A amostragem contínua do sangue no tomography de emissão de Positron animal pequeno/tomography computado permite a medida da função de entrada arterial

Todos os experimentos e manuseio de animais foram aprovados pelo Comitê Estadual de pesquisa animal de Mecklenburg-Pomerânia Ocidental (LALLF M-V/7221.3-1.1-004/18, aprovação: 03.04.2018). Os experimentos foram realizados em conformidade com as diretrizes de chegada. Nota: os animais foram mantidos em condições padrão (22 ± 2 ° c, 12 h ciclo diurno e noturno) com água e alimentos ad libitum. Todos os equipamentos necessários para a preparação do sistema shunt, o procedimento de operação e as medições reais estão listados na tabela de materiais. 1. preparação e procedimento cirúrgico para cateterismo do animal Jejue o animal para pelo menos 12 h com acesso livre à água. Para anestesia, coloque o rato numa câmara de indução e encha-o continuamente com mistura de oxigénio/isoflurano. Para o uso da iniciação 2.5-3.5% isoflurano e para a manutenção 1.5-3.0% (taxa de fluxo de 1.2-1.5 L/min).Nota: o jejum é necessário para estudos que utilizam o traçador [18F] FDG, mas não para outros traçadores. É recomendável medir os níveis sanguíneos de glicose usando os draws de sangue manual descritos na seção 4 para garantir valores estáveis ou para corrigir em modelagem cinética. Coloc o rato anestesiado na posição dorsal em uma esteira do aquecimento, o microscópio cirúrgico e adicione a pomada do veterinário em seus olhos. Monitore e mantenha a temperatura corporal do rato continuamente durante o experimento (37 ± 0,5 ° c) com uma sonda retal. Tape as pernas do rato para a superfície de trabalho para segurar as pernas em posição. Desinfete o local de funcionamento com um desinfetante mucoso e depile a perna e o virilha (lado de operação) do rato. Termine com uma limpeza final com o desinfetante. Faça uma incisão de cerca de 20 mm usando fórceps cirúrgico e tesouras na virilha do rato. Dissecar as camadas finas da pele e expor a veia femoral, artéria e nervo com o micro fórceps. Coloque dois filamentos finos cada veia femoral e artéria. Veia e artéria do selo com cada filamento longe do ponto de origem e preensão a tensão com uma braçadeira do buldogue.Use os filamentos de sutura proximal para tensionamento do vaso usando as braçadeiras de buldogue (sem nó). Obstrua a veia com uma braçadeira do aneurysm proximal, mas 2-3 milímetros longe do ponto de origem da sutura com a braçadeira do buldogue. Use tesouras corneanas para fazer uma pequena incisão na veia (1/3 do diâmetro) e remover o vazamento de sangue com uma troca de algodão estéril. Dilate a veia com um fórceps maçante e segure-a aberta. Insira o cateter afiado (diâmetro interno [ID]: 0,58 mm, diâmetro externo [OD]: 0,96 mm) na veia e empurre-o na direção proximal, até o clipe do aneurisma. Abra o grampo do aneurysm e empurre o cateter mais mais na direção proximal (aproximadamente 2-3 cm), se o cateter é coloc para a direita, o sangue fluirá no cateter. Prenda o cateter com a sutura proximal fazendo dois nós; se necessário, coloque uma sutura adicional à volta da veia e do cateter. Verificar a funcionalidade do cateter por rubor e aspirar com uma seringa de insulina (agulha de 30 G) preenchida com 100 μL de solução salina heparinizada (50 unidades/mL). Coloque o cateter na artéria repetindo os passos 1,6 e 1,7. Quando ambos os cateteres são colocados corretamente, feche a perna com suturas e transportar o animal para o PET/CT.Nota: seja o mais cuidadoso possível com os cateteres durante o transporte do animal, caso contrário o deslocamento do cateter pode ocorrer. 2. configuração do sistema shunt Figura 2 : Esquema da configuração da medição. (A) desenho esquemático da configuração de medição. (B) foto do sistema conectado da derivação com o detector do Twilite, a bomba peristáltica e os tipos diferentes do conector. O tempo-curso da radioatividade no sangue de um rato é detectado quando o animal (1) for escaneado no animal de estimação/CT (2). Conseqüentemente o cateter arterial (a) e venoso (b) é conectado ao sistema da bomba do detetor através das partes do adaptador (laranja do conector, azul do conector e verde do conector). O sangue arterial é então bombeado a partir do cateter arterial através do detector (3) para uma bomba peristáltica (4) e de volta para o corpo através do cateter venoso. Uma válvula de 3 vias (7) é integrada no sistema de tubos para realizar injeção de traçador, empates manuais de sangue e enxaguamento. Uma peça em T (8) é montada para injetar atividade. O detector é conectado com um computador para ver, calibrar e corrigir os dados de sangue contínuos. Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura. Cortar 6 partes do tubo de polietileno de furo fino (FBPT) (ID: 0,58 mm, OD: 0,96 mm) com um comprimento de c = 735 mm; e = 100 mm; f = 171 mm, g = 875 mm; h = 90 mm e i = 75 mm (Figura 2). Corte 8 partes dos tubos da bomba do silicone (preto/preto/preto, identificação: 0,76 mm, OD: 2,48 mm) com um comprimento de aproximadamente 20 milímetros. Coloque os conectores de redução (de ID 2,5 mm a ID 1,5 mm) em ambas as extremidades do tubo da bomba de silicone d (amarelo/azul/amarelo, id: 1,52 mm, OD: 3,20 mm). Coloque uma parte preparada de 20 mm dos tubos de silicone (preto/preto/preto) na outra extremidade dos conectores de redução utilizados (ver conector azul na Figura 2). Coloque a parte preparada c do fbpt no conector azul montado na extremidade do tubo de silicone da bomba d (amarelo/azul/amarelo) e a parte preparada e do fbpt no conector azul montado no outra extremidade. Coloque uma parte preparada de 20 mm dos tubos de silicone (preto/preto/preto) nas extremidades de dois T-Pieces 5 e 6 (ID do conector t do tubo: 1,5 mm; consulte verde do conector na Figura 2). Ligue a extremidade livre da parte e do fbpt ao lado esquerdo do conector verde montado (5) e coloque a parte preparada f do fbpt no lado oposto do conector verde (5). Coloque a extremidade livre da parte f do fbpt no lado esquerdo do conector verde montado (6) e coloque a parte preparada g do fbpt no lado oposto do conector verde (6). Adicione a parte preparada h do fbpt à extremidade livre do verde montado do conector (5) e a parte preparada i do fbpt à extremidade livre do verde montado do conector (6). Ligue uma rolha combi a uma agulha hipodérmica (G 23 x 1 1/4 ‘ ‘/ø 0,60 mm x 30 mm) e adicione-a a uma válvula de três vias. Coloque a válvula de três vias preparada com a agulha na extremidade livre da parte h do fbpt. Ligue uma rolha combi a uma agulha hipodérmica e coloque a agulha na extremidade livre da parte i do fbpt.Nota: antes de iniciar a amostragem de sangue online, ver secção 5. Coloque as extremidades livres da parte c e g do fbpt em um copo de 100 mL preenchido com 20 ml de solução salina heparinizada (50 unidades/ml). Comece a bomba peristáltica com uma taxa de fluxo de 1,52 ml/min de modo que o sistema da derivação esteja enchido completamente com a solução salina fisiológica. Mais tarde, defina três braçadeiras de tesoura nas extremidades da parte c e g e no meio da parte i do fbpt. Solte as braçadeiras de tesoura da parte c e g do fbpt. Conecte o cateter arterial a à extremidade livre da parte c do fbpt e conecte o cateter venoso b à extremidade livre da parte g do fbpt (veja a laranja do conector na Figura 2). 3. aquisição e reconstrução de imagens Coloc o animal na posição cabeça-prone na pálete da cama da canela (70 milímetros). Controle a respiração do rato e mantenha a temperatura de corpo em 37 ± 0,5 ° c usando uma almofada de aquecimento e uma ponta de prova rectal durante todo a aquisição da imagem. Mova a cama da canela para a posição estendida da cama para a injeção (pre-Acquisition) e conecte os cateteres introduzidos ao sistema da derivação. Manter o animal anestesia com isoflurano (2,5% isoflurano em oxigénio, caudal 1,2-1,5 L/min) através de um cone nasal. Comece a bomba peristáltica com uma taxa de fluxo de 1,52 ml/min para encher o sistema da derivação com o sangue do animal. Mova o leito de transporte para o centro do campo de visão do anel de detecção de PET e inicie o sistema de amostragem de sangue on-line (consulte a seção 5). Inicie o fluxo de trabalho PET/CT utilizando parâmetros descritos na secção 3,5 após 60 s e, subsequentemente, injete uma dose de aproximadamente 22 MBq [18F] FDG num volume de cerca de 0,5 ± 0,1 ml por via intravenosa através do T-Piece. Lave o T-Piece com cerca de 150 μL de solução salina heparinizada depois. Adquira um animal de estimação dinâmico sobre 60 minutos e uma varredura do CT na extremidade da imagem latente do animal de estimação. Para aquisição de emissão de PET, defina 3600 s (60 min) na opção adquirir por hora . Selecione F-18 como isótopo de estudo e use 350 – 650 Kev como nível de energia e 3.438 NS como janela de temporização. Para a aquisição do CT, selecione a varredura da atenuação na opção da aquisição . No campo de configurações de projeção, escolha 120 projeção para uma meia rotação total. Para o campo de visão (FOV) e configurações de resolução, selecione baixa como ampliação e 4 x 4 como ligação com 275 mm de comprimento de digitalização axial e 3328 PX como o tamanho do CCD transaxial. No campo configurações de exposição, defina 500 μA para a corrente, 80 kV para tensão e 180 MS para o tempo de exposição. Para o histograma de emissão de PET, defina uma série de 20 quadros (6 x 10 s, 8 x 30 s, 5 x 300 s e 1 x 1800 s) como enquadramento dinâmico. Selecione subtrair como atrasos. Escolha no campo avançado das configurações 128 como a largura do tradicional , 3 como a extensão, 79 como a diferença do anel e a correção do tempo inoperante. Para a reconstrução PET, use a maximização de expectativa de subconjunto ordenado bidimensional (2D-OSEM) com uma geração, aplique e salve o sinograma Scatter, 4 iteração e Fourier para rebinning como algoritmo de reconstrução. Selecione 128 x 128 como tamanho da matriz e use 1 como zoom de imagem, tudo como quadros e todos como segmentos. 4. procedimento de amostragem manual do sangue Realizar amostragem manual de sangue 30 s, 60 s, 90 s, 600 s e 1800 s após o início da aquisição de imagem.Nota: aumentar o número de sangue manual desenha especialmente dentro do primeiro minuto após a injeção de traçador é altamente recomendável, se possível. Portanto, o volume da amostra de sangue deve ser reduzido para 20-30 μL por amostra6. Abra a primeira válvula de três vias e colete 100 μL de sangue arterial em um tubo de EDTA de coleta de sangue capilar 30 s após a injeção de traçador. Repita para os outros pontos temporais. Determine o peso do tubo vazio e do tubo preenchido com sangue. Meça a atividade (contagem/unidade de tempo) do sangue inteiro para 180 s em um contador do poço, que seja calibrado mais tarde para obter dados em kBq/mL. Registre a hora de início da medição do contador de poços. Calcule a atividade do sangue inteiro para cada ponto de tempo da amostragem manual do sangue em kBq/mL, aplique a correção da deterioração e transfira os dados em uma curva da atividade do tempo. 5. procedimento da amostragem de sangue online Coloque o tubo no detector utilizando a guia do tubo. Inicie o software de amostrador de sangue (por exemplo, PSAMPLE) e abra a interface de aquisição. Assegure-se de que o computador da instalação em linha da amostragem do sangue e do animal de estimação/CT esteja sincronizado tempo. Pressione o botão iniciar exatamente 60 s antes que o traçador seja injetado para adquirir dados suficientes para correção de fundo. Salve os dados brutos através do botão salvar no banco de dados PMOD após a medição. Para a correção e calibração dos dados de sangue on-line, mude para a interface de correção. Ative a correção de deterioração e selecione 18 F. defina a hora de início da aquisição da imagem e ative o botão médio para executar a correção de fundo. Ative a calibração e digite o fator de calibração previamente determinado (ver secção 7,1). Excepto os dados de sangue corrigidos e calibrados usando o botão Save TAC e escolha o arquivo Blood. CRV. Este arquivo pode então ser carregado como a curva de entrada de sangue inteiro na ferramenta de modelagem cinética e a modelagem cinética pode ser realizada. Desacoplar os cateteres do sistema de derivação corporal extra. Retire o animal do scanner PET/CT e eutanizar com pentobarbital.Nota: neste experimento, os animais foram eutanasiados após as medições como cérebros foram utilizados para análises in vitro no delineamento experimental. Com esta configuração, medidas repetidas em estudos longitudinais também são implementáveis7. Use um sistema completamente novo do tubo para o animal seguinte. 6. imagem derivada da função de entrada Abra a ferramenta Fuse it no pmod. Carregue a imagem do animal de estimação como a entrada e o CT como a referência. Clique já correspondido. Abra a ferramenta VOXEL de interesse (VOI). Posicione o cursor dentro da aorta ascendente na TC. clique em VOI esférico predefinido. Defina um raio de exatamente 0,7 mm. Extraia as informações de atividade de tempo com o botão de estatística VOI e copie os valores de média para a área de transferência. 7. procedimento de calibração cruzada do sistema Twilite, PET/CT e bem contador Twilite-PET/CT-calibraçãoNota: o fluxo de trabalho apresentado para calibração do Twilite é parcialmente baseado nos procedimentos descritos no manual de referência do módulo PSAMPLE do PMOD.Encha uma seringa com aproximadamente 100 MBq de [18F] FDG. Meça a atividade exata a F com um calibrador calibrado da dose e documente-o junto com a data e a hora da medida e o volume da seringa cheia. O tempo gravado é o ponto de tempo de referência para todas as correções de deterioração a serem executadas. Encha um copo com 500 mL de água da torneira. O volume exato é determinado pelo método de pesagem. Meça o peso me da taça vazia com uma balança de precisão apropriada e calibrada (pelo menos a classe de precisão II). Encha o copo com a água da torneira e meça o peso mf do copo cheio. Calcule o volume Vb da Taça utilizando a diferença da massa e a densidade da água da torneira (r = 0,998 g/ml a 20 ° c): Injete a FDG [18F] na Taça preenchida e encha a seringa vazia ao seu volume original com água da torneira inativa e meça a atividade a e da seringa reenchida no calibrador de dose. A concentração de atividade cb da solução no copo é dada por , que deve ser aproximadamente 200 kBq/ml. Encha um tubo de centrifugação cônico de 50 mL com a solução da taça (Evite grandes bolhas de ar) e coloque-a centralmente no campo de visão do scanner PET/CT. Encha um cateter idêntico ao tipo usado na experimentação da imagem latente de PET/CT e coloc o na guia do tubo do sistema do Twilite. Encha o cateter com a solução traçadora da Taça utilizando a bomba peristáltica. Inicie a medição da curva de atividade do tempo conforme descrito na seção 5, usando o mesmo parâmetro para o tempo de integração e rebinning como no experimento, sem um guia de cateter dentro da cabeça de medição. Esta etapa assegura a aquisição de dados suficientes para correção de plano de fundo apropriada. Após 2 min, sem parar a aquisição de dados do sistema Twilite, coloque a guia do cateter com o tubo preenchido na cabeça de medição e continue a aquisição de dados por cerca de 5 min. Comece uma aquisição do animal de estimação de 10 minutos do tubo de centrifugador cônico de 50 mL paralelamente seguido por uma aquisição padrão do CT para a correção da atenuação. Reconstruir uma imagem estática PET do tubo de centrífuga cônico 50 mL usando o mesmo algoritmo de reconstrução PET e parâmetros descritos na seção 3. Use uma ferramenta de imagem pós-processamento (por exemplo, PVIEW) e coloque um VOI cilíndrico cobrindo aproximadamente 70% do volume dentro das imagens de PET reconstruídas do tubo de centrífuga cônico 50 mL. Extraia a concentração de atividade média canimal de estimação em kBq/ml dentro do voi. Volte para o software de amostrador de sangue e use o modo de calibração para corrigir o TAC adquirido para decomposição, fração ramificando e fundo. Adicione todas as informações necessárias para nuclide, concentração de atividade e a hora de início da aquisição do PET. Internamente, o software extrai a taxa de contagem medida com o sistema Twilite (CRTwilite) e calcula o fator de calibração cruzada para o sistema PET e Twilite (CFPet/Twilite):Nota: é importante que o mesmo isótopo seja utilizado tanto para a calibração como para experimentos de PET/TC, pois a fração de ramificação varia entre os diferentes isótopos, o que é corrigido no processo de reconstrução do PET. Este procedimento tem de ser repetido regularmente em termos de controlo de qualidade, se forem alterados componentes importantes do sistema (por exemplo, tubos, parâmetros de aquisição e reconstrução) e após trabalhos de reparação. PET/CT-poço de calibração do contador Para calcular o fator de calibração CFbem-contador do poço, use a mesma solução de atividade que foi produzida na taça para a calibração do sistema Twilite. Aguarde aproximadamente 6 h para permitir a redução da atividade específica por deterioração para minimizar os efeitos do tempo morto do detector de cintilação do contador de poços. Tampa da taça para evitar a evaporação. Calcule a diferença de tempo exata ao ponto de tempo de referência e determine a concentração de atividade real cb(t+) da solução do béquer pela deterioração que corrige a concentração original da atividade. Pipetar volumes predefinidos (VSample) que são idênticos ao volume das amostras de sangue medidos dentro dos experimentos (por exemplo, 200 μL), da Taça em cinco tubos de bloqueio seguro. Meça a atividade de cada um dos cinco tubos com o contador de poço para 180 s.Nota: se o coeficiente de variação para uma única medição for superior a 1%, o tempo de medição deve ser aumentado. Registre a taxa de contagem medida em contagens por minuto [CPM] para cada tubo e a hora de início da medição. Realize uma correção de deterioração. Calcule o fator de calibração CFbem-contador para cada medida dividindo a taxa de contagem corrigida da deterioração CRpoço-contador do poço contador pela concentração corrigida da atividade da deterioração da Taça cBeaker (t +): Média dos cinco fatores de calibração para obtenção do fator de calibração médio.