Les images représentatives présentent une souris femelle déficiente en apolipoprotéine E (Apoe-/-). Les protocoles expérimentaux ont été examinés et approuvés par l’Institutional Animal Care and Use Committee de l’Université de Californie à Los Angeles. 1. Numérisation des animaux Entre les deux acquisitions d’images, nourrissez la souris avec un régime standard sans aucune intervention. Cependant, avant la première image à l’âge de 15 mois, passez à un régime occidental (21 % de matières grasses, 0,2 % de cholestérol) de 12 à 14 mois pour induire une calcification aortique de base. Assurez-vous que le scanner microPET/CT est régulièrement calibré pour une acquisition optimale des données TEP et un co-enregistrement CT. Effectuez les étalonnages conformément aux instructions du fabricant. Anesthésier la souris à l’aide d’un gaz isoflurane à 2 % dans une chambre pendant 10 minutes avant l’imagerie. Confirmez l’anesthésie en pinçant l’orteil de l’animal sans réponse. Acquérez des images microPET (350-650 keV, temps de balayage de 10 min) et microCT 100 μm (80 kVp, 150 μA, projection 720, temps de balayage de 1 min) dans un scanner microTEP/TDM combiné 60 min après l’injection intraveineuse de 3,7 MBq de 18F-NaF. Obtenez les examens microCT immédiatement après les examens microTEP.REMARQUE : Le lit du scanner a déplacé l’animal du modal TEP au modal CT pendant que l’animal restait sous anesthésie et dans la même position. Reconstruisez des images microPET à l’aide d’un algorithme de maximisation des attentes de sous-ensembles ordonné en 3D (24 sous-ensembles et 3 itérations), avec correction aléatoire, d’atténuation et de décroissance. Reconstruisez les images CT à l’aide d’un algorithme de Feldkamp modifié.REMARQUE : Après l’imagerie, la souris a été surveillée jusqu’à ce qu’elle retrouve une conscience suffisante pour maintenir le décubitus sternal. À la fin de l’étude longitudinale, toutes les souris ont été euthanasiées. 2. Importer des fichiers DICOM dans le logiciel de visualisation DICOM REMARQUE : Bien que ce protocole représentatif utilise le logiciel ORS Dragonfly sous une licence non commerciale, sa flexibilité s’étend à d’autres options logicielles de visionneuse DICOM. Lancez le logiciel DICOM viewer en double-cliquant sur l’application. Accédez à Fichier dans le coin supérieur gauche. Dans le menu déroulant, sélectionnez Importer des images DICOM… pour afficher l’affichage de la fenêtre Gérer les images DICOM (Fichier supplémentaire 1 – Figure supplémentaire S1A). Dans la fenêtre Gérer les images DICOM , cliquez sur l’onglet Contenu du dossier . Sur le côté droit, sélectionnez Ouvrir le dossier… pour choisir les dossiers contenant les fichiers DICOM d’intérêt dans une étude longitudinale (Fichier supplémentaire 1 – Figure supplémentaire S1B). Identifiez les dossiers contenant les fichiers DICOM. Cliquez sur Sélectionner un dossier pour importer le premier dossier dans la fenêtre Gérer les images DICOM (Fichier supplémentaire 1 – Figure supplémentaire S1C). Sélectionnez les fichiers DICOM PET (« PT ») et CT (« CT ») dans la fenêtre Gérer les images DICOM . Par la suite, cliquez sur Voir l’étude sur le côté droit pour ouvrir toutes les images DICOM importées (Fichier supplémentaire 1 – Figure supplémentaire S1D). Répétez les étapes 2.4 et 2.5 pour chaque dossier contenant des images DICOM liées au même sujet unique dans l’étude longitudinale. 3. Ajustez les paramètres de la visionneuse DICOM pour optimiser la visualisation de l’image Modifiez la mise en page pour afficher quatre vues (3D, transversale, coronale, sagittale), comme illustré dans le fichier supplémentaire 1 – Figure supplémentaire S2. Dans la liste déroulante Mise en page sur le côté gauche, recherchez Vues (dans la scène sélectionnée) et sélectionnez une mise en page qui affiche quatre vues. Renommez les images pour indiquer les points temporels et s’il s’agit d’images TEP ou CT. Sélectionnez le nom de l’image et double-cliquez pour renommer chaque image. Activez une image en accédant à la liste déroulante Propriétés et paramètres des données sur le côté droit. Cliquez sur l’icône en forme d’œil à gauche de chaque nom d’image pour basculer la visibilité (Fichier supplémentaire 1 – Figure supplémentaire S2) Ajustez la luminosité et le contraste sur chaque image CT, individuellement.REMARQUE : La luminosité et la plage de contraste optimales de la tomodensitométrie peuvent varier en fonction du sujet, du protocole d’imagerie, du scanner et des paramètres de reconstruction25,26 ; Cependant, tous les ajustements doivent être cohérents pour un seul sujet dans une étude longitudinale.Sélectionnez et activez une image CT en cliquant sur le nom de l’image sous Propriétés et paramètres des données (Fichier supplémentaire 1 – Figure supplémentaire S2). Recherchez l’histogramme dans la liste déroulante Mise à niveau de la fenêtre située dans l’onglet Principal sur le côté gauche de l’écran d’affichage. Activez LogY au-dessus de l’histogramme ; ensuite, cliquez et faites glisser les indicateurs de plage jaunes pour englober complètement le deuxième pic de l’histogramme (Fichier supplémentaire 1 – Figure supplémentaire S3A). Effectuez de légers ajustements jusqu’à ce que la luminosité/le contraste optimal soit atteint ; reportez-vous à la figure 2B pour un exemple d’image CT ajustée en luminosité/contraste. Recherchez la zone Plage sélectionnée sous l’histogramme de nivellement de la fenêtre (Fichier supplémentaire 1 – Figure supplémentaire S3B). Prenez note des valeurs Plage sélectionnée à utiliser dans les étapes suivantes. Sélectionnez et activez une deuxième image CT (Fichier supplémentaire 1 – Figure supplémentaire S3C). Entrez les valeurs de plage sélectionnées de la première image CT dans la case Plage sélectionnée pour la deuxième image CT (Fichier supplémentaire 1 – Figure supplémentaire S3B-S3D). Répétez l’opération pour toutes les images consécutives. Affinez chaque image PET en ajustant le filtre Table de correspondance, individuellement.REMARQUE : La plage optimale de l’échelle de couleurs TEP peut varier en fonction du sujet, du protocole d’imagerie, du scanner et des paramètres de reconstruction27 ; Cependant, tous les ajustements doivent être cohérents pour un seul sujet dans une étude longitudinale.Sélectionnez et activez une image PET en cliquant sur le nom de l’image sous Propriétés et paramètres des données (Fichier supplémentaire 1 – Figure supplémentaire S2). Dans la liste déroulante Mise à niveau de la fenêtre de l’onglet Principal , recherchez la table de correspondance (LUT) et faites défiler pour trouver PET dans la liste déroulante LUT et sélectionnez le filtre PET (Fichier supplémentaire 1 – Figure supplémentaire S4A). Affinez la plage sélectionnée à l’aide de l’histogramme sous la liste déroulante Mise à niveau de la fenêtre pour obtenir une visualisation optimale. Activez LogY au-dessus de l’histogramme ; ensuite, cliquez et faites glisser les indicateurs de plage jaunes vers la position indiquée dans la figure supplémentaire S4B (fichier supplémentaire 1). Effectuez de légers ajustements jusqu’à ce que la plage sélectionnée optimale soit atteinte pour la visualisation d’images TEP ; reportez-vous à la figure 2D pour un exemple d’image TEP/TDM ajustée pour une plage sélectionnée optimale. Recherchez la liste déroulante Plage sélectionnée sous l’histogramme de nivellement de la fenêtre (Fichier supplémentaire 1 – Figure supplémentaire S4B). Notez les valeurs de plage sélectionnées à utiliser dans les étapes suivantes. Sélectionnez et activez une deuxième image PET (Fichier supplémentaire 1 – Figure S4C). Répétez l’étape 3.5.2 pour la deuxième image. Entrez les valeurs de plage sélectionnées de la première image PET dans la zone Plage sélectionnée pour la deuxième image PET (Fichier supplémentaire 1 – Figure S4B-S4D). Répétez l’opération pour toutes les images consécutives. Figure 2 : Réglage des paramètres de la visionneuse DICOM pour optimiser la visualisation de l’image. (A,B) Vue coronale des images CT (A) avant et (B) après le réglage du contraste/luminosité. (C, D) Vue coronale des images TEP/TDM (C) avant et (D) après l’ajustement de la table de correspondance. Abréviations : TDM = tomodensitométrie ; TEP = tomographie par émission de positons. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure. 4. Alignez la zone de la poitrine sur les images CT REMARQUE : Pour plus de simplicité, une image CT servira d’image « de base » et ne sera ni traduite ni tournée. La deuxième image CT (et éventuellement les images en série suivantes) sera traduite et/ou tournée pour s’aligner sur l’image de base ; Aux fins de la démonstration, on l’appellera l’image « superposée ». Tout au long de l’alignement, il est important de faire la distinction entre l’image de base et toutes les autres images de superposition. Désactivez toutes les images TEP et activez l’image CT de base en cliquant sur l’icône en forme d’œil à gauche de chaque nom d’image dans la liste déroulante Propriétés et paramètres des données . Modifiez l’opacité de l’image CT à ~50%. Cliquez sur l’une des vues 2D. Sous la boîte Nivellement de la fenêtre , recherchez la liste déroulante Mappage de l’opacité et faites glisser l’échelle de l’opacité vers le centre (Fichier supplémentaire 1 – Figure S5). Allumez l’image CT superposée et répétez l’étape 4.2. Modifiez le filtre de l’image CT superposée pour faire la distinction entre l’image CT de base et l’image CT superposée. Dans la liste déroulante Mise à niveau de la fenêtre de l’onglet Principal , recherchez Table de correspondance (LUT). Dans la liste déroulante LUT, faites défiler et cliquez sur le filtre rouge .REMARQUE : Il doit maintenant y avoir deux images CT dans chaque vue, comme illustré dans la figure supplémentaire S5 (fichier supplémentaire 1). Utilisez les outils Traduction/Rotation dans les vues 2D pour aligner la zone de la poitrine dans l’image de superposition aussi près que possible de celle de l’image de base. Reportez-vous à la cage thoracique, à la partie supérieure de la colonne vertébrale et au sternum comme indicateurs d’alignement de la poitrine sur l’image CT.REMARQUE : Les actions suivantes ne peuvent être exécutées que dans des vues 2D (transversale, coronale ou sagittale) (Fichier supplémentaire 1 – Figure supplémentaire S1). Pour un résultat optimal, basculez entre les trois vues 2D et utilisez les outils de translation/rotation pour aligner la zone de la poitrine dans chaque vue.Sélectionnez l’image de superposition dans la liste déroulante Propriétés et paramètres des données et cliquez une fois pour sélectionner l’une des vues 2D. Recherchez la liste déroulante Traduire/Pivoter sous l’onglet Principal et cliquez sur l’icône Déplacer (Fichier supplémentaire 1 – Figure S6A). Cliquez et faites glisser la boîte de traduction dans le coin inférieur gauche et faites pivoter le point de pivot au centre de la vue 2D sélectionnée pour déplacer l’image de superposition afin de l’aligner grossièrement sur l’image de base (Fichier supplémentaire 1 – Figure supplémentaire S6B). Reportez-vous aux structures osseuses pour la référence de l’alignement. Trouvez l’outil Suivre sous la liste déroulante Manipuler et déplacez l’axe vers la zone de la poitrine en cliquant et en faisant glisser le centre de l’axe. Zoomez sur la poitrine en cliquant sur le bouton de défilement central de la souris de l’ordinateur et en faisant glisser la souris loin de l’écran (Fichier supplémentaire 1 – Figure supplémentaire S6C). Affinez l’alignement pour un positionnement précis avec les structures thoraciques telles que la cage thoracique, la partie supérieure de la colonne vertébrale et le sternum grâce à d’autres ajustements de translation et de rotation. Basculez entre les vues 2D et répétez les étapes 4.5.3-4.5.4 jusqu’à ce que les deux images soient alignées pour ressembler à la figure 3. Une fois que les images CT de base et de superposition sont alignées, redéfinissez le filtre de l’image CT superposée en niveaux de gris sous la liste déroulante LUT. Répétez la section 4 pour toutes les images CT superposées du même animal, en utilisant une image de base constante. Figure 3 : Alignement de toutes les images CT. (A,B) Vue coronale des images CT de base (grise) et de superposition (rouge) (A) avant et (B) après l’alignement. (C, D) Vue sagittale des images CT (C) avant et (D) après l’alignement. Les flèches bleues indiquent la souris (1) la cage thoracique, (2) la colonne vertébrale et (3) le sternum. Abréviation : CT = tomodensitométrie. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure. 5. Co-enregistrez les images TEP avec les images CT correspondantes REMARQUE : L’alignement de l’image CT de superposition et de l’image CT de base entraînera initialement un désalignement de l’image CT de superposition avec son image TEP respective vue à la figure 4. L’image TEP doit être à nouveau co-enregistrée avec l’image CT correspondante. Activez l’image CT superposée et son image PET respective en cliquant sur l’icône en forme d’œil à gauche de chaque nom d’image. Modifiez l’opacité des images TEP et TDM à ~50%. Dans la liste déroulante Mise à niveau de la fenêtre , recherchez la liste déroulante Mappage de l’opacité et faites glisser l’échelle de l’opacité vers le centre (Fichier supplémentaire 1 – Figure supplémentaire S5). Utilisez les outils Translate/Rotate dans les vues 2D pour aligner l’image TEP avec l’image CT correspondante, en fonction de la structure osseuse de l’image CT et de la surface osseuse 18F-NaF de l’image TEP.Sélectionnez l’image PET correspondant à l’image CT superposée dans la liste déroulante Propriétés et paramètres des données et cliquez une fois pour sélectionner l’une des vues 2D. Recherchez la liste déroulante Traduire/Pivoter sous l’onglet Principal et cliquez sur l’icône Déplacer (Fichier supplémentaire 1 – Figure supplémentaire S6A). Cliquez et faites glisser sur la zone de traduction dans le coin inférieur gauche et faites pivoter le point de pivot au centre de la vue 2D sélectionnée (Fichier supplémentaire 1 – Figure supplémentaire S6B) pour déplacer l’image PET afin qu’elle corresponde à l’image CT. Répétez la section 5 pour toutes les images TEP et TDM superposées qui ne sont pas co-enregistrées avec leurs images CT.REMARQUE : Si le co-enregistrement est terminé, les images TEP/TDM correspondantes doivent être alignées sur toute la longueur du corps, comme illustré à la figure 4. Figure 4 : Alignement des images TEP avec l’image CT correspondante. Une image TEP représentative et son image CT correspondante (A, C) avant et (B, D) après le co-enregistrement. Une fois le co-enregistrement terminé, les images TEP et TDM doivent être alignées comme le montre le panneau B. Abréviations : TDM = tomodensitométrie ; TEP = tomographie par émission de positons. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure. 6. Identifier la calcification cardiovasculaire Identifiez le point temporel avec les plus grandes régions calcifiées prédites dans l’étude longitudinale (c’est-à-dire le point temporel de calcification tardive ou les sujets prétraités). Sélectionnez l’image correspondant à ce point temporel pour servir d’image « de référence », en mettant l’accent sur la calcification la plus distinctement visible. Cette image choisie servira ensuite de modèle de comparaison avec toutes les autres images contenant des zones de calcification plus petites à différents points temporels. Allumez l’image CT de référence en cliquant sur l’icône en forme d’œil à gauche de l’image. Sélectionnez l’outil Suivre dans la liste déroulante Manipuler et déplacez le centre de l’axe autour de la région cardiaque. Zoomez pour trouver les régions calcifiées (petits sites denses brillants) superposées à la silhouette cardiaque entre la cage thoracique, le sternum et la colonne vertébrale (Figure 5). Si les régions calcifiées ne sont pas immédiatement visibles, faites défiler les calques de chaque image en sélectionnant une vue 2D et en faisant défiler avec la souris. Déplacez l’axe du suivi pour qu’il survole la région calcifiée, garantissant ainsi sa visibilité sur toutes les vues 2D. Pour une référence visuelle des régions de calcification dans une image CT de souris, consultez la figure 5. Activez l’image PET correspondante pour valider la présence de calcification.REMARQUE : Si les paramètres de l’image TEP et le co-enregistrement ont été correctement ajustés, l’image TEP devrait afficher l’activité autour de la région calcifiée, comme illustré à la figure 5D. Figure 5 : Identification des régions calcifiées du cœur. Les régions de calcification sont représentées dans des images CT représentatives (A) sagittales, (B) transversales et (C) coronales, ainsi que (D) une image coronale TEP/TDM. Les flèches jaunes indiquent les dépôts de calcium. Les flèches bleues identifient les structures de référence utilisées pour déterminer l’emplacement de la calcification. Abréviations : TDM = tomodensitométrie ; TEP = tomographie par émission de positons. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure. 7. Dessinez des retours sur investissement autour des régions calcifiées Désactivez l’image de référence PET. Activez uniquement l’image de référence CT en cliquant sur l’icône en forme d’œil à gauche de l’image. Recherchez la liste déroulante Formes et choisissez la forme Sphère (Fichier supplémentaire 1 – Figure supplémentaire S7). Ajustez les dimensions de la sphère en cliquant et en faisant glisser ses bords pour modifier la taille. Repositionnez la sphère en cliquant et en faisant glisser le carré central.Naviguez dans les vues 2D pour positionner soigneusement la sphère. La sphère doit encapsuler toute la région de calcification identifiée et une partie de la zone environnante, mais éviter les os environnants. Pour un guide visuel sur le dessin optimal de la sphère, reportez-vous à la figure supplémentaire S7 (fichier supplémentaire 1) pour le placement correct de la sphère. Dans la liste déroulante Propriétés et paramètres des données , cliquez avec le bouton droit de la souris sur le nom de la sphère et choisissez Ajouter à la valeur intrinsèque… (Fichier supplémentaire 1 – Figure supplémentaire S8A), puis sélectionnez Nouveau retour sur investissement (Fichier supplémentaire 1 – Figure supplémentaire S8B).Attribuez un nom approprié au retour sur investissement nouvellement créé. Sous Géométrie, sélectionnez l’image CT pour laquelle un retour sur investissement doit être généré (Fichier supplémentaire 1 – Figure supplémentaire S8C). Activez le retour d’intérêt en cliquant sur l’icône en forme d’œil à gauche du nom du retour d’intérêt et observez un retour d’intérêt coloré correspondant à la taille de la sphère précédemment dessinée, comme illustré dans la figure supplémentaire S8D (fichier supplémentaire 1). Recherchez l’onglet Segment (Segment) à gauche de l’écran d’affichage, à côté de l’onglet principal (Figure 6A). L’onglet Segment permet de créer et de modifier des ROI.REMARQUE : Les trois étapes suivantes sont orientées vers la création d’un retour sur investissement avec une précision qui met exclusivement en évidence les zones calcifiées dans la sphère désignée.Sélectionnez le retour sur investissement de référence dans les propriétés et paramètres des données et recherchez la liste déroulante Plage sous l’onglet Segment . Cliquez pour cocher la case Définir la plage (Figure 6A). Modifiez la plage définie à l’aide de la zone Plage sélectionnée (Figure 6A). Assurez-vous que la plage définie encapsule tous les pixels non calcifiés dont les valeurs d’unité de Hounsfield (HU) sont inférieures au seuil de calcium. Cette démonstration utilise un seuil de 300 HU pour le calcium, et la densité la plus basse de pixel dans cette image est de -2 626 ; par conséquent, la plage sélectionnée est -2 626-300 HU. Une fois la plage sélectionnée configurée, cliquez sur Supprimer (Figure 6A) pour éliminer tous les pixels en dessous du seuil spécifié de la valeur d’intérêt de la sphère.REMARQUE : Cette action se traduit par un nouveau retour sur investissement qui met exclusivement en évidence les régions calcifiées de la sphère, ce qui permet de se concentrer sur une analyse plus approfondie. Le retour sur investissement complété doit ressembler au retour sur investissement illustré à la figure 6B. Répétez les étapes 7.3 et 7.4 pour toutes les images CT consécutives afin de créer de nouvelles zones d’intérêt uniques à l’aide d’une sphère de référence commune. Nommez chaque ROI pour qu’il corresponde à l’identification de son image CT spécifique, en assurant une analyse concise et organisée.REMARQUE : Il ne devrait PAS être nécessaire de créer une nouvelle sphère pour l’analyse du retour sur investissement de chaque image, car la sphère de référence doit encapsuler la plus grande région calcifiée de toutes les images, en supposant que l’alignement est précis. Figure 6 : Utilisation de la segmentation pour limiter le retour sur investissement aux régions calcifiées. (A) Les flèches guident à travers les étapes nécessaires pour éliminer les données de densité indésirables du retour sur investissement. La flèche bleue pointe vers l’onglet Segment ; la flèche jaune met en évidence la fonction Définir la plage ; les flèches vertes indiquent les entrées de plage sélectionnées ; et la flèche rouge pointe vers le bouton Supprimer. (B) Après avoir terminé les étapes de protocole 7.4 à 7.4.3, le retour d’intérêt doit délimiter spécifiquement les régions calcifiées, comme illustré dans ce panneau. Abréviation : ROI = région d’intérêt. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure. 8. Quantifiez le retour sur investissement de chaque image Sélectionnez le retour sur investissement à quantifier dans la liste déroulante Propriétés et paramètres des données . Recherchez la liste déroulante Propriétés statistiques sur le côté droit, sous la liste déroulante Propriétés de base (Figure 7). Recherchez la table Dataset sous Propriétés statistiques. À l’aide du menu déroulant de droite, choisissez l’ensemble de données d’imagerie approprié qui correspond au retour sur investissement à quantifier (Figure 7).Lorsque vous quantifiez les données CT dans le ROI, choisissez le nom de l’image CT qui correspond au ROI. Lorsque vous quantifiez les données PET dans le ROI, choisissez le nom de l’image PET qui correspond au ROI. Cliquez sur Actualiser pour obtenir les valeurs quantifiées de la région calcifiée sélectionnée. Notez les valeurs Min, Max et Mean en fonction de la table des jeux de données. Utilisez les valeurs moyennes pour la quantification (Figure 7). Localisez le calcul du volume en haut de la boîte Propriétés statistiques . Utilisez ce volume pour la quantification (Figure 7). Pour les ensembles de données CT, les valeurs sont indiquées en HU. Calculer la teneur volumétrique en calcium (vHU) en utilisant le produit de la valeur moyenne du RI (HU) et du volume du RIN (mm3)12. Pour les ensembles de données TEP, les valeurs sont indiquées en becquerels (Bq), qui correspondent aux décroissances/seconde. Convertissez en Bq/mm3 en divisant la valeur moyenne du ROI (Bq) par le volume du ROI (mm3), pour la concentration d’absorption du traceur. Figure 7 : Quantification du retour sur investissement. L’onglet Propriétés statistiques pour un retour sur investissement sélectionné. Les flèches rouges illustrent les étapes nécessaires pour obtenir des informations statistiques pour un ensemble de données basé sur le ROI. Les cases rouges identifient le volume et la valeur unitaire moyenne de Hounsfield, ce qui est essentiel pour des calculs d’analyse ultérieurs. Abréviation : ROI = région d’intérêt. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.