 mm) içine çizin (Şekil 1A). VOI'yi tüm dinamik görüntü serisine kopyalayın ve zamanın bir fonksiyonu olarak radyoaktivite eğrisi (TAC) oluşturun.</li>
		<li>Bir hesap tablosunda, plazma TAC'sini düzeltmek için görüntüleme sırasında alınan iki plazma örneğinin radyoaktivite sayımlarını kullanın (Şekil 1B). Şu denklemi kullanın: 
		<img alt="IDIF düzeltme formülü, görüntü düzeltme yöntemi; denklemler; bilimsel veri analizi kavramı" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50761/50761eq1.jpg" width="500" data-altupdatedat="1787630408000"> 
		Plazma TAC'sine belirli bir miktar düzeltme (smoothing) uygulanabilir.</li>
		<li>Enjeksiyondan önce, 18F-FDG taramasının ilk 30 saniyesinde 11C-AcAc'den kaynaklanan kalıntı radyoaktivitenin mevcut olup olmadığını doğrulayın. Eğer mevcutsa, TAC'nin sonraki tüm zaman karelerinden şu faktörü çıkarın: 
		<img alt="Üstel bozunma denklemi diyagramı, R×e^{-(ln2/t_{1/2})×T}, radyoaktif bozunma analizi." fo:content-width="1.5in" src="/files/ftp_upload/50761/50761eq2.jpg" width="150" data-altupdatedat="1787630408000">, 
		burada R kalıntı radyoaktivite, t1/2  11C'nin yarı ömrü (20.4 min) ve T zaman karesidir2,13. 20 dakikalık bir bekleme süresinden sonra 11C-AcAc'den kaynaklanan kalıntı radyoaktivite, maksimal 18F-FDG sayımlarının %1,5'ine kadar çıkabilir.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>18F-FDG/MRI korejistrasyonu
	<ol>
		<li>18F-FDG görüntüleri ile elde edilen korejistrasyonu 11C-AcAc görüntülerine uygulayın. 11C-AcAc görüntülerinin sinyal-gürültü oranının düşük olması ve otomatik korejistrasyonun zor olması nedeniyle bu gereklidir.</li>
		<li>İlgili MRI verilerini yükleyin. Tüm 28 18F-FDG zaman karesini MR görüntüleri ile aynı yönlendirmede (üç eksende) yükleyin.</li>
		<li>28 zaman karesinin 18F-FDG toplam görüntüsünü hesaplayın. Bu, daha yüksek sayımlara sahip bir görüntü oluşturur, böylece MRI ile korejistrasyon yapmak için tekil görüntü karelerinden daha kolaydır.</li>
		<li>18F-FDG toplam görüntüsünün MR görüntüler üzerindeki otomatik korejistrasyonunu gerçekleştirin (Şekil 2). Dönüşümü tüm bireysel 18F-FDG görüntü karelerine uygulayın. Daha sonra 11C-AcAc görüntülerine uygulanacak olan dönüşümü kaydedin.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>İlgi hacimleri (VOIs)
	<ol>
		<li>PMOD gibi bir segmentasyon yazılımı kullanarak MRI verilerini seçin ve manuel çizim için tercih edilen düzlemi seçin. Beyin bölgesi boyutuna ve görüntü kontrastına bağlı olarak manuel veya yarı-otomatik çizim aracını seçin. Beyin yapılarını standart bir sıçan beyin atlasına göre konumlandırın19.</li>
		<li>VOI'leri çizin. Şekil 3'te gösterildiği gibi; tüm beyni, korteksi, hipokampüsü, striatumu ve serebellumu segmente edin, ancak başka bölgeler de seçilebilir. Korejistre edilmiş 18F-FDG ve 11C-AcAc görüntülerine uygulanacak olan VOI'leri kaydedin.</li>
		<li>VOI'leri korejistre edilmiş 18F-FDG görüntülerine uygulayın. Beyin TAC'sini görselleştirmek için VOI istatistiklerini seçin. Gerektiğinde, ilk 30 saniyedeki bozunma düzeltmeli ortalama radyoaktiviteyi sonraki tüm zaman karelerinden çıkararak TAC'yi düzeltin.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Serebral metabolik hız hesaplaması
	<ol>
		<li>Beyin ve ilgili plazma TAC'lerini yükleyin.</li>
		<li>Patlak plot kinetik modelini seçin20,21. Toplu sabiti (lumped constant) 0.48 olarak ayarlayın22 ve ilgili plazma glukoz konsantrasyonunu girin (Şekil 4B). Patlak plot'tan maksimal bağıl sapmayı %5 olarak ayarlayın. Verileri modele uydurun.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>11C-AcAc görüntüleri
	<ol>
		<li>11C-AcAc taraması ile aynı sayıda kareye sahip olmak için ilk 24 zaman karesinin 18F-FDG toplam görüntüsünü hesaplayın. Aksi takdirde, 11C-AcAc/MRI korejistrasyonu başarısız olur. 18F-FDG'nin MRI üzerindeki otomatik korejistrasyonunu gerçekleştirin. 11C-AcAc görüntü korejistrasyonu için kullanılacak dönüşüm sürecini kaydedin.</li>
		<li>11C-AcAc görüntüleri için 4.2 ve 4.3 adımlarını tekrarlayın. 4.6.1 adımında 18F-FDG dönüşümünü kullanın ve bunu tüm bireysel 11C-AcAc görüntü karelerine uygulayın. 4.4 ve 4.5 adımlarını tekrarlayın ve kaydedilen 18F-FDG VOI'lerini kullanın. Toplu sabiti 1 olarak ayarlayın.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol><li>Tremblay, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automated+synthesis+of+11C-acetoacetic+acid%2C+a+key+alternate+brain+fuel+to+glucose%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Radiat.+Isot%22%5BJournal%5D)">Automated synthesis of 11C-acetoacetic acid, a key alternate brain fuel to glucose.</a> Appl. Radiat. Isot. 65, 934-940 (2007).</li>
<li>Pifferi, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mild+experimental+ketosis+increases+brain+uptake+of+11C-acetoacetate+and+18F-fluorodeoxyglucose%3A+a+dual-tracer+PET+imaging+study+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Nutr.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Mild experimental ketosis increases brain uptake of 11C-acetoacetate and 18F-fluorodeoxyglucose: a dual-tracer PET imaging study in rats.</a> Nutr. Neurosci. 14, 51-58 (2011).</li>
<li>Lopez-Grueso, R., Borras, C., Gambiniy, J., Vina, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((El+envejecimiento+y+la+ovariectomia+causan+una+disminucion+del+consumo+cerebral+de+glucosa+in+vivo+en+ratas+Wistar%5BTitle%5D)+AND+%22Revista+Espanola+de+Geriatria+y+Gerontologia%22%5BJournal%5D)">El envejecimiento y la ovariectomia causan una disminucion del consumo cerebral de glucosa in vivo en ratas Wistar.</a> Revista Espanola de Geriatria y Gerontologia. 45, 136-140 (2010).</li>
<li>Fueger, B. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impact+of+animal+handling+on+the+results+of+18F-FDG+PET+studies+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Nucl.+Med%22%5BJournal%5D)">Impact of animal handling on the results of 18F-FDG PET studies in mice.</a> J. Nucl. Med. 47, 999-1006 (2006).</li>
<li>Luo, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+7-+and+19-month-old+Tg2576+mice+using+multimodal+in+vivo+imaging%3A+limitations+as+a+translatable+model+of+Alzheimer%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiol.+Aging%22%5BJournal%5D)">Characterization of 7- and 19-month-old Tg2576 mice using multimodal in vivo imaging: limitations as a translatable model of Alzheimer's disease.</a> Neurobiol. Aging. 33, 933-944 (2012).</li>
<li>Poisnel, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Increased+regional+cerebral+glucose+uptake+in+an+APP%2FPS1+model+of+Alzheimer%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiol.+Aging%22%5BJournal%5D)">Increased regional cerebral glucose uptake in an APP/PS1 model of Alzheimer's disease.</a> Neurobiol. Aging. 33, 1995-2005 (2012).</li>
<li>Kenney, J. M., Marinelli, L. D., Woodard, H. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tracer+studies+with+radioactive+phosphorus+in+malignant+neoplastic+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Radiology%22%5BJournal%5D)">Tracer studies with radioactive phosphorus in malignant neoplastic disease.</a> Radiology. 37, 683-690 (1941).</li>
<li>Cunnane, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brain+fuel+metabolism%2C+aging%2C+and+Alzheimer%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Nutrition%22%5BJournal%5D)">Brain fuel metabolism, aging, and Alzheimer's disease.</a> Nutrition. 27, 3-20 (2011).</li>
<li>Shimoji, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+of+cerebral+glucose+metabolic+rates+in+the+anesthetized+rat+by+dynamic+scanning+with+18F-FDG%2C+the+ATLAS+small+animal+PET+scanner%2C+and+arterial+blood+sampling%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Nucl.+Med%22%5BJournal%5D)">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.</a> J. Nucl. Med. 45, 665-672 (2004).</li>
<li>Tantawy, M. N., Peterson, T. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simplified+%5B18F%5DFDG+image-derived+input+function+using+the+left+ventricle%2C+liver%2C+and+one+venous+blood+sample%5BTitle%5D)+AND+%22Mol.+Imaging%22%5BJournal%5D)">Simplified [18F]FDG image-derived input function using the left ventricle, liver, and one venous blood sample.</a> Mol. Imaging. 9, 76-86 (2010).</li>
<li>Roy, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+ketogenic+diet+increases+brain+glucose+and+ketone+uptake+in+aged+rats%3A+A+dual+tracer+PET+and+volumetric+MRI+study%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res%22%5BJournal%5D)">The ketogenic diet increases brain glucose and ketone uptake in aged rats: A dual tracer PET and volumetric MRI study.</a> Brain Res. , (2012).</li>
<li>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.. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aYu%2C+AS+%22J.+Nucl.+Med.%22">J. Nucl. Med.</a>. 50, 966-973 (2009).</li>
<li>Bentourkia, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((PET+study+of+11C-acetoacetate+kinetics+in+rat+brain+during+dietary+treatments+affecting+ketosis%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Physiol.+Endocrinol.+Metab%22%5BJournal%5D)">PET study of 11C-acetoacetate kinetics in rat brain during dietary treatments affecting ketosis.</a> Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 296, 796-801 (2009).</li>
<li>Menard, S. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Abnormal+in+vivo+myocardial+energy+substrate+uptake+in+diet-induced+type+2+diabetic+cardiomyopathy+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Physiol.+Endocrinol.+Metab%22%5BJournal%5D)">Abnormal in vivo myocardial energy substrate uptake in diet-induced type 2 diabetic cardiomyopathy in rats.</a> Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 298, 1049-1057 (2010).</li>
<li>Liistro, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brain+glucose+overexposure+and+lack+of+acute+metabolic+flexibility+in+obesity+and+type+2+diabetes%3A+a+PET-%5B18F%5DFDG+study+in+Zucker+and+ZDF+rats%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Cereb.+Blood+Flow+Metab%22%5BJournal%5D)">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.</a> J. Cereb. Blood Flow Metab. 30, 895-899 (2010).</li>
<li>Croteau, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Image-derived+input+function+in+dynamic+human+PET%2FCT%3A+methodology+and+validation+with+11C-acetate+and+18F-fluorothioheptadecanoic+acid+in+muscle+and+18F-fluorodeoxyglucose+in+brain%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+J.+Nucl.+Med.+Mol.+Imaging%22%5BJournal%5D)">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.</a> Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. 37, 1539-1550 (2010).</li>
<li>Bergeron, M., Cadorette, J., Beaudoin, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Performance+evaluation+of+the+LabPETTM+APD-based+digital+PET+scanner%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans.+Nucl.+Sci%22%5BJournal%5D)">Performance evaluation of the LabPETTM APD-based digital PET scanner.</a> IEEE Trans. Nucl. Sci. 56, 10-16 (2009).</li>
<li>Freemantle, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metabolic+response+to+a+ketogenic+breakfast+in+the+healthy+elderly%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Nutr.+Health+Aging%22%5BJournal%5D)">Metabolic response to a ketogenic breakfast in the healthy elderly.</a> J. Nutr. Health Aging. 13, 293-298 (2009).</li>
<li>Paxinos, G., Watson, C. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aPaxinos%2C+G+%22The+rat+brain+in+stereotaxic+coordinates.+sixth+edn%22">The rat brain in stereotaxic coordinates. sixth edn</a>. , Elsevier. (2007).</li>
<li>Patlak, C. S., Blasberg, R. G., Fenstermacher, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Graphical+evaluation+of+blood-to-brain+transfer+constants+from+multiple-time+uptake+data%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Cereb.+Blood+Flow+Metab%22%5BJournal%5D)">Graphical evaluation of blood-to-brain transfer constants from multiple-time uptake data.</a> J. Cereb. Blood Flow Metab. 3, 1-7 (1983).</li>
<li>Patlak, C. S., Blasberg, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Graphical+evaluation+of+blood-to-brain+transfer+constants+from+multiple-time+uptake+data.+Generalizations.%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Cereb.+Blood+Flow+Metab%22%5BJournal%5D)">Graphical evaluation of blood-to-brain transfer constants from multiple-time uptake data. Generalizations.</a> J. Cereb. Blood Flow Metab. 5, 584-590 (1985).</li>
<li>Sokoloff, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+14C+deoxyglucose+method+for+the+measurement+of+local+cerebral+glucose+utilization%3A+theory%2C+procedure%2C+and+normal+values+in+the+conscious+and+anesthetized+albino+rat%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurochem%22%5BJournal%5D)">The 14C deoxyglucose method for the measurement of local cerebral glucose utilization: theory, procedure, and normal values in the conscious and anesthetized albino rat.</a> J. Neurochem. 28, 897-916 (1977).</li>
<li>Robinson, A. M., Williamson, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Physiological+roles+of+ketone+bodies+as+substrates+and+signals+in+mammalian+tissues%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol+Rev%22%5BJournal%5D)">Physiological roles of ketone bodies as substrates and signals in mammalian tissues.</a> Physiol Rev. 60, 143-187 (1980).</li>
<li>Blomqvist, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Use+of+R-beta-%5B1-11C%5Dhydroxybutyrate+in+PET+studies+of+regional+cerebral+uptake+of+ketone+bodies+in+humans%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Use of R-beta-[1-11C]hydroxybutyrate in PET studies of regional cerebral uptake of ketone bodies in humans.</a> Am. J. Physiol. 269, 948-959 (1995).</li>
<li>Blomqvist, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+acute+hyperketonemia+on+the+cerebral+uptake+of+ketone+bodies+in+nondiabetic+subjects+and+IDDM+patients%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Physiol.+Endocrinol.+Metab%22%5BJournal%5D)">Effect of acute hyperketonemia on the cerebral uptake of ketone bodies in nondiabetic subjects and IDDM patients.</a> Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 283, 20-28 (2002).</li>
<li>Soret, M., Bacharach, S. L., Buvat, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Partial-volume+effect+in+PET+tumor+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Nucl.+Med%22%5BJournal%5D)">Partial-volume effect in PET tumor imaging.</a> J. Nucl. Med. 48, 932-945 (2007).</li>
<li>Jiang, L., Mason, G. F., Rothman, D. L., de Graaf, R. A., Behar, K. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cortical+substrate+oxidation+during+hyperketonemia+in+the+fasted+anesthetized+rat+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Cereb.+Blood+Flow+Metab%22%5BJournal%5D)">Cortical substrate oxidation during hyperketonemia in the fasted anesthetized rat in vivo.</a> J. Cereb. Blood Flow Metab. 31, 2313-2323 (2011).</li>
<li>Melo, T. M., Nehlig, A., Sonnewald, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neuronal-glial+interactions+in+rats+fed+a+ketogenic+diet%5BTitle%5D)+AND+%22Neurochem.+Int%22%5BJournal%5D)">Neuronal-glial interactions in rats fed a ketogenic diet.</a> Neurochem. Int. 48, 498-507 (2006).</li>
<li>Yudkoff, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Response+of+brain+amino+acid+metabolism+to+ketosis%5BTitle%5D)+AND+%22Neurochem.+Int%22%5BJournal%5D)">Response of brain amino acid metabolism to ketosis.</a> Neurochem. Int. 47, 119-128 (2005).</li>
<li>Matsumura, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessment+of+microPET+performance+in+analyzing+the+rat+brain+under+different+types+of+anesthesia%3A+comparison+between+quantitative+data+obtained+with+microPET+and+ex+vivo+autoradiography%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">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.</a> Neuroimage. 20, 2040-2050 (2003).</li>
</ol>

Yazarlar, rekabet eden hiçbir finansal çıkarları olmadığını beyan ederler.

Kritik adımlar
Bu ikili izleyicili PET protokolündeki kritik bir adım, kalbin sol ventrikülünü ve beyni aynı anda tarayabilmektir. Bunun için yeterli eksenel uzunluğa, yani minimum 7,5 cm'ye sahip bir PET tarayıcı gerekir. Beynin ve kalbin doğru şekilde tarandığı tarayıcı tablosunun (x, y ve z değerleri) tam konumunu belirlemek için birkaç test taraması gereklidir.
İzleyici enjeksiyonu da başarılı bir PET alımı için çok önemli bir noktadır. Kateter damara doğr...

Bağlam ve Gerekçe
Pozitron emisyon tomografisi (PET), beyindeki fonksiyonel süreçlerin minimal invaziv çalışmasını sağlar. Glikoz beynin ana enerji substratıdır, ancak glikoz eksikliği koşullarında ketonlar (asetoasetat [AcAc] ve β-hidroksibutirat) ana alternatif enerji substratlarıdır. Beyin enerji metabolizması, bir glikoz analoğu olan en yaygın PET izleyici olan 18F-florodeoksiglukoz (18F-FDG) kullanılarak PET tarafından geniş çapta incelenmiştir. Grubumuz yakın zamanda beyin keton metabolizmasını ölçmek için yeni bir radyoizleyici -11C-AcAc - geliştirdi1. Manyetik rezonans görüntüleme (MRG), PET'ten çok daha yüksek çözünürlüklü bir tekniktir (0,1 mm × 0,1 mm düzlem içi çözünürlük) ve beyin enerji metabolizmasının bölgesel PET analizi için gerekli anatomik beyin bölgelerini net bir şekilde lokalize etmek için gereklidir.
PET verileri genellikle standartlaştırılmış alım değerleri (SUV)2-6 olarak ifade edilir. SUV, ilk olarak 70 yıl önce önerildiği gibi, enjekte edilen doz / birim ağırlığın fraksiyonu ile normalize edilen doku aktivitesi konsantrasyonudur7. Bu birimler, daha basit PET edinimi ve görüntü analizi metodolojileri gerektirdikleri için hala yaygın olarak kullanılmaktadır. Bununla birlikte, önemli bir sınırlama, SUV'ların mutlak birimler değil göreceli olmasıdır ve bu da farklı çalışmalarda sonuçları karşılaştırmayı zorlaştırır. Bu karşılaştırma zorluğu, yaşlılarda beyin glukoz alımı ile ilgili literatürdeki çelişkili bulgulara katkıda bulunabilir8. Bu nedenle, kantitatif serebral metabolizma hızı (CMR; μmol / 100 g / dak)9-11 arasında belirli avantajlara sahiptir. CMR değerlerinin üretilmesi, dinamik bir PET edinimi gerektirir ve plazma radyoaktivitesi, zamanın bir fonksiyonu, yani plazma zaman-aktivite eğrisi (TAC) veya giriş fonksiyonu olarak sayılır. Giriş fonksiyonu, PET edinimi9,12 boyunca birden fazla kan örneklemesi ile veya bir kan havuzunda (kalbin sol ventrikülü veya ana arteri) ilgilenilen bir bölgenin çizildiği görüntüden türetilmiş giriş fonksiyonu (IDIF) yöntemiyle elde edilebilir11,13-16.
Goal
Yöntemimizin amacı, kemirgenlerde PET ve MRI kullanarak beynin iki temel enerji substratı olan glikoz ve ketonların alımını ilk kez kantitatif olarak karşılaştırmaktı. 11Aynı hayvanda C-AcAc ve 18F-FDG sırayla kullanıldı. Protokol, MR görüntülerinde açıkça görülebilen farklı ilgili beyin yapılarındaki (korteks, hipokampus, striatum ve beyincik) bölgesel tutulumları ölçmek için tasarlanmıştır. Protokol ayrıca, izleyici beyin alımının, yani hem 18F-FDG hem de 11C-AcAc'ın CMR'sinin kantitatif analizine izin vermek için özel olarak tasarlanmıştır. Bu protokol beyin enerji substratlarını incelemek için geliştirilmiş olsa da, kullandığımız radyoizleyiciler başkaları tarafından değiştirilebilir ve aynı metodoloji farklı beyin fonksiyonel süreçlerini incelemek için kullanılabilir.
Mevcut yöntemlere göre avantajları
PET ve MRG, hayvanın satın alındıktan sonra kurban edilmesini gerektirmez. Bu nedenle tedavilerin takip çalışmaları mümkündür. Böylece, deneysel bir koşulun izlediği temel veriler aynı hayvan içinde ölçülebilir, böylece hem biyolojik değişkenliği hem de gereken hayvan sayısını azaltır. Çift izleyicili PET protokolümüzün önemli bir avantajı, aynı görüntüleme seansında aynı fizyolojik koşullar altında aynı hayvanda her iki izleyici alımını karşılaştırmak ve böylece daha fazla biyolojik değişkenliği ve sistematik tutarsızlıkları azaltmaktır. Bu çift izleyicili PET protokolü, esas olarak 11° C'lik (20.4 dakika) kısa fiziksel yarı ömür ve 11C-AcAc'ın hızlı biyolojik yıkanması nedeniyle uygulanabilir, bu da 18F-FDG ile ikinci edinim sırasında minimum kalıntı 11C radyoaktivite bırakır. MRI taraması, izleyici alımının belirli beyin bölgelerinde incelenmesini sağladığı için bu protokolün önemli bir özelliğidir. Ek olarak, bu yöntem, SUV yöntemiyle elde edilen nispi birimlerin aksine, beyin izleyici alımının mutlak bir nicel ölçümünü sağlar. Son olarak, 11C-AcAc görüntüsü, fizyolojik koşullar altında nispeten düşük beyin AcAc alımı nedeniyle düşük bir sinyal-gürültü oranına sahiptir, bu da otomatik 11C-AcAc ve MR görüntülerinin kaydını zorlaştırır. Bu nedenle, 11C-AcAc ve 18F-FDG edinimi sıralı olduğundan (hayvanın hareketi olmadığından), 18F-FDG - MRI hizalaması 11C-AcAc görüntüsüne uygulanabilir.
Protokolün kullanıldığı anahtar kağıtlar
Genç sıçanlarda açlık durumu ile ketojenik diyetin (KD) karşılaştırılmasını içeren bir çalışmada çift izleyicili PET protokolünü kullandık2. Hem oruç tutmanın hem de KD'nin hem 11C-AcAc hem de 18F-FDG beyin alımını önemli ölçüde artırdığını gösterdik. Ancak o dönemde dinamik PET görüntüleme ve izleyici kinetik modelleme metodolojisini kullanmadığımız için bunlar nicel sonuçlar değildi. Daha sonra, yaşlanmanın ve KD'nin beyin 11C-AcAc ve 18F-FDG tutulumu11 üzerindeki etkisinin değerlendirildiği yaşlı sıçanlarda beyin metabolizması üzerine bölgesel ve kantitatif bir çalışma yaptık. Ayrıca, beyin bölgeleri arasındaki dağılım yüzdesinin 11C-AcAc ve 18F-FDG arasında farklı olduğunu gösterdik. Ayrıca, sadece 11C-AcC'nin CMR'si değil, aynı zamanda 18F-FDG'nin CMR'si de tüm beyinde ve KD'deki yaşlı sıçanların striatumunda artmıştır.

<table><tbody><tr><td>MRI tarayıcı</td><td>Varian</td><td></td><td>7 Tesla</td></tr><tr><td>Küçük hayvan PET tarayıcı</td><td>Gamma Medica</td><td></td><td>Lab-PET/-Triumph</td></tr><tr><td>Isı matı</td><td>Sunbeam</td><td>PN 143937</td><td></td></tr><tr><td>Isıtıcı sistemi</td><td>SA Instruments</td><td>761 100 Rev B</td><td></td></tr><tr><td>Solunum geçitli</td><td>SA Instruments</td><td>SAII'nin P-resp</td><td></td></tr><tr><td>Klinik kimya analizörü</td><td>Siemens Healthcare Diagnosis</td><td>765000.931</td><td>Dimension Xpand Plus</td></tr><tr><td>Polietilen boru 50&nbsp;</td><td>Becton Dickinson</td><td>427411</td><td></td></tr><tr><td>Enjeksiyon pompası</td><td>KD Scientific</td><td>Model 210</td><td></td></tr><tr><td>Gama sayacı</td><td>GMI</td><td>Packard Cobra II</td><td></td></tr><tr><td>Santrifüj</td><td>Thermo Scientific</td><td>75002416</td><td>Heraeus Pico 21</td></tr><tr><td>PMOD yazılımı</td><td>PMOD Technologies</td><td></td><td>PMOD 3.2 sürümü</td></tr><tr><td>Geiger sayacı Fluke</td><td>Biyomedikal</td><td>ASM-990</td><td>Gelişmiş Anket Ölçer</td></tr><tr><td>Reaktifi</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>İzofluran</td><td>Abbott Laboratories, Ltd</td><td>B506</td><td></td></tr>% <tr><td>0.9 NaCl çözeltisi</td><td>Hospira 4888010</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Heparin</td><td>Sandoz</td><td>1004336</td><td></td></tr><tr><td>İzopropenil asetat</td><td>Aldrich</td><td>11778</td>% <td>99</td></tr> <tr><td>Metillityum</td><td>Aldrich</td><td>197343</td><td>1.6 M</td></tr><tr><td>THF</td><td>Aldrich</td><td>87371</td><td></td></tr><tr><td>Flex reaktif kartuşu glikoz</td><td>Siemens Sağlık Teşhisi</td><td>DF40</td><td></td></tr><tr><td>Trizma tabanı</td><td>Sigma</td><td>T6066-500G</td><td>tris tamponu hazırlayın 100 mM pH 7.0</td></tr><tr><td>Sodyum oksamat</td><td>Sigma</td><td>O2751</td><td>20 mM</td></tr><tr><td>NADH</td><td>Roche</td><td></td><td>10128015001 0.15 mM</td></tr><tr><td>b-Hidroksibutirat dehidrojenaz</td><td>Toyobo</td><td>HBD-301</td><td>1 U/ml</td></tr></tbody></table>

rat bölgesel beyin enerji yüzeyleri alımına kantitatif tedbir için a Çift tracer pet-mr protokolü

A Dual Tracer PET-MRI Protocol for the Quantitative Measure of Regional Brain Energy Substrates Uptake in the Rat

Sıçanlarda beynin iki temel enerji substratının alımını karşılaştırmak için bir yöntem sunuyoruz: glikoz ve ketonlar (bu durumda asetoasetat [AcAc]). Geliştirilen yöntem, her bir hayvana sırayla 11C-AcAc ve 18F-florodeoksiglukoz (18F-FDG) enjekte edildiği bir küçük hayvan pozitron emisyon tomografisi (PET) protokolüdür. Bu çift izleyicili PET edinimi, 11° C'lik (20,4 dakika) kısa yarı ömür nedeniyle mümkündür. Sıçanlar ayrıca PET protokolünden yedi gün önce manyetik rezonans görüntüleme (MRI) edinimine tabi tutulur. Görüntü analizinden önce, PET ve MRI görüntüleri, bölgesel beyin tutulumunun (korteks, hipokampus, striatum ve beyincik) ölçülmesine izin vermek için birlikte kaydedilir. 11C-AcAc ve 18F-FDG beyin alımının (serebral metabolik hız; μmol/100 g/dak) kantitatif bir ölçüsü, görüntüden türetilmiş girdi fonksiyonu (IDIF) yöntemi kullanılarak kinetik modelleme ile belirlenir. Yeni çift izleyicili PET protokolümüz sağlam ve esnektir; Kullanılan iki izleyici, beyindeki diğer süreçleri değerlendirmek için farklı radyoizleyicilerle değiştirilebilir. Ayrıca, protokolümüz normal yaşlanma ve Alzheimer ve Parkinson hastalıkları gibi nörodejeneratif patolojiler gibi birçok durumda beyin yakıtı tedariki çalışmasına uygulanabilir.

Şekil 2'de görüldüğü üzere, 11C-AcAc alımı beynin kendi içinde düşüktür. Daha önce belirtildiği gibi, kısa süreli açlıkta beyin tarafından keton tüketimi oldukça düşüktür. 11C-AcAc alımı dil ve yanak kaslarında daha yüksektir. Nitekim ketonlar, sıçan iskelet kasları tarafından hızla alınır23. Buna karşılık, 18F-FDG alımı çoğunlukla beyinde ve yanak kaslarındadır. Şekil 2, korejistrasyon işlemi sırasında, aksiyal düzlemdeki bir hizalama nedeniyl...

Küçük hayvan pozitron emisyon tomografisi, beynin iki ana enerji substratının değerlendirilmesini sağlar: glikoz ve ketonlar. Mevcut yöntemde, her hayvana 11C-asetoasetat ve 18F-florodeoksiglukoz sırayla enjekte edilmekte ve bunların alımı, manyetik rezonans görüntülerinden belirlenen spesifik beyin bölgelerinde kantitatif olarak ölçülmektedir.

Rat Bölgesel Beyin Enerji Yüzeyleri Alımına Kantitatif Tedbir için A Çift Tracer PET-MR Protokolü

We present a method for comparing the uptake of the brain&#39;s two key energy substrates: glucose and ketones (acetoacetate [AcAc] in this case) in the ...

Aşağıdaki deneyin genel amacı, kemirgenlerde PET ve MRI kullanarak beynin iki temel enerji substratı olan glukoz ve ketonların bölgesel alımlarını nicel olarak karşılaştırmaktır. Bu işlem, öncelikle anatomik beyin bölgelerini yerelleştirmek için beynin bir manyetik rezonans görüntüleme çekiminin yapılmasıyla gerçekleştirilir. İkinci adım olarak, beyindeki keton ve glukoz alımının görüntülerini sağlayan karbon 11 asetoasetat ve flu ROIC glukoz veya FDG PET çekimleri yapılır. Ardından, PET ve MR görüntüleri beraber kaydedilir.Her iki PET radyotrakerinin bölgesel serebral alımını ölçmek amacıyla, beyin ve plazma zaman-aktivite eğrilerine dayalı olarak glukoz ve ketonların bölgesel serebral metabolik hızını gösteren sonuçlar elde edilir. Bu teknik, yaşlanma sürecindeki beyin enerji metabolizması alanındaki temel soruların, örneğin yaşla birlikte kötüleşen glukoz metabolizmasının beynin temel alternatif yakıtı olan ketonlar için de gerçekleşip gerçekleşmediğinin yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Hem beynin hem de kalbin doğru şekilde taranmış görüntülerinin elde edilmesi için tarayıcının gerçek görüş alanı önemli bir faktör ve kısıtlama olacaktır.Mevcut hayvan modeli, hedeflenen organların dağılımını karşılamak için 7,5 santimetrelik bir görüş alanı gerektirecektir. Test taramaları, tarayıcı masasının nihai konumunu belirleyecektir. Ketonların beyin enerji metabolizması için önemli olduğunu, ancak bu konuda neredeyse hiçbir şey bilinmediğini fark ettiğimizde bu yöntem fikrini ilk kez geliştirdik.Beynin bunları nasıl kullandığına dair prosedrenin gösterimi dikkatle incelenecektir. Sherbrooke Moleküler Görüntüleme Merkezi'nden bir araştırma uzmanı ve lisansüstü öğrencisi Michelle ett, öncelikle sıçanların bu protokole başlamadan önce en az yedi gün boyunca hayvan tesisinde aklimatize olmalarını sağlayarak başlarlar; ardından, hayvanın anesteziden tamamen kurtulmasına izin vermek için çift izleyici PET'ten bir ila iki hafta önce Beyin MRI taramaları gerçekleştirirler. Sıçanı MRI inceleme masasına başı önde olacak şekilde yüzüstü konumlandırın ve izofloran için bir burun konisi yerleştirin.Ayrıca, solunum hızının izlenebilmesi ve otomatik bir hava ısıtma sistemi ile vücut sıcaklığının 37 °C seviyesinde tutulabilmesi için solunum ve rektal probları yerleştirin. Hızlı spin ekosu puls sekansı kullanarak beynin T2 ağırlıklı MR görüntülerini elde edin. Görüntüleme tamamlandıktan sonra sıçanı ısıtmalı bir mat üzerine yerleştirin ve MR'dan bir ila iki hafta sonra anesteziden çıkış sürecini izleyin. PET taraması öncesinde sıçanı 18 saat boyunca aç bırakın.Avalanche fotodiyot detektörlerle donatılmış, yaklaşık 7,5 santimetre aksiyel görüş alanına ve 1,2 milimetre izotropik uzamsal çözünürlüğe sahip küçük hayvan PET tarayıcısı kullanın. İşleme sıçanı bir indüksiyon odasına yerleştirerek başlayın. Ardından sıçanı, izoflorin için burun konisi bulunan bir ısıtma matına aktarın ve görüntüleme öncesinde hayvanın tamamen anestezi altında olduğundan emin olun.Sentez işlemi bombardıman bitiminden itibaren 18 dakika sürdüğünden, karbon 11 asetoasetat sentezine bu sırada başlayın. Ayrıca, heparinli %0,9 sodyum klorür çözeltisi ile doldurulmuş bir PE 50 polietilen kateter hazırlayın. Sıçanı yan tarafına yatırın ve izleyici enjeksiyonu için kateteri kuyruk venine yerleştirin.Görüntüleme süreci boyunca kan örneği alabilmek için orta ventral kuyruk arterine ikinci bir kateter yerleştirin. Ardından sıçanı, burun konisi takılı halde, başı önde olacak şekilde pron pozisyonda hızla tarayıcı masasına aktarın. Daha sonra, beyin ve kalbin eş zamanlı olarak uygun şekilde görüntülenmesini sağlamak için tarayıcı masasını tarayıcının içine sürün; anatomik bir referans noktası olarak görüntü alanının kenarını sıçanın gözlerine hizalayın.Deney boyunca solunum hızını izleyin ve vücut sıcaklığını 37 °C düzeyinde tutun. Ardından, mililitre başına yaklaşık bir giga ERL konsantrasyonuna sahip karbon 11 asetoasetat çözeltisi kullanarak, yaklaşık 50 mega radyoaktivite içeren bir şırınga hazırlayın. 45 ile 55 mega arası değerler kabul edilebilir.Ardından hacmi salin ile 300 µL'ye ayarlayın. Şırıngayı bir enjeksiyon pompasına yerleştirin ve radyoaktif izleyici bolus enjeksiyonunu, yaklaşık 19 saniyelik bir enjeksiyon süresi için dakikada 1 mL hızında ayarlayın. Daha sonra, izleyicinin kan dolaşımına optimal şekilde enjekte edilmesini sağlamak için 300 µL salini dakikada 1 mL hızında hemen vermek üzere ikinci bir pompa kurun.Düzenli örnekleme modunu ayarlayın, enerji penceresini 250 ile 650 kilo elektron volt arasına getirin ve bolus enjeksiyonuna 30 saniye kala dinamik PET verile toplama işlemini başlatın. Toplam tarama süresi 20 dakika 30 saniye olmalıdır. İzleyici enjeksiyonundan önceki 32. veri toplama işlemi, daha sonra PET verilerinden çıkarılacak olan ortam arka planının ölçümünü sağlar.Karbon 11 asetoasetat enjeksiyonunun başlamasından yaklaşık 15 ve 18 dakika sonra iki adet 200 microliter kan örneği toplayın ve kan pıhtılaşmasını önlemek için her örneklemeden sonra katetere heparinli salin enjekte edin. Kan örneklemesinin başlangıç ve bitiş saatlerini not edin ve ortalama süreyi hesaplayın. Plazma toplamak için örnekler 6, 000 RPM hızında beş dakika boyunca santrifüj edilmelidir.Ardından, PET tarayıcısı ile kalibre edilmiş bir gama sayacı kullanılarak radyoaktivite sayımları ölçülür. Karbon 11 asetoasetat taramasından sonra, radyoaktivitenin büyük kısmının bozunmuş olduğundan emin olmak için 20 dakikalık bir bekleme süresi bırakın. Bu süre zarfında, konsantre bir FDG çözeltisi kullanarak yaklaşık 50 megal miktarında bir şırınga hazırlayın.Hacmi tekrar serum fizyolojik ile ayarlayın ve infüzyon pompasını daha önce açıklandığı şekilde kurun. Şimdi, yine enjeksiyondan önceki 30 saniyeyi de kapsayacak şekilde, toplam süresi 40,5 dakika olan dinamik bir görüntüleme başlatın. FDG enjeksiyonu başladıktan yaklaşık 30 ve 35. dakikalarda, iki adet 200 µL kan örneği toplayın.Ardından FDG alımının sonunda, son bir 200 µL kan örneği alın. Tarama tamamlandığında, PET görüntülerini şu zaman çizelgesine göre rekonstrükt edin: birer 30, 12'şer 5, sekizer 30 ve n'er 300 saniye; burada carbon 11 ACETOACETATE alımı için n eşittir üç ve FDG alımı için n eşittir yedidir. Analize başlamak için, bir plazma zaman aktivite eğrisi oluşturmak amacıyla P mode yazılımını veya küçük hayvan PET görüntü analizi için eşdeğer bir sistemi kullanın.Önce FDG verilerini, ardından radyoaktif izleyicinin ağırlıklı olarak kanda bulunduğu enjeksiyon sonrası ilk 60 saniyeye ait bazı görüntü çerçevelerini yükleyin. Daha sonra, manuel bir çizim aracı kullanarak, kan havuzunun kenarının yaklaşık bir milimetre içerisinden sol ventrikül boşluğu kan havuzu üzerine bir ilgi alanı veya VOI çizin. Bu işlem, doku dahil edilmemesini sağlar ve doku radyoaktivitesinin kan havuzuna sızmasını önler.Ardından VOI'yi tüm dinamik görüntü serisine kopyalayın ve zamanın bir fonksiyonu olarak radyoaktivite eğrisi oluşturun. Sonra, bir hesap tablosunda, görüntüleme sırasında alınan iki plazma örneğinin radyoaktivite sayımlarını kullanarak plazma zaman aktivite eğrisini düzeltin. Burada görülen denklemi kullanın.Ayrıca, enjeksiyon öncesindeki FDG taramasının ilk 30 saniyesinde karbon 11 asetoasetattan kaynaklanan kalıntı radyoaktivite olup olmadığını doğrulayın. Eğer varsa, zaman-aktivite eğrisinin sonraki tüm zaman dilimlerinden şu faktörü çıkarın. Ardından, tüm 28 FDG zaman dilimini MR görüntüleriyle aynı yönde yükleyin ve FDG toplam görüntüsünü hesaplayın.Ardından, FDG toplam görüntüsünün MR görüntüleri üzerine otomatik ko-kaydını gerçekleştirin. Dönüşümü tüm bireysel FDG görüntü karelerine uygulayın ve daha sonra karbon 11 asetoasetat görüntülerine uygulanacak olan dönüşümü kaydedin. Bu işlem, karbon 11 nedeniyle gereklidir.Asetoasetat görüntüleri düşük sinyal-gürültü oranına sahiptir ve otomatik eşleştirme zordur. Ardından, segmentasyon yazılımını kullanarak MR verilerini seçin ve manuel çizim için tercih edilen düzlemi belirleyin. Beyne, bölge boyutuna ve görüntü kontrastına bağlı olarak manuel veya yarı otomatik çizim aracı kullanılabilir.Standart bir sıçan beyin atlası segmentine göre beyin yapılarını (burada görüldüğü üzere tüm beyin korteksi, hipokampus, satu ve serebellum veya gerektiğinde diğer bölgeleri) belirleyin. Corejistre edilmiş FDG ve karbon 11 asetoasetat görüntülerine uygulanacak olan VOI'leri kaydedin. İlk olarak, VOI'leri FDG corejistre edilmiş görüntülere uygulayın.Gerekirse, beyin zaman aktivite eğrisini görselleştirmek için VO i istatistiklerini seçin. Serebral metabolik hız hesaplaması yapmak için ilk 30 saniyedeki bozunma düzeltmeli ortalama radyoaktiviteyi sonraki tüm zaman çerçevelerinden çıkararak eğriyi düzeltin, beyin ve ilgili plazma zaman aktivite eğrilerini yükleyin. Ardından LAC grafik kinetik modelini seçin ve toplu sabiti 0.48 olarak ayarlayıp ilgili plazma konsantrasyonunu girin.Plac grafiğinden maksimum göreceli sapmayı %5 olarak ayarlayın ve verileri modele uydurun. Ardından, Karbon 11 asetoasetatın MRI ile eş kaydına (co-registration) geçin. Öncelikle, Karbon 11 asetoasetat taramasıyla aynı sayıda kareye sahip olmak için ilk 24 zaman çerçevesinin FDG toplam görüntüsünü hesaplayın.Ardından, karbon 11 asetoseetat görüntü ko-kaydı için FDG iki MRI transformasyon sürecini kullanın. Plazma zaman aktivite eğrisi hesaplamalarını ve ko-kayıt adımlarını karbon 11 asetoseetat görüntüler için tekrarlayın. FDG transformasyonunu tüm bireysel karbon 11 asetoseetat görüntü karelerine uygulayın.Son olarak, kaydedilmiş FDG VOI'lerini kullanın ve toplam sabiti bir olarak ayarlayarak serebral metabolik hızı yeniden hesaplayın. Burada, eş-kayıt işlemi sırasında MR görüntülerinin sabit kaldığını ve aksiyel düzlemdeki bir hizalama nedeniyle PET görüntülerinin hareket ettiğini görebiliriz. Bu grafik, tüm beyin FDG tutulumunun kinetik modellemesini göstermektedir.Beyin tutulumundan sonra P modu yazılımı kullanılarak kararlı duruma ulaşılır. Eğri, eğimi beyin girişini temsil eden düz bir çizgi ile sonuçlanır. Tüm beyin için FDG'nin tipik beyin girişi ve dağılım hacmi değerleri sırasıyla yaklaşık 0,0165 dakika⁻¹ ve yaklaşık 0,6425 mL kan/mL dokudur.Bu prosedürün ardından, tüm beyindeki beklenen serebral glikoz metabolizma hızı yaklaşık olarak 100 gram başına dakikada 25 micromoles'dur. Ek soruları yanıtlamak için western blot gibi diğer yöntemler uygulanabilir. Örneğin, belirli bir durumda glikoz ve keton beyin taşıyıcılarının ekspresyonunun değişip değişmediği araştırılabilir.Bu tekniğin geliştirilmesiyle birlikte, beyin antijen metabolizmasıyla ilgilenen araştırmacıların kemirgenlerde ve diğer hayvan modellerinde yaşlanma, nörodejeneratif hastalıklar ile tümör gelişimi ve tedavisi süreçlerinde yer alan fizyolojik ve patolojik süreçleri inceleyebilmeleri için yeni bir pencere açmış olduk. Radyasyonla çalışmak ek önlemler gerektirir. Radyoaktif izleyici ile kurşun zırh arkasında işlem yapılması.Bu deney için vücut ve yüzük dozimetresi takılması zorunludur. Kontaminasyondan arındırılmış bir çalışma alanını korumak için Geiger sayacı kullanarak personel ve alan taramaları yapmak hayati önem taşır.

a-dual-tracer-pet-mri-protocol-for-quantitative-measure-regional

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Sinirbilim

Serebral iskemiden kaynaklanan beyin hasarı, enjekte edilebilir radyoaktif prob, 18F-florodeoksiglukoz ile birleştirilmiş klinik öncesi pozitron emisyon tomografisi kullanılarak sıçanlarda non-invaziv olarak görüntülenebilir ve incelenebilir. Ayrıca, ilgi hacmi (VOI) beyin şablonlarını içeren modern yazılım araçlarının kullanılması, bu çalışmalardan elde edilen nicel bilgileri önemli ölçüde artırmaktadır.

Pozitron Emisyon Tomografi ile kullanma Non-invaziv Görüntüleme ve Serebral iskemi Analizi Yaşam Sıçanlarda<sup&gt; 18</sup&gt; F-FDG

Burada sunulan yöntem, eşzamanlı pozitron emisyon tomografisi ve manyetik rezonans görüntüleme kullanır. Serebral hipoksi-iskemi modelinde, difüzyon ve glukoz metabolizması dinamik değişimler sırasında ve yaralanma sonrası ortaya çıkar. Anlamlı multi-modal görüntüleme verileri elde edilecek iseniz bu modelde gelişen ve 'tekrarı hasar eşzamanlı edinimi gerektirir.

Fare Serebral Hipoksi-iskemi sırasında Eşzamanlı PET / MR Görüntüleme

Sıçan beyninin tek taraflı hemisferine, biauriküler çizginin tepe noktasına 1 cm yanal 25 mm'lik şekil-8 bobini yerleştirerek ve bobini 45° açıyla açılandırarak tekrarlayan transkraniyal manyetik stimülasyon (rTMS) uyguladık. rTMS için 20 dakikadan fazla bir süre boyunca şirket içi bir su soğutma sistemi kullanıldı.

Sıçan Beyin Tek Taraflı Yarımküre için Transkraniyal Manyetik Uyarım

Protein sentezini hücreler için kritik bir biyolojik süreçtir. Beyinde, adaptif değişiklikler için gereklidir. Sağlam beyinde protein sentezinin oranlarının ölçülmesi dikkatli metodolojik hususlar gerektirir. Burada L-[1-14C]-leucine nicel autoradiographic yöntemi, serebral protein sentezinin bölgesel oranlarının in vivo olarak belirlenmesi için sunuyoruz.

Serebral protein sentezi In vivo bölgesel oranlarının belirlenmesi için nicel Autoradiographic yöntemi

Kan oksijen-düzey-bağımlı tarafından fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme (kalın fMRI) (S1BF denir) karşılık gelen somatosensor varil alan korteks alanı doğru olan aktif, ana kontrol ettikten sonra bu çalışmanın hedeftir laktat içeriği ölçmek için 7 T., yerelleştirilmiş proton manyetik rezonans spektroskopi (1H-Bayan) tarafından aktif sıçan beyin...

Fonksiyonel Manyetik rezonans spektroskopi 7 fare varil kortekste bıyık etkinleştirme sırasında T

Bu el yazması FDG-PET (sabit infüzyon ve bolus artı infüzyon) için iki radiotracer yönetim protokolünü açıklar ve bolus yönetimi ile karşılaştırılır. 16 s zamansal çözünürlükleri bu protokoller kullanılarak elde edilebilir.

İnsan Beyninin Yüksek Zamansal Çözünürlük pozitron Emisyon Tomografisi için Radiotracer İdaresi: FDG-fPET Uygulaması

Bu protokol, multipl sklerozun bir hayvan modelinde pozitron emisyon tomografisi (PET) görüntüleme ile in vivo miyelin değişikliklerini (demiyelinasyon ve remiyelinasyon) izlemeyi amaçlamaktadır.

Multipl Sklerozun Lysolecithin Rat Modelinde Miyelin İçeriğinin In Vivo Ölçümü için Pozitron Emisyon Tomografi Görüntüleme

Bu protokol, düşük doz deksmedetomidin ile birlikte düşük doz izofluran kullanan bir sıçandan kararlı istirahat durumu fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme (rs-fMRI) verilerini elde etmek için bir yöntem açıklar.

Sıçanda Dinlenme Durumu Fonksiyonel Manyetik Rezonans Görüntüleme Verilerinin Alınması

Burada, küçük hayvanlar için yüksek çözünürlüklü pozitron emisyon tomografisi/bilgisayarlı tomografi kullanılarak kardiyak fonksiyon ve morfolojinin nicelleştirilmesi için deneysel bir görüntüleme protokolü sunulmaktadır. Hem fareler hem de sıçanlar, iki tür için bilgisayarlı tomografi kontrast maddelerinin farklı gereksinimlerini tartışarak göz önünde bulundurulur.

Yüksek Çözünürlüklü Kardiyak Pozitron Emisyon Tomografisi/Küçük Hayvanlar için Bilgisayarlı Tomografi

PET ile oksijen ve glukoz metabolizmasının kantitatif ölçümleri yerleşik teknolojilerdir, ancak pratik protokollerin ayrıntıları literatürde seyrek olarak tanımlanmıştır. Bu makale, son teknoloji pozitron emisyon tomografisi-bilgisayarlı tomografi tarayıcısında başarıyla uygulanan pratik bir protokolü sunmaktadır.

Uçuş Zamanı Pozitron Emisyon Tomografisi-Bilgisayarlı Tomografi Tarayıcı Kullanılarak Beyin Oksijen ve Glikoz Metabolizmasının Çok İzleyicili Çalışmaları

Dinamik pozitron emisyon tomografisi (PET) verilerinin elde edilmesi ve zaman dilimlerine göre yeniden yapılandırılması, tek denek düzeyinde metabolik beyin bağlantı analizine olanak tanır. Sıçan beyninin [18F]FDG dinamik PET verilerini elde etmek ve ilgilenilen hacimlerin zaman-aktivite eğrilerinin çıkarılması yoluyla bir bağlantı matrisi elde etmek için bir yöntem açıklıyoruz.

Tek Denek Düzeyinde 2-Deoksi-2-[18F]Floro-D-Glukoz Dinamik Pozitron Emisyon Tomografisi Kullanılarak Metabolik Beyin Bağlantısının İncelenmesi

Keşfedin farelerde PET-MR ile beyin enerji metabolizmasının kantitatif analizini. Glukoz ve keton alımını bölgesel olarak ölçerek yaşlanmaya bağlı metabolik değişiklikleri anlamaya yardımcı olur.

Rat Bölgesel Beyin Enerji Yüzeyleri Alımına Kantitatif Tedbir için A Çift Tracer PET-MR Protokolü

Daha fazla video keşfet