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छोटे जानवरों के लिए उच्च-रिज़ॉल्यूशन कार्डिएक पॉज़िट्रॉन उत्सर्जन टोमोग्राफी /

Published: December 16, 2022 doi: 10.3791/64066
Automatic Translation
1, 1, 1, 1,2, 3, 1, 1
1CNR Institute of Clinical Physiology, 2Sant’Anna School of Advanced Studies, 3Fondazione Regione Toscana/CNR “G. Monasterio”

Summary

यहां, हम छोटे जानवरों के लिए उच्च-रिज़ॉल्यूशन पॉज़िट्रॉन उत्सर्जन टोमोग्राफी / कंप्यूटेड टोमोग्राफी का उपयोग करके कार्डियक फ़ंक्शन और आकृति विज्ञान की मात्रा का ठहराव के लिए एक प्रयोगात्मक इमेजिंग प्रोटोकॉल प्रस्तुत करते हैं। चूहों और चूहों दोनों पर विचार किया जाता है, दो प्रजातियों के लिए गणना टोमोग्राफी कंट्रास्ट एजेंटों की विभिन्न आवश्यकताओं पर चर्चा करते हुए।

Abstract

पॉज़िट्रॉन उत्सर्जन टोमोग्राफी (पीईटी) और कंप्यूटेड टोमोग्राफी (सीटी) सबसे अधिक नियोजित नैदानिक इमेजिंग तकनीकों में से हैं, और दोनों कार्डियक फ़ंक्शन और चयापचय को समझने में काम करते हैं। प्रीक्लिनिकल अनुसंधान में, उच्च संवेदनशीलता और उच्च स्थानिक-अस्थायी संकल्प वाले समर्पित स्कैनर नियोजित किए जाते हैं, जिन्हें छोटे दिल के आकार और चूहों और चूहों की बहुत उच्च हृदय गति से उत्पन्न तकनीकी आवश्यकताओं से निपटने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इस पेपर में, प्रायोगिक माउस और / या हृदय रोगों के चूहे के मॉडल के लिए एक बाइमोडल कार्डियक पीईटी / सीटी इमेजिंग प्रोटोकॉल का वर्णन किया गया है, पशु तैयारी और छवि अधिग्रहण और पुनर्निर्माण से लेकर छवि प्रसंस्करण और विज़ुअलाइज़ेशन तक।

विशेष रूप से, 18एफ-लेबल फ्लोरोडीऑक्सीग्लूकोज ([18एफ] एफडीजी)-पीईटी स्कैन बाएं वेंट्रिकल (एलवी) के विभिन्न खंडों में ग्लूकोज चयापचय के माप और विज़ुअलाइज़ेशन की अनुमति देता है। ध्रुवीय मानचित्र इस जानकारी को प्रदर्शित करने के लिए सुविधाजनक उपकरण हैं। सीटी भाग में इलेक्ट्रोकार्डियोग्राफी (ईसीजी) लीड के बिना रेट्रोस्पेक्टिव गेटिंग का उपयोग करके पूरे दिल (4 डी-सीटी) का समय-हल 3 डी पुनर्निर्माण होता है, जिससे एलवी के मोर्फोफंक्शनल मूल्यांकन और बाद में सबसे महत्वपूर्ण कार्डियक फ़ंक्शन मापदंडों, जैसे इजेक्शन अंश (ईएफ) और स्ट्रोक वॉल्यूम (एसवी) का परिमाणीकरण होता है। सीटी स्कैनर का उपयोग करके, इस प्रोटोकॉल को विभिन्न स्कैनरों के बीच जानवर को पुनर्स्थापित करने की आवश्यकता के बिना एक ही संज्ञाहरण प्रेरण के भीतर निष्पादित किया जा सकता है। इसलिए, पीईटी / सीटी को हृदय रोगों के कई छोटे पशु मॉडल में हृदय के मोर्फोफंक्शनल और चयापचय मूल्यांकन के लिए एक व्यापक उपकरण के रूप में देखा जा सकता है।

Introduction

कार्डियोवैस्कुलर बीमारियों की समझ की प्रगति के लिए छोटे पशु मॉडल बेहद महत्वपूर्ण हैं 1,2. गैर-इनवेसिव, डायग्नोस्टिक इमेजिंग टूल ने पिछले दशकों में नैदानिक और प्रीक्लिनिकल सेटिंग्स दोनों में कार्डियक फ़ंक्शन को देखने के तरीके में क्रांति ला दी है। जहां तक हृदय रोगों के छोटे पशु मॉडल का संबंध है, विशिष्ट इमेजिंग उपकरण बहुत उच्च स्थानिक संकल्प के साथ विकसित किए गए हैं। इस प्रकार, ऐसे उपकरण विशिष्ट रोग मॉडल में चूहों और चूहों के बहुत छोटे और बहुत तेजी से चलने वाले दिलों पर प्रासंगिक चयापचय और गतिज मायोकार्डियल मापदंडों की सटीक मात्रा की आवश्यकता से मेल खा सकते हैं, जैसे कि दिल की विफलता (एचएफ) 3 या मायोकार्डियल रोधगलन (एमआई)4। इस उद्देश्य के लिए कई तौर-तरीके उपलब्ध हैं, जिनमें से प्रत्येक की अपनी ताकत और कमजोरियां हैं। अल्ट्रासाउंड (यूएस) इमेजिंग अपने महान लचीलेपन, बहुत उच्च अस्थायी रिज़ॉल्यूशन और अपेक्षाकृत कम लागत के कारण सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला साधन है। छोटे जानवरों में यूएस कार्डियक इमेजिंग को अपनाने में अल्ट्रा-हाई फ्रीक्वेंसी 5,6 के साथ जांच का उपयोग करने वाली प्रणालियों के आगमन के बाद से काफी वृद्धि हुई है, जिसमें 50 μm से नीचे स्थानिक रिज़ॉल्यूशन की विशेषता है।

पूरी तरह से 3 डी कार्डियक इमेजिंग के लिए यूएस के मुख्य नुकसानों में पूरे दिल के गतिशील बी-मोड छवियों का एक पूरा ढेर बनाने के लिए मोटरचालित अनुवाद चरण पर जांच को बढ़ाकर हृदय अक्ष के साथ रैखिक स्कैन की आवश्यकताहै। आखिरकार, यह प्रक्रिया (प्रत्येक जांच स्थिति में प्राप्त छवियों के सटीक स्थानिक और अस्थायी पंजीकरण के बाद) इन-प्लेन और आउट-ऑफ-प्लेन दिशाओं के बीच अलग-अलग स्थानिक संकल्पों के साथ एक 4 डी छवि को जन्म देती है। गैर-समान स्थानिक संकल्प की एक ही समस्या कार्डियक एमआर (सीएमआर), 8 में होती है जो अभी भी हृदय की कार्यात्मक इमेजिंग में स्वर्ण मानक का प्रतिनिधित्व करती है। वास्तविक आइसोट्रोपिक 3 डी इमेजिंग को कंप्यूटेड टोमोग्राफी (सीटी) और पॉज़िट्रॉन उत्सर्जन टोमोग्राफी (पीईटी) 9 दोनों का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है। पीईटी इंजेक्शन जांच (नैनोमोलर रेंज में) की मात्रा में छवि संकेत के संदर्भ में एक बहुत ही संवेदनशील उपकरण प्रदान करता है, भले ही यह सीटी, एमआर या यूएस की तुलना में कम स्थानिक रिज़ॉल्यूशन से ग्रस्त हो। पीईटी का मुख्य लाभ अंग के पैथोफिज़ियोलॉजी को अंतर्निहित सेलुलर और आणविक तंत्र को प्रदर्शित करने की क्षमता है। उदाहरण के लिए, [18एफ] एफडीजी के इंजेक्शन के बाद एक पीईटी स्कैन शरीर में ग्लूकोज चयापचय के 3 डी मानचित्र के पुनर्निर्माण की अनुमति देता है। गतिशील (यानी, समय-समाधान) डेटा अधिग्रहण के साथ इसे जोड़कर, ट्रेसर काइनेटिक मॉडलिंग का उपयोग ग्लूकोज अपटेक (एमआरग्लू) की चयापचय दरों के पैरामीट्रिक मानचित्रों की गणना करने के लिए किया जा सकता है, जो मायोकार्डियल व्यवहार्यता10 के बारे में महत्वपूर्ण जानकारी प्रदान करेगा।

सीटी को प्रासंगिक ऊतक घटकों (जैसे, रक्त बनाम मांसपेशी) की औसत दर्जे की वृद्धि प्रदान करने के लिए उच्च सांद्रता (प्रति एमएल 400 मिलीग्राम आयोडीन तक) पर बाहरी कंट्रास्ट एजेंटों (सीए) की महत्वपूर्ण मात्रा की आवश्यकता होती है, लेकिन यह स्थानिक और अस्थायी संकल्प में उत्कृष्टता प्राप्त करता है, खासकर जब छोटे पशु इमेजिंग के लिए डिज़ाइन किए गए अत्याधुनिक माइक्रो-सीटी स्कैनर का उपयोग करते हैं। एक विशिष्ट रोग मॉडल जिसमें कार्डियक पीईटी / सीटी लागू किया जा सकता है, मायोकार्डियल रोधगलन और दिल की विफलता और चिकित्सा के लिए संबंधित प्रतिक्रिया का प्रयोगात्मक मूल्यांकन है। छोटे जानवरों में एमआई को प्रेरित करने का एक सामान्य तरीका बाएं पूर्ववर्ती अवरोही (एलएडी) कोरोनरी धमनी12,13 के सर्जिकल बंधाव द्वारा है और फिर बाद के दिनों में रोग की प्रगति और कार्डियक रीमॉडेलिंग का अनुदैर्ध्य मूल्यांकन करनाहै। फिर भी, छोटे जानवरों में दिल का मात्रात्मक मोर्फोफंक्शनल मूल्यांकन काफी हद तक अन्य रोग मॉडल के लिए भी लागू होता है, जैसे कि कार्डियक फ़ंक्शन14 पर उम्र बढ़ने के प्रभाव का मूल्यांकन या मोटापे15 के मॉडल में परिवर्तित रिसेप्टर अभिव्यक्ति। प्रस्तुत इमेजिंग प्रोटोकॉल किसी भी रोग मॉडल तक ही सीमित नहीं है और इसलिए, छोटे कृन्तकों के साथ प्रीक्लिनिकल अनुसंधान के कई संदर्भों में व्यापक रुचि हो सकती है।

इस पेपर में, हम छोटे पशु एकीकृत पीईटी / सीटी का उपयोग करके कार्डियक इमेजिंग के लिए एक स्टार्ट-टू-एंड प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल प्रस्तुत करते हैं। भले ही प्रस्तुत प्रोटोकॉल एक विशिष्ट बाइमोडल एकीकृत स्कैनर के लिए डिज़ाइन किया गया है, वर्णित प्रक्रिया के पीईटी और सीटी भागों को विभिन्न निर्माताओं से अलग-अलग स्कैनर पर स्वतंत्र रूप से किया जा सकता है। उपयोग में पीईटी / सीटी स्कैनर में, संचालन का अनुक्रम एक पूर्व-प्रोग्राम किए गए वर्कफ़्लो में व्यवस्थित होता है। प्रत्येक वर्कफ़्लो की मुख्य शाखाएँ एक या अधिक अधिग्रहण प्रोटोकॉल हैं; प्रत्येक अधिग्रहण प्रोटोकॉल में विशिष्ट प्रीप्रोसेसिंग प्रोटोकॉल के लिए एक या अधिक शाखाएं हो सकती हैं, और बदले में, प्रत्येक प्रीप्रोसेसिंग प्रोटोकॉल में विशिष्ट पुनर्निर्माण प्रोटोकॉल के लिए एक या अधिक शाखाएं हो सकती हैं। इमेजिंग बिस्तर पर जानवर की तैयारी और इमेजिंग प्रक्रियाओं के दौरान इंजेक्शन दिए जाने वाले बाहरी एजेंटों की तैयारी दोनों का वर्णन किया गया है। छवि अधिग्रहण प्रक्रिया के पूरा होने के बाद, आमतौर पर उपलब्ध सॉफ्टवेयर टूल के आधार पर मात्रात्मक छवि विश्लेषण के लिए उदाहरण प्रक्रियाएं प्रदान की जाती हैं। मुख्य प्रोटोकॉल विशेष रूप से माउस मॉडल के लिए डिज़ाइन किया गया है; भले ही माउस इस क्षेत्र में सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली प्रजाति बनी हुई है, हम मुख्य प्रोटोकॉल के अंत में चूहे इमेजिंग के लिए प्रोटोकॉल का अनुकूलन भी दिखाते हैं। चूहों और चूहों दोनों के लिए प्रतिनिधि परिणाम दिखाए जाते हैं, जो वर्णित प्रक्रियाओं के साथ अपेक्षित आउटपुट के प्रकार का प्रदर्शन करते हैं। तकनीक के पेशेवरों और विपक्षों, महत्वपूर्ण बिंदुओं पर जोर देने के लिए इस पेपर के अंत में एक गहन चर्चा की जाती है, साथ ही साथ तैयारी और अधिग्रहण / पुनर्निर्माण चरणों में लगभग बिना किसी संशोधन के विभिन्न पीईटी रेडियोट्रेसर का उपयोग कैसे किया जा सकता है।

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Protocol

पशु प्रयोगों को प्रयोगशाला जानवरों की हैंडलिंग पर अंतर्राष्ट्रीय दिशानिर्देशों के प्रयोगशाला जानवरों की देखभाल और उपयोग के लिए गाइड में सिफारिशों के अनुसार किया गया था, जो यूरोपीय निर्देश (1986 के निर्देश 86/609 / ईईसी और निर्देश 2010/63 / यूई) और इतालवी कानूनों (डी.एलजी 26/2014) द्वारा मांग की गई थी।

सीटी इमेजिंग प्रोटोकॉल और वर्कफ़्लो का सेटअप

नोट: यहां प्रस्तुत प्रोटोकॉल विशेष रूप से माउस मॉडल के कार्डियक इमेजिंग के लिए डिज़ाइन किया गया है। चूहों के साथ काम करने से वास्तविक प्रोटोकॉल में कुछ संशोधन हो सकते हैं, मुख्य रूप से जानवर के बड़े आकार (लगभग 10 गुना भारी) के कारण। चूहे इमेजिंग के लिए संशोधनों का विशेष रूप से चरणों में उल्लेख किया गया है; यदि कोई संशोधन नहीं किया गया है, तो माउस इमेजिंग के लिए समान चरणों का उपयोग चूहों के लिए किया जा सकता है।

  1. सीटी स्कैनर के ग्राफिकल यूजर इंटरफेस (जीयूआई) खोलें (देखें) सामग्री की तालिका) और नए प्रोटोकॉल का एक सेट बनाएं (डेटा अधिग्रहण, प्रीप्रोसेसिंग और छवि पुनर्निर्माण के लिए मापदंडों सहित): (i) गतिशील पीईटी स्कैन( ii) ए कम खुराक वाला सीटी स्कैन क्षीणन सुधार के लिए (CTAC) कंट्रास्ट एजेंट के बिना, और (iii) ए कंट्रास्ट-एन्हांस्ड सिने-सीटी स्कैन.
    नोट: अधिग्रहण, प्रीप्रोसेसिंग और पुनर्निर्माण चरणों के लिए नए प्रोटोकॉल (यानी, टोमोग्राफी के लिए विशिष्ट सॉफ्टवेयर निर्देश) का निर्माण एक सीधी प्रक्रिया है; परेशानी के मामले में, उपयोगकर्ता जीयूआई उपयोगकर्ता मैनुअल में अधिक विस्तृत जानकारी पा सकते हैं।
    1. पीईटी स्कैन के लिए, स्कैनर (जीयूआई) का प्रोटोकॉल टैब खोलें और निम्नलिखित मापदंडों के साथ तीन नए प्रोटोकॉल ( अधिग्रहण, प्रीप्रोसेसिंग और पुनर्निर्माण के लिए) बनाएं:
      1. अधिग्रहण प्रोटोकॉल के लिए: 3,600 एस कुल स्कैन समय और एकल बिस्तर की स्थिति सेट करें। वर्कफ़्लो में बाद में आयात के लिए इस प्रोटोकॉल को उचित नाम से सहेजें. निम्नलिखित बिंदुओं में अगले सभी प्रोटोकॉल के लिए भी ऐसा ही करें।
      2. माउस के लिए प्रीप्रोसेसिंग प्रोटोकॉल के लिए: 250-750 केवी ऊर्जा विंडो (ईडब्ल्यू) का चयन करें और निम्नलिखित सुधार सक्षम करें: रेडियोधर्मी क्षय, यादृच्छिक संयोग और मृत समय। फ्रेमिंग प्रोटोकॉल (यानी, कच्चे डेटा का गतिशील विभाजन) निम्नानुसार सेट करें: 8 x 5 s, 8 x 10 s, 3 x 40 s, 2 x 60 s, 2 x 120 s, 10 x 300 s (= 3,600 s)। चूहे के लिए, माउस प्रोटोकॉल के समान फ्रेमिंग का उपयोग करके 350-750 केवी ऊर्जा विंडो (ईडब्ल्यू) का चयन करें।
      3. पुनर्निर्माण प्रोटोकॉल के लिए: उच्च गुणवत्ता वाले, मोंटे कार्लो-आधारित 3 डी ऑर्डर किए गए उप-समूह अपेक्षा अधिकतमकरण (3 डी-ओएसईएम-एमसी) एल्गोरिदम का चयन करें, जिसमें सामान्यीकरण, मात्रात्मक सुधार और सीटी क्षीणन सुधार सक्षम है।
    2. क्षीणन सुधार (सीटीएसी) के लिए कम खुराक वाले सीटी स्कैन के लिए, निम्नलिखित मापदंडों का उपयोग करें:
      1. अधिग्रहण प्रोटोकॉल के लिए: सिंगल फ्रेम, सिंगल बेड की स्थिति, पूर्ण-स्कैन; ट्यूब सेटिंग्स: 80 केवी, कम-वर्तमान (कम खुराक); 360 ° से अधिक 576 दृश्य, प्रति दृश्य 34 एमएस एक्सपोजर समय (20 सेकंड स्कैन समय); रोटेशन प्रकार: निरंतर, संवेदनशीलता मोड: उच्च संवेदनशीलता।
      2. प्रीप्रोसेसिंग प्रोटोकॉल के लिए: 240 μm voxel आकार, ट्रांसवर्सल FOV: चूहा, अक्षीय FOV: 100%।
      3. पुनर्निर्माण प्रोटोकॉल के लिए: फ़िल्टर विंडो: चिकनी, वोक्सेल आकार: मानक, बीम हार्डनिंग और रिंग प्रीकरेक्शन सक्षम करें, रिंग आर्टिफैक्ट पोस्ट सुधार को अक्षम करें।
    3. कंट्रास्ट-एन्हांस्ड गेटेड सीटी स्कैन के लिए, निम्नलिखित सेटिंग्स के साथ तीन नए प्रोटोकॉल ( अधिग्रहण, प्रीप्रोसेसिंग और पुनर्निर्माण के लिए) बनाएं:
      1. माउस के लिए अधिग्रहण प्रोटोकॉल के लिए: एकल फ्रेम, एकल बिस्तर की स्थिति, पूर्ण-स्कैन सेट करें; ट्यूब सेटिंग्स: 65 केवी, पूर्ण-वर्तमान (कम शोर); 360 ° से अधिक 8,000 दृश्य, प्रति दृश्य 15 एमएस एक्सपोजर समय (120 सेकंड स्कैन समय) के साथ; रोटेशन प्रकार: निरंतर, संवेदनशीलता मोड: उच्च संवेदनशीलता। चूहे के लिए, अधिग्रहण प्रोटोकॉल पैरामीटर निम्नानुसार सेट करें: 80 केवी ट्यूब वोल्टेज, 360 ° से अधिक 16,000 दृश्य, प्रति दृश्य 12 एमएस एक्सपोज़र समय (192 सेकंड स्कैन समय) के साथ।
      2. माउस के लिए प्रीप्रोसेसिंग प्रोटोकॉल के लिए: 120 μm voxel आकार का चयन करें; दृश्य का ट्रांसवर्सल फ़ील्ड (FOV): माउस; अक्षीय FOV: 50%। चूहे के लिए, एक 240 μm voxel आकार का चयन करें; ट्रांसवर्सल फील्ड ऑफ व्यू (FOV): चूहा; अक्षीय FOV: 50%।
      3. पुनर्निर्माण प्रोटोकॉल के लिए: फ़िल्टर विंडो: चिकनी, वोक्सेल आकार: मानक; बीम हार्डनिंग और रिंग प्रीकरेक्शन को सक्षम करें, रिंग आर्टिफैक्ट पोस्ट सुधार को अक्षम करें।
    4. GUI में वर्कफ़्लो टैब खोलें, और अभी बनाए गए प्रोटोकॉल को जोड़ते हुए एक नया वर्कफ़्लो बनाएँ: PET के लिए चरण 1.1.1.1-1.1.1.3, चरण 1.1.2.1. -1.1.2.3. सीटीएसी के लिए, और चरण 1.1.3.1। -1.1.3.3. गेटेड सीटी के लिए, दिए गए क्रम में। दोनों मामलों में, सुनिश्चित करें कि प्रोटोकॉल निम्नलिखित आदेश के साथ निहित हैं: अधिग्रहण | प्रीप्रोसेसिंग | पुनर्निर्माण।
      नोट: पीईटी स्कैन की शुरुआत में धमनी इनपुट फ़ंक्शन के शिखर को बेहतर ढंग से पकड़ने के लिए <5 सेकंड की अवधि वाले गतिशील पीईटी फ्रेम संभव हैं, लेकिन अनुशंसित नहीं हैं क्योंकि इससे कम मात्रात्मक सटीकता के साथ शोर छवियां हो सकती हैं। चरण 1.1.2.2 में, हमने ट्रांसवर्सल एफओवी के लिए "चूहा" आकार का उपयोग किया है। यह आमतौर पर सीटीएसी में चूहों और चूहों दोनों के लिए उपयोग किया जाता है।

2. पीईटी / सीटी इमेजिंग के लिए पशु तैयारी

नोट: वर्तमान प्रोटोकॉल के लिए, सभी जानवरों को रात भर उपवास किया गया था।

  1. शुरू में एक प्रेरण कक्ष में 3% -4% (v / v) आइसोफ्लुरेन के साथ माउस को एनेस्थेटाइज करें, और फिर 1% -2% (v / v) आइसोफ्लुरेन के साथ बनाए रखें।
  2. माउस का वजन करें और जानवर की स्थिति की निगरानी के लिए बेसल ग्लाइकेमिया को मापें। आवश्यक रक्त का नमूना लेने के लिए, तेज कैंची का उपयोग करें और पूंछ की नोक पर एक छोटा सा कट बनाएं, फिर परीक्षण पट्टी पर सीधे रक्त की एक बूंद (~ 1 μL) एकत्र करने के लिए पूंछ की धीरे से मालिश करें।
  3. माउस के लिए 29 ग्राम तितली और चूहे के लिए 24 जी का उपयोग करके पुच्छल नस के स्तर पर एक शिरापरक पहुंच के सम्मिलन के साथ आगे बढ़ें।
    1. कैनुलाशन तकनीक करने के लिए, समवर्ती हीटिंग (आमतौर पर, एक हीटिंग लैंप के नीचे) और उस बिंदु के कीटाणुशोधन का उपयोग करें जहां सुई को नस के वासोडिलेशन के लिए डाला जाता है। कैनुलाशन के बाद, तितली को रेशम रिबन के साथ पूंछ में ठीक करें ताकि इसे प्रक्रिया के दौरान रखा जा सके।
      नोट: [18 एफ] FDGअध्ययन के लिए उपवास की आवश्यकता है। विभिन्न ट्रेसर में अलग-अलग जानवरों की तैयारी शामिल हो सकती है, लेकिन इस विषय पर पूरी तरह से चर्चा वर्तमान प्रोटोकॉल के दायरे से बाहर है। जहां तक [18एफ] एफडीजी का संबंध है, उपवास से बचने से बहुत अलग ट्रेसर बायोडिस्ट्रीब्यूशनहोता है।
  4. पीईटी-सीटी स्कैनर से जुड़े एनेस्थीसिया सिस्टम (आइसोफ्लुरेन 1%-2%, माउस के लिए 0.8 एल/मिन ओ2 और चूहे के लिए 1-1.2 एल/मिनट) चालू करें और माउस को बिस्तर पर स्थानांतरित करें।
  5. माउस को लापरवाह स्थिति में रखें, सिर पहले, पीईटी-सीटी टोमोग्राफी के स्कैनर बेड पर, एनेस्थीसिया के लिए नाक मास्क में अपनी नाक डालें और धीरे से माउस के सिर को चिपकने वाले टेप के साथ मास्क में अवरुद्ध करें।
  6. इमेजिंग प्रक्रियाओं के दौरान किसी भी अनैच्छिक आंदोलनों को रोकने के लिए स्कैनर बेड पर माउस के ऊपरी और निचले अंगों को ठीक करें, जिससे गति कलाकृतियां हो सकती हैं।
  7. क्रमशः एक रेक्टल जांच और श्वसन तकिया का उपयोग करके शरीर के तापमान और श्वसन दर की निगरानी करें।

3. पीईटी ट्रेसर खुराक तैयार करना

  1. चूहों के लिए, इंसुलिन सिरिंज (1 एमएल) के साथ 100-150 μL की मात्रा में 10 MBq [18F] FDG खींचें। चूहों के लिए, 0.20-0.25 एमएल में 15 एमबीक्यू की उच्च खुराक लें।
    नोट: उच्च गतिविधि से बचें क्योंकि इस प्रोटोकॉल में चर्चा किए गए पीईटी स्कैनर में बहुत अधिक संवेदनशीलता है और उच्च गुणवत्ता वाली छवियों को प्राप्त करने के लिए बस मामूली मात्रा में गतिविधि की आवश्यकता होती है।
  2. यदि शीशी में ट्रेसर की मूल एकाग्रता बहुत अधिक है, तो ट्रेसर खुराक को 50-100 एमबीक्यू / एमएल की एकाग्रता तक पतला करने के लिए शारीरिक समाधान (0.9% डब्ल्यू / वी एनएसीएल) का उपयोग करें।
  3. सिरिंज में वास्तविक गतिविधि को मापने के लिए पीईटी खुराक कैलिब्रेटर का उपयोग करें। प्रीइंजेक्शन गतिविधि और माप के समय को एनोटेट करें क्योंकि इन मूल्यों का उपयोग बाद में पीईटी स्कैनर जीयूआई के विशिष्ट इनपुट मॉड्यूल का उपयोग करके किया जाएगा।

4. सीटी कंट्रास्ट एजेंट तैयारी

  1. आयोडीनयुक्त लिपिड इमल्शन कंट्रास्ट एजेंट के माउस वजन के प्रति 20 ग्राम 0.2 एमएल को 1 एमएल सिरिंज में खींचें। भारी चूहों के लिए इंजेक्शन की मात्रा को सीए के 0.5 एमएल तक सीमित करें। यदि आयोमेप्रोल का उपयोग कर रहे हैं, तो चूहों के लिए इंजेक्शन दर 10 एमएल / एच (~ 0.17 एमएल / मिनट) पर सेट करें और इंजेक्शन की मात्रा को 0.5 एमएल तक सीमित करें।
    1. चूहों के लिए, 2.3-3 एमएल आयोमेप्रोल खींचें, जिसे 200 मिलीग्राम / एमएल की एकाग्रता तक पतला किया गया है, 5 एमएल सिरिंज में।
      नोट: यदि छोटे-पशु लिपिड इमल्शन सीए उपलब्ध नहीं है, तो सिरिंज पंप के माध्यम से निरंतर इंजेक्शन के साथ आयोमेप्रोल का उपयोग किया जा सकता है, जैसा कि नीचे चर्चा की गई है।
    2. सिरिंज को सिरिंज पंप से कनेक्ट करें, और वास्तविक सिरिंज आकार और व्यास के लिए पंप सेट करें।
    3. सिरिंज को सीए ट्यूबिंग और सुई से कनेक्ट करें, और ट्यूबिंग को सीए के साथ प्रीफिल करें।
    4. इंजेक्शन दर को 24 एमएल / एच (= 0.4 एमएल / मिनट) पर सेट करें, इंजेक्शन को अधिकतम मात्रा 2 एमएल तक सीमित करें।
      नोट: एकल इंजेक्शन की बड़ी मात्रा के कारण इस प्रक्रिया की अपेक्षाकृत उच्च लागत के बावजूद, आयोडीनयुक्त लिपिड इमल्शन पर आधारित रक्त-पूल सीए का उपयोग करना चूहों में भी संभव है। यदि इस विकल्प को प्राथमिकता दी जाती है (उदाहरण के लिए, सिरिंज पंप से बचकर प्रोटोकॉल को सरल बनाने के लिए), तो निम्नलिखित प्रक्रिया को नियोजित किया जा सकता है:
  2. आयोडीनयुक्त लिपिड इमल्शन कंट्रास्ट एजेंट के शरीर के वजन के प्रति किलोग्राम 7.5 एमएल को 5 एमएल सिरिंज में खींचें। भारी चूहों के लिए भी सीए के 2 एमएल तक इंजेक्शन की मात्रा सीमित करें।

5. इमेजिंग से पहले पशु संरेखण और प्रारंभिक संचालन

  1. इमेजिंग बिस्तर पर जानवर के स्थिरीकरण पर, टोमोग्राफी जीयूआई पर एक नया अध्ययन बनाएं। अध्ययन नाम मॉड्यूल में एक अध्ययन नाम पहचानकर्ता जोड़ें और ड्रॉपडाउन मेनू से पहले सहेजे गए इमेजिंग वर्कफ़्लो का चयन करें।
  2. नमूना जानकारी के साथ उचित शारीरिक भाग का चयन करें | शारीरिक भाग | नमूना जानकारी द्वारा कार्डियक और पशु स्थिति | पोजिशनिंग | पहले लापरवाह / सिर। संबंधित मॉड्यूल के लिए ग्राम में पशु वजन को एनोटेट करें: पशु / नमूना जानकारी | जानवरों का वजन।
    नोट: इस अनुभाग में अन्य सभी जानकारी वैकल्पिक है, लेकिन पुनर्निर्माण छवियों के DICOM हेडर में इसे खोजने के लिए अनुरोधित जानकारी का जितना संभव हो उतना प्रदान करना उपयोगी है, इस प्रकार बाद के डेटा क्वेरी की सुविधा प्रदान करना।
  3. पीईटी स्कैन जानकारी में रेडियोन्यूक्लाइड का चयन करें | F18 के लिए F18FDG अध्ययन और अन्य 18F-लेबल यौगिक; यदि अन्य ट्रेसर (जैसे, [13एन] एनएच3) का उपयोग किया जाता है तो संशोधित करें। पीईटी स्कैन जानकारी में ट्रेसर का नाम भी लिखें | इस नाम के रूप में ट्रेसर नाम मॉड्यूल छवि पुनर्निर्माण के पूरा होने पर DICOM हेडर में रिपोर्ट किया जाएगा।
    नोट: ट्रेसर इंजेक्शन समय, गतिविधि और मात्रा के बारे में जानकारी अनिवार्य है लेकिन पीईटी अधिग्रहण के दौरान बाद में प्रदान की जा सकती है।
  4. सीटी स्कैन जानकारी में, कंट्रास्ट एजेंट के बारे में सभी उपलब्ध जानकारी लिखें।
    नोट: यह सभी जानकारी वैकल्पिक है, लेकिन प्रदान किए जाने पर बाद में डेटा क्वेरी की सुविधा प्रदान कर सकती है।
  5. प्रदर्शन स्कैन दबाएं और जीयूआई के एक और टैब को खोलने की प्रतीक्षा करें, जिससे पशु स्थिति और अन्य स्कैनिंग विकल्पों के विनिर्देश की अनुमति मिलती है।
  6. सीटी अंशांकन में सीटी अंशांकन प्रकार का चयन करें | डिफ़ॉल्ट CT अंशांकन का उपयोग करें।
  7. अध्ययन तैयारी अनुभाग में, ड्रॉपडाउन मेनू से प्रत्येक स्कैनिंग प्रोटोकॉल का चयन करें, और इस स्कैन चेकबॉक्स से पहले उपयोगकर्ता पुष्टि की प्रतीक्षा करें।
    नोट: यह कदम बहुत महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह स्कैनर को संबंधित अधिग्रहण चरण शुरू करने से पहले उपयोगकर्ता इनपुट की प्रतीक्षा में स्टैंडबाय में रखेगा। पीईटी स्कैन के लिए, यह ट्रेसर इंजेक्शन और वास्तविक पीईटी स्कैन के सिंक्रनाइज़ेशन को शुरू करने की अनुमति देगा; सीटीएसी स्कैन के लिए, यह उपयोगकर्ता को सीटी स्कैन के दौरान एक्स-रे के उत्सर्जन से पहले ढक्कन (परिरक्षण) को बंद करने की अनुमति देगा (सीटी स्कैन शुरू होने से पहले ढक्कन खुला होने पर अध्ययन स्वचालित रूप से निरस्त हो जाएगा); सिने-सीटी स्कैन के लिए, यह ठहराव उपयोगकर्ता को आवश्यक देरी के साथ सीए इन्फ्यूजन प्रोटोकॉल और सीटी डेटा स्कैनिंग शुरू करने की अनुमति देगा।
  8. पशु स्थिति के लिए, जीयूआई के बाएं फलक पर स्विच का उपयोग करके मोटर नियंत्रण मॉड्यूल पर स्विच करें।
    नोट: यह पशु बिस्तर पर केंद्र लेजर पर स्विच करेगा और स्कैनर के किनारे रखे मैनुअल बेड संरेखण बटन को सक्षम करेगा।
  9. लेजर निशान पर जानवर की छाती को स्थानांतरित करने के लिए मैनुअल बिस्तर संरेखण बटन का उपयोग करें। जानवर के अनुदैर्ध्य और ऊर्ध्वाधर संरेखण दोनों की सावधानीपूर्वक जांच करें।
  10. एक बार जब जानवर को सेंटरिंग लेजर के अनुसार सही स्थिति में रखा जाता है, तो वर्तमान लेजर-चिह्नित स्थिति को बचाने के लिए लेजर को स्विच ऑफ करें , जिसे संबंधित अधिग्रहण चरणों के दौरान पीईटी और सीटी स्कैनर के केंद्र में ले जाया जाना है। बाद में, मोटर नियंत्रण मॉड्यूल बंद करें।

6. पीईटी स्कैन

  1. पीईटी स्कैनर एफओवी पर जानवर को स्थानांतरित करने के लिए प्रारंभ अधिग्रहण दबाएं । ट्रेसर इंजेक्शन की अनुमति देने के लिए पूंछ और कैनुला एफओवी के बाहर रहेंगे। स्कैनर तब तक निष्क्रिय रहेगा जब तक कि उपयोगकर्ता जारी रखें बटन नहीं दबाता।
  2. कैलिब्रेटेड पीईटी ट्रेसर खुराक के साथ सिरिंज तैयार करें।
  3. जारी रखें बटन दबाकर अधिग्रहण शुरू करें और स्कैन शुरू होने से 5 सेकंड के भीतर कैनुला में ट्रेसर इंजेक्ट करना शुरू करें (चित्रा 1)।
    नोट: इंजेक्शन की अवधि ~ 20-25 सेकंड होगी।
  4. सिरिंज में अवशिष्ट गतिविधि को मापने के लिए पीईटी खुराक कैलिब्रेटर में सिरिंज डालें। वास्तविक गतिविधि और माप के समय को एनोटेट करें।
  5. स्कैनर GUI के हार्डवेयर मॉनिटर टैब में, वास्तविक इंजेक्शन समय, गतिविधि और वॉल्यूम सम्मिलित करने के लिए अद्यतन पीईटी ट्रेसर जानकारी बटन का उपयोग करें।
  6. स्कैन के दौरान, समय-समय पर जानवर के शारीरिक मापदंडों की जांच करें।
  7. स्कैन के दौरान, निम्नलिखित समय बिंदुओं पर चरण 2.2 में बताए गए अनुसार ग्लाइसीमिया को मापें: पीईटी स्कैन की शुरुआत के बाद 5 मिनट, 20 मिनट, 40 मिनट और 60 मिनट।
  8. ग्लाइसीमिया के माप के बाद, गामा काउंटर में परीक्षण पट्टी डालें और 60 एस के लिए गतिविधि माप करें। वास्तविक समय को रिकॉर्ड करें जिस पर गतिविधि माप किया गया है, और रेडियोधर्मी क्षय के लिए सही है, ट्रेसर इंजेक्शन समय को संदर्भ समय के रूप में लेते हुए। ग्लूकोज परीक्षण पट्टी में 1 μL की औसत रक्त मात्रा पर विचार करके दर्ज गतिविधि मूल्यों को गतिविधि एकाग्रता (Bq / mL) में परिवर्तित करें (यानी, समीकरण [1] का उपयोग करके):
    Cरक्त (t) = Aरक्त(t)/0.001 mL [Bq/mL] (1)
    जहां एरक्त (टी) बीक्यू में व्यक्त परीक्षण पट्टी में रक्त के नमूने की क्षय सही मापी गई गतिविधि है।
    नोट: पीईटी स्कैन स्टार्ट और ट्रेसर इंजेक्शन को इंजेक्शन के दौरान ऑपरेटर की साइट के करीब स्कैनर की पार्श्व तालिका पर रखे गए टोमोग्राफिक मोबाइल कंट्रोलिंग डिवाइस का उपयोग करके एक ही ऑपरेटर द्वारा किया जा सकता है। स्कैन शुरू होने और इंजेक्शन की शुरुआत के बीच लंबी देरी की अनुमति है, लेकिन गतिशील अनुक्रम की शुरुआत में कुछ पुनर्निर्मित फ्रेम खाली रहेंगे। 10 सेकंड से अधिक देरी से बचने की सिफारिश की जाती है (यानी, वर्तमान प्रोटोकॉल के साथ दो रिक्त फ्रेम की ओर ले जाता है)।

Figure 1
चित्रा 1: पीईटी ट्रेसर का इंजेक्शन। यह ऑपरेशन पीईटी स्कैन शुरू होने के ठीक बाद किया जाता है। जानवर पीईटी क्षेत्र के अंदर है (सिर पहले, ऑपरेटर की तरफ इसकी पूंछ दिखाई देती है)। संक्षिप्त नाम: पीईटी = पॉज़िट्रॉन उत्सर्जन टोमोग्राफी। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

7. सीटी स्कैन

  1. सीटी कंट्रास्ट एजेंट को इंजेक्ट करने से पहले, स्कैनर के ढक्कन को बंद करने और जीयूआई पर जारी रखें बटन दबाने के ठीक बाद सीटीएसी स्कैन शुरू करें। इस बहुत छोटे अधिग्रहण के अंत में, पीईटी ट्रेसर के इंजेक्शन के लिए नियोजित एक ही संवहनी पहुंच का उपयोग करके अधिग्रहण से पहले सीए को इंजेक्ट करके रक्त पूल की उचित वृद्धि सुनिश्चित करने के लिए निम्नलिखित प्रक्रियाओं को नियोजित करें।
    1. आयोडीनयुक्त लिपिड इमल्शन सीए:
      1. सीटीएसी स्कैन के पूरा होने के बाद, माउस पूंछ नस से पहले से जुड़े कैनुला का उपयोग करके आयोडीनयुक्त लिपिड इमल्शन सीए इंजेक्ट करें। विशिष्ट इंजेक्शन अवधि 30-60 एस के क्रम में है।
      2. इंजेक्शन पूरा होने के तुरंत बाद इमेजिंग शुरू करें। सिने-सीटी अधिग्रहण शुरू करने के लिए स्कैनर जीयूआई पर जारी रखें ।
    2. सिरिंज पंप:
      1. यदि एक सामान्य एक्स-रे सीए का उपयोग किया जाता है, जैसे कि आयोमेप्रोल, तो एक सिरिंज पंप का उपयोग करें जो निरंतर दर पर धीमी गति से इंजेक्शन की अनुमति देता है।
      2. चूहों के लिए, इंजेक्शन की मात्रा को 0.5 एमएल तक सीमित करके सीए की इंजेक्शन दर को 10 एमएल / एच (~ 0.17 एमएल / मिनट) पर सेट करें। इस सेटिंग के साथ, ~ 3 मिनट के बाद इंजेक्शन बंद करें। चूहों के लिए, पंप को 24 एमएल / एच (= 0.4 एमएल / मिनट) की दर पर सेट करें और इंजेक्शन की मात्रा को 2 एमएल तक सीमित करें। इस सेटिंग के साथ, 5 मिनट के बाद इंजेक्शन बंद कर दें।
      3. सीए ट्यूबिंग से जुड़ी सुई को पूंछ की नस के प्रवेशनी से कनेक्ट करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि ट्यूबिंग और सुई दोनों सीए के साथ प्रीफिल किए गए हैं।
      4. इंजेक्शन शुरू करें। स्कैनर का ढक्कन बंद करें और सिने-सीटी स्कैन की तैयारी करें।
      5. चूहों के लिए इंजेक्शन की शुरुआत से 60 सेकंड के बाद और चूहों के लिए इंजेक्शन की शुरुआत से 90 के दशक के बाद टोमोग्राफी के जीयूआई पर कंटिन्यू बटन दबाएं, ताकि सिने-सीटी अधिग्रहण शुरू हो जाए। सीए का इंजेक्शन लगभग उसी समय बंद हो जाएगा जब चूहों के लिए सिने-सीटी स्कैन पूरा हो जाएगा और चूहों के लिए पूरा हो जाएगा।
  2. सिने-सीटी स्कैन के पूरा होने पर, जानवर को शारीरिक निगरानी प्रणाली से डिस्कनेक्ट करें और पूंछ की नस प्रवेशनी को हटा दें। वास्तविक प्रोटोकॉल के आधार पर, वर्णित इमेजिंग प्रक्रिया के बाद जानवरों को या तो बरामद किया जाता है या इच्छामृत्यु दी जाती है। पहले मामले में, जानवरों को एक अवरक्त दीपक के तहत गर्म वातावरण में अपने पिंजरों में जागृत किया जाता है। गैसीय संज्ञाहरण के बाद 15/30 मिनट लेते हुए, पूर्ण जागृति तक उनकी निगरानी की जाती है। डी.एलजी 26/2014 के अनुबंध VI के अनुसार, इमेजिंग प्रक्रिया के अंत में ऊतक कटाई जैसे प्रोटोकॉल की आवश्यकता के मामले में, जानवरों को एक प्रेरण कक्ष (5% आइसोफ्लुरेन) में एनेस्थेटिक ओवरडोज का उपयोग करके इच्छामृत्यु दी जाती है।
    नोट: इस प्रोटोकॉल में चर्चा के अनुसार 18एफ-आधारित रेडियोन्यूक्लाइड्स के मामले में, ट्रेसर इंजेक्शन के 24 घंटे जानवर के शरीर पर अवशिष्ट रेडियोधर्मिता के स्तर तक पहुंचने के लिए पर्याप्त हैं जो सभी व्यावहारिक उद्देश्यों के लिए सुरक्षित है।

8. आंतरिक कार्डियोरेस्पिरेटरी गेटिंग का उपयोग करके कार्डियक 4डीसीटी छवियों का पुनर्निर्माण

नोट: इमेजिंग अध्ययन के पूरा होने पर, मानक पीईटी और सीटी पुनर्निर्माण स्वचालित रूप से किया जाता है। फिर भी, 4 डी (सिने) कार्डियो सीटी अनुक्रम का पुनर्निर्माण मैन्युअल रूप से किया जाना चाहिए और कुछ उपयोगकर्ता इंटरैक्शन की आवश्यकता होती है। इस विशेष प्रकार के पुनर्निर्माण, बाद के मोर्फो-फंक्शनल कार्डियक सीटी विश्लेषण के लिए अनिवार्य, इस खंड में चर्चा की गई है।

  1. टोमोग्रैग के जीयूआई के कार्डियक गेटिंग मॉड्यूल खोलें और विश्लेषण किए जाने वाले इमेजिंग अध्ययन का चयन करें।
  2. समय-निर्भर कार्डियक गति वक्र के निर्माण के लिए प्रदर्शित पशु के रेडियोग्राफ (चित्रा 2) पर रुचि के क्षेत्र (आरओआई) का चयन करें, जो गेटिंग सिग्नल-किमोग्राम का प्रतिनिधित्व करता है। लंबवत रूप से पूर्वबद्ध आयताकार आरओआई को इस तरह से स्थानांतरित करें कि हृदय शीर्ष और डायाफ्राम दोनों का चयन किया जाता है। फिर, गेटिंग सिग्नल विश्लेषण का चयन करें। उपयोगकर्ता इंटरफ़ेस अब समय डोमेन और आवृत्ति डोमेन दोनों पर गेटिंग सिग्नल दिखाएगा।
  3. पहले आवृत्ति डोमेन ग्राफ में, आवृत्ति स्पेक्ट्रम की चोटियों के पहले समूह को उजागर करके श्वसन आवृत्ति बैंड का चयन करें (उदाहरण स्पेक्ट्रम के लिए चित्रा 3 देखें)।
  4. दूसरे आवृत्ति-डोमेन ग्राफ में, कार्डियक मोशन फ्रीक्वेंसी बैंड का चयन करें, जो दूसरे सबसे तेज शिखर को उजागर करता है।
  5. अगले चरण में, रंग मार्करों (डॉट्स) के साथ टाइम-डोमेन गेटिंग सिग्नल का निरीक्षण करें, जो पहचाने गए श्वसन चोटियों और हृदय संकुचन चोटियों को दर्शाता है। यदि मार्कर की स्थिति मूल गेटिंग सिग्नल के श्वसन और हृदय की चोटियों के साथ अच्छी तरह से फिट होती है, तो अगले चरण में आगे बढ़ें। नहीं तो:
    1. यदि गेटिंग सिग्नल का आकार चित्रा 3 में प्रदर्शित से बहुत अलग है, तो चरण 8.2 पर वापस जाएं और एक और आरओआई का चयन करें।
    2. यदि गेटिंग सिग्नल का आकार चित्रा 3 में दिखाए गए के समान है, तो चरण 8.3 और चरण 8.4 पर वापस जाएं और गेटिंग सिग्नल स्पेक्ट्रम पर विभिन्न आवृत्ति बैंड का चयन करें।
  6. अगले चरण में, कम से कम चार कार्डियक गेट का चयन करें।
    नोट: विशिष्ट सिने-सीटी पुनर्निर्माण में 8-12 कार्डियक गेट होते हैं।
  7. ड्रॉपडाउन मेनू का उपयोग करके उचित श्वसन खिड़की का चयन करें: श्वसन खिड़की | 20% -80%।
    नोट: यह पुनर्निर्माण में अधिग्रहित डेटा का 60% बनाए रखेगा, शिखर प्रेरणा के चरण को छोड़कर और इस प्रकार, प्रत्येक हृदय चरण में पुनर्निर्मित मायोकार्डियल दीवारों की तीक्ष्णता में सुधार होगा।
  8. पूर्वव्यापी रूप से गेटेड सिने-सीटी छवियों को डीआईसीओएम प्रारूप में बदलने के लिए पुनर्निर्माण करें, जो बाद के कार्यात्मक विश्लेषण के लिए सॉफ्टवेयर में आयात किए जाने के लिए तैयार हैं।

Figure 2
चित्रा 2: आंतरिक गेटिंग के लिए आरओआई चयन उपकरण। यह छवि सिने-सीटी पुनर्निर्माण चरण के दौरान टोमोग्राफी के जीयूआई में दिखाई गई है। उपयोगकर्ता को ROI (पीला आयत) की स्थिति का चयन करना होगा जिस पर कच्चे सीटी अनुमानों से आंतरिक गेटिंग सिग्नल (kymogram) प्राप्त किया जाता है। पशु छाती पर गोलाकार आकार की वस्तु श्वसन तकिया है जिसका उपयोग केवल अध्ययन के दौरान शारीरिक निगरानी के लिए किया जाता है। संक्षिप्तरूप: आरओआई = रुचि का क्षेत्र; सीटी = गणना टोमोग्राफी; जीयूआई = ग्राफिकल यूजर इंटरफेस। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

Figure 3
चित्रा 3: उदाहरण गेटिंग सिग्नल (शीर्ष फ्रेम) और संबंधित आवृत्ति स्पेक्ट्रम (केंद्र और नीचे)। एट्रियम सॉफ्टवेयर के कार्डियक गेटिंग मॉड्यूल के साथ प्राप्त छवियां। उपयोगकर्ता को श्वसन (केंद्र फ्रेम) और कार्डियक मोशन (नीचे फ्रेम) दोनों के लिए उचित आवृत्ति बैंड का चयन करना होगा। यह गेटिंग सिग्नल पर श्वसन और कार्डियक मार्करों की पहचान की अनुमति देगा, जिसे 4 डी पुनर्निर्माण के साथ आगे बढ़ने से पहले उपयोगकर्ता द्वारा जांचा जाना चाहिए। चोटियों की खराब पहचान या गलत असाइनमेंट (जैसे, श्वसन से हृदय, या इसके विपरीत) गलत पुनर्निर्माण का कारण बनेगा। दिखाए गए डेटा को एक स्वस्थ, वयस्क पुरुष विस्टार चूहे (507 ग्राम) के 4 डी सिने-सीटी स्कैन के विश्लेषण से प्राप्त किया गया था, जिसे 5 मिनट के लिए 0.4 एमएल / मिनट की दर से 2 एमएल आयोमेप्रोल, 200 मिलीग्राम / एमएल के साथ इंजेक्ट किया गया था (शीर्ष पर ग्राफ को पहचान किए गए हृदय और श्वसन गति के बेहतर विज़ुअलाइज़ेशन की अनुमति देने के लिए अधिग्रहण के पहले 22 सेकंड पर ज़ूम किया जाता है)। संक्षिप्त नाम: सीटी = गणना टोमोग्राफी। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

9. पीईटी कार्डियक विश्लेषण

नोट: यह खंड दिखाता है कि छोटे-पशु बाएं वेंट्रिकल के गतिशील [18एफ] एफडीजी डेटा का गतिज विश्लेषण कैसे किया जाए। विश्लेषण कैरिमास सॉफ्टवेयर पर आधारित है। नीचे दिए गए निर्देश सॉफ्टवेयर उपयोगकर्ता मैनुअल17 के प्रतिस्थापन के लिए नहीं हैं। नीचे प्रस्तुत प्रक्रिया गतिशील पीईटी डेटा18 के पटलक ग्राफिकल विश्लेषण पर आधारित है। इस विश्लेषण के बारे में विवरण के लिए चर्चा अनुभाग देखें।

  1. गतिशील पीईटी स्कैन की DICOM छवियों को खोलें।
  2. हार्टप्लूगिन मॉड्यूल का चयन करें।
  3. चूहे के दिल पर छवि में ज़ूम करें, और अंतिम समय सीमा (या समकक्ष रूप से, पिछले तीन से पांच समय सीमा का योग) का चयन करें, जिसके लिए अधिकांश रक्त-पूल गतिविधि पहले ही धो दी गई है।
  4. पशु हृदय (छोटी धुरी, ऊर्ध्वाधर और क्षैतिज लंबी धुरी) के प्रमुख अक्ष के साथ छवि को फिर से तैयार करने के लिए ऑन-स्क्रीन निर्देश का पालन करें। हृदय आधार और शीर्ष के लिए प्रदर्शित मार्करों को स्थानांतरित करके इसे इंटरैक्टिव रूप से करें (चित्रा 4)।
  5. विभाजन उपकरण का चयन करें।
    नोट: डिफ़ॉल्ट रूप से, स्वचालित विभाजन सक्षम है, जो ज्यादातर मामलों में विश्वसनीय परिणाम देता है।
  6. यदि स्वचालित विभाजन का परिणाम स्वीकार्य नहीं है, तो मैन्युअल मोड (ROI खोज अक्षम) को सक्षम करके खंडित मायोकार्डियम और / या LV गुहा के आकार को परिष्कृत करें।
  7. मॉडलिंग टूल में, गतिशील पीईटी विश्लेषण के लिए उपयोग किए जाने वाले उपयुक्त गतिज मॉडल का चयन करें। इस मामले में, ग्राफिकल का चयन करें | प्रत्येक कार्डियक सेक्टर के लिए ग्लूकोज अपटेक (एमआरग्लू) की चयापचय दर की गणना के लिए पाटलक प्लॉट विश्लेषण को सक्षम करने के लिए।
  8. पोलरमैप उपकरण में, प्रदर्शित हृदय खंडों की सही संख्या का चयन करें। इस स्थिति में, 17 सेगमेंट का चयन करें।
  9. अब, Patlak विश्लेषण की फिटिंग प्रक्रिया करने के लिए Fit बटन दबाएं।
  10. फिटिंग प्रक्रिया के अंत में, Ki मानों के प्रदर्शित ध्रुवीय मानचित्र का निरीक्षण करें (यानी, mL/ [mL × मिनट] में व्यक्त रैखिक प्रतिगमन का ढलान)।
  11. तालिका में दिखाए गए प्रत्येक क्षेत्र के लिए Ki मानों का उपयोग करके, समीकरण (2) का उपयोग करके MRGlu की गणना करें:
    MRGlu = (Ki × PGlu)/LC (2)
    जहां पीग्लू प्लाज्मा ग्लूकोज एकाग्रता (mmol / L) का रक्त-नमूना-व्युत्पन्न मूल्य है, और गिरावट स्थिरांक (एलसी) एक अनुभवजन्य गुणांक है जिसका उपयोग सामान्य ग्लूकोज और FDG के बीच तेज में अंतर की भरपाई के लिए किया जाता है। उदाहरण के लिए, विभिन्न प्रयोगात्मक स्थितियों में गिरावट स्थिरांक के विशिष्ट मूल्यों के लिए एनजी एट अल .22 देखें।
    नोट: पीईटी विश्लेषण शुरू करने से पहले, पीईटी विश्लेषण सॉफ्टवेयर टूल के भीतर पीईटी वॉल्यूम के गतिशील अनुक्रम का नेत्रहीन निरीक्षण करना अच्छा अभ्यास है। यह अध्ययन के दौरान समय सीमा के बीच मैक्रोस्कोपिक पशु गति को बाहर करने के लिए आवश्यक है। यदि गति मौजूद है, तो यदि संभव हो तो विश्लेषण से पहले उचित छवि पंजीकरण (इस प्रोटोकॉल के दायरे के बाहर) किया जाना चाहिए।

Figure 4
चित्रा 4: पीईटी विश्लेषण सॉफ्टवेयर का पुन: अभिविन्यास उपकरण। 3 डी स्पेस में दो सरल लाइन खंडों का प्रक्षेपण तीन मानक विमानों (ट्रांसएक्सियल, कोरोनल और कोरोनल) में से प्रत्येक पर दिखाया गया है। पहला खंड उपयोगकर्ता को हृदय आधार और शीर्ष का चयन करने की अनुमति देता है, जबकि दूसरा एक हृदय के बाएं और दाएं किनारों का चयन करने की अनुमति देता है। इस चरण के परिणामस्वरूप एक नई (इंटरपोलेटेड) पीईटी छवि (नीचे की पंक्ति) होती है, जिसमें दिल को मानक एएचए प्रतिनिधित्व के साथ पुन: उन्मुख किया जाता है। 51 ग्राम वजन वाले एक स्वस्थ वयस्क पुरुष सीडी -1 माउस से कैरिमास के साथ छवियां प्राप्त की गईं और 10 एमबीक्यू [18एफ] एफडीजी के साथ इंजेक्ट किया गया। संक्षिप्तीकरण: पीईटी = पॉज़िट्रॉन उत्सर्जन टोमोग्राफी; एएचए = अमेरिकन हार्ट एसोसिएशन; FDG = फ्लोरोडीऑक्सीग्लूकोज। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

10. सिने-सीटी कार्डियक विश्लेषण

नोट: यह खंड दिखाता है कि हृदय समारोह के वैश्विक मात्रात्मक डेटा एकत्र करने के लिए सिने-सीटी कार्डियक छवि का मात्रात्मक विश्लेषण कैसे किया जाए। विश्लेषण ओसिरिक्स एमडी सॉफ्टवेयर पर आधारित है। नीचे दिए गए निर्देश ओसिरिक्स उपयोगकर्ता मैनुअल24 के लिए प्रतिस्थापन नहीं हैं।

  1. सॉफ्टवेयर में सिने-सीटी स्कैन की DICOM छवियों को लोड करें।
  2. अंतर्निहित 4 डी व्यूअर के साथ गतिशील डेटासेट खोलें।
  3. 3 डी मल्टीप्लानर रिफॉर्मेशन (एमपीआर) टूल का उपयोग करके, छवि डेटा को छोटी धुरी (चित्रा 5) के साथ फिर से तैयार करें।
  4. रीओरिएंटेड डेटा को DICOM को निर्यात करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि पूरे 4D डेटा का निर्यात किया जाता है, संरक्षित स्लाइस मोटाई (मूल के समान) और छवि बिट गहराई (16 बिट प्रति Voxel) के साथ
  5. 4 डी दर्शक का उपयोग करके निर्यात किए गए 4 डी एमपीआर छवियों को खोलें।
  6. एंड-डायस्टोलिक के अनुरूप समय सीमा का चयन करें। यह सुनिश्चित करने के लिए कि सही कार्डियक चरण का चयन किया गया है, मुख्य टूलबार पर टाइम स्लाइडर के साथ सभी समय सीमाओं के माध्यम से ब्राउज़ करें।
  7. इस समय सीमा पर, बंद बहुभुज एनोटेशन टूल चुनें और मैन्युअल रूप से एलवी की एंडोकार्डियल दीवार को चित्रित करें।
  8. आधार से शीर्ष तक 10-20 स्लाइस के लिए भी ऐसा ही करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि सभी आरओआई का एक ही नाम है (उदाहरण के लिए, एलवीईएनडीओ)।
  9. ROI मेनू पर, ROI वॉल्यूम चुनें | मैन्युअल रूप से तैयार आरओआई के प्रक्षेप द्वारा सभी छोटे अक्ष स्लाइस पर आरओआई उत्पन्न करने के लिए लापता आरओआई उत्पन्न करें।
  10. ROI मेनू पर, ROI वॉल्यूम चुनें | एक ही ROI नाम के साथ ROI समूह की मात्रा की गणना करने के लिए वॉल्यूम की गणना करें।
  11. समय सीमा के माध्यम से ब्राउज़ करें और अंत-सिस्टोल (छोटे एलवी वॉल्यूम) के अनुरूप चरण का चयन करें और ऊपर दिए गए चरण 10.7-10.10 को दोहराएं।
  12. समीकरण (3) और (4) का उपयोग करके स्ट्रोक वॉल्यूम (एसवी) और इजेक्शन अंश की गणना करें:
    एसवी = ईडीवी - ईएसवी [एमएल] (3)
    EF = 100 × SV/EDV [%] (4)
    जहां ईडीवी अंत-डायस्टोलिक वॉल्यूम है और ईएसवी एंड-सिस्टोलिक वॉल्यूम है।

Figure 5
चित्रा 5: मल्टीप्लानर सुधार उपकरण का ग्राफिकल इंटरफ़ेस। इस उपकरण का उपयोग बाद के कार्यात्मक विश्लेषण के लिए सिने-सीटी डेटा के पुन: अभिविन्यास के लिए किया जाता है। उपयोगकर्ता स्क्रीन के बाईं ओर संदर्भ अक्षों को इस तरह से घुमाएगा और अनुवाद करेगा कि दिल का लघु-अक्ष दृश्य दाईं ओर दिखाया जाए। इस प्रक्रिया के अंत में, उपयोगकर्ता पुन: उन्मुख छवियों को DICOM फ़ाइल सेट के रूप में निर्यात कर सकता है। ये चित्र ओसिरिक्स एमडी के साथ प्राप्त किए गए थे और एक स्वस्थ वयस्क पुरुष विस्टार चूहे (507 ग्राम) को संदर्भित करते हैं, जिसे 5 मिनट के लिए 0.4 एमएल / मिनट की दर से 2 एमएल आयोमेप्रोल, 200 मिलीग्राम / एमएल के साथ इंजेक्ट किया गया था, जिसे 0.24 मिमी3 के वोक्सेल आकार के साथ फ़िल्टर्ड बैकप्रोजेक्शन के साथ पुनर्निर्मित किया गया था। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

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Representative Results

इस खंड में, अब तक वर्णित प्रक्रियाओं के बाद पीईटी और सीटी विश्लेषण दोनों के लिए विशिष्ट परिणाम दिखाए गए हैं। चित्रा 6 एक नियंत्रण (स्वस्थ) सीडी -1 माउस के [18एफ] एफडीजी पीईटी स्कैन के स्वचालित मायोकार्डियल और एलवी गुहा विभाजन के परिणामों को दर्शाता है। भले ही पुनर्निर्मित छवियों में दाहिना वेंट्रिकल हमेशा दिखाई नहीं देता है, लेकिन डीआईसीओएम हेडर पर आधारित अभिविन्यास अक्षों का उपयोग अन्य एलवी दीवारों से इंटरवेंट्रिकुलर सेप्टम को सही ढंग से भेदभाव करने के लिए किया जा सकता है, जैसा कि अमेरिकन हार्ट एसोसिएशन (एएचए) की सिफारिशों के बाद मानक क्षेत्रों की विश्वसनीय पहचान के लिए आवश्यकहै। . मायोकार्डियल इस्किमिया के मामले में, ट्रेसर अपटेक का एक क्षेत्रीय कम होना मायोकार्डियल जीवन शक्ति के नुकसान के एक विशिष्ट संकेत के रूप में दिखाई देता है। यह आवश्यक रूप से कम छिड़काव के साथ सहसंबद्ध नहीं है, जिसे पीईटी छवियों में कल्पना करने के लिए एक अलग ट्रेसर (जैसे, [13एन] एनएच3 या [15ओ] एच2ओ) की आवश्यकता होगी। स्वस्थ विषयों में भी, शीर्ष के आसपास कम पुनर्निर्मित मूल्य आमतौर पर पीईटी में देखे जाते हैं ( चित्रा 6 देखें)। यह ऊपरी हिस्से में (आम तौर पर) पतली मायोकार्डियल मोटाई के कारण अधिक स्पष्ट आंशिक मात्रा विरूपण साक्ष्य से उत्पन्न हो सकता है, उदाहरण के लिए, बाईं दीवार या सेप्टम की तुलना में।

Figure 6
चित्रा 6: पीईटी विश्लेषण सॉफ्टवेयर के स्वचालित विभाजन के परिणाम। छवियों को कैरिमास सॉफ्टवेयर के हार्ट प्लगइन के साथ प्राप्त किया गया था। एएचए दिशानिर्देशों के अनुसार मानक पुनर्विन्यास के बाद विभाजन किया गया था। दिखाए गए चित्र एक स्वस्थ वयस्क पुरुष सीडी -1 माउस ( चित्रा 4 के समान) का उल्लेख करते हैं, जिसका वजन 51 ग्राम है और कार्डियक गेटिंग के बिना 10 एमबीक्यू [18एफ] एफडीजी के साथ इंजेक्ट किया जाता है, और 60 मिनट पीईटी स्कैन के अंतिम 15 मिनट का योग करता है। छवियों को 0.85 मिमी 3 के वोक्सेल आकार के साथ पुनरावृत्ति 3 डी-ओएसईएम एल्गोरिदम के साथ पुनर्निर्मितकिया गया था। संक्षिप्तीकरण: पीईटी = पॉज़िट्रॉन उत्सर्जन टोमोग्राफी; एएचए = अमेरिकन हार्ट एसोसिएशन; FDG = फ्लोरोडीऑक्सीग्लूकोज। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्रा 7 में, पटलक ग्राफिकल विश्लेषण18 के माध्यम से प्राप्त क्षेत्रीय के का एक उदाहरण दिखाया गया है (ऊपर बाएं)। नीचे के फ्रेम में, पाटलक स्कैटर प्लॉट और रैखिक प्रतिगमन विश्लेषण के संबंधित परिणाम दिखाए गए हैं। स्कैटर प्लॉट में प्रत्येक बिंदु एक निश्चित समय टी (रेडियोधर्मी क्षय के लिए सुधार के बाद), सीटी (टी) / सीपी (टी) पर ऊतक गतिविधि एकाग्रता और प्लाज्मा गतिविधि एकाग्रता के बीच अनुपात का प्रतिनिधित्व करता है, जो इंजेक्शन समय टी0 = 0 से समय टी तक प्लाज्मा गतिविधि एकाग्रता के अभिन्न समय के खिलाफ प्लॉट किया गया है। चित्रा 7 के ऊपरी-दाएं फ्रेम पर दी गई तालिका प्रत्येक खंड पर किए गए रैखिक फिट के ढलान (केआई) और इंटरसेप्ट (आईसी) के मूल्यों को दर्शाती है, साथ ही निर्धारण के संबंधित गुणांक (आर2) को भी दर्शाती है।

जहां तक कार्डियक पीईटी का संबंध है, प्रोटोकॉल के खराब निष्पादन के संकेतों में निम्नलिखित शामिल हो सकते हैं, लेकिन इन तक सीमित नहीं हैं: (i) मायोकार्डियम से कम या अनुपस्थित ट्रेसर अपटेक, जो आमतौर पर एक संकेत है कि ट्रेसर इंजेक्शन के दौरान एक समस्या हुई, जैसे कि एक एक्स्ट्रावेसेटेड इंजेक्शन; (ii) पिछले बिंदु के समान समस्याएं यदि पीईटी स्कैन के दौरान जानवरों का तापमान बहुत कम है (उदाहरण के लिए, 35 डिग्री सेल्सियस से नीचे) और इस प्रकार, परिवर्तित अनुरेखक अपटेक होता है; (iii) स्पष्ट छवि धुंधलापन, जो संज्ञाहरण के स्तर के कारण हो सकता है जो बहुत कम या अनैच्छिक गति है।

Figure 7
चित्रा 7: पाटलक ग्राफिकल विश्लेषण के परिणाम। छवियों को कैरिमास सॉफ्टवेयर के हार्ट प्लगइन के साथ प्राप्त किया गया था। शीर्ष-बाएं: पाटलक विश्लेषण के परिणामस्वरूप एलवी के क्षेत्रीय केआई का पैरामीट्रिक ध्रुवीय मानचित्र। शीर्ष-दाएं: प्रत्येक मायोकार्डियल सेगमेंट पर केआई और आईसी के औसत मान, साथ ही प्रत्येक रैखिक फिट (आर2) के निर्धारण के गुणांक के साथ। नीचे: चयनित मायोकार्डियल सेगमेंट (इस उदाहरण में खंड 1) के लिए वाई (टी) बनाम एक्स (टी) (विवरण के लिए पाठ देखें) का स्कैटर प्लॉट। यह परिणाम चित्रा 4 और चित्रा 6 में दिखाए गए मायोकार्डियल पीईटी छवियों को संदर्भित करता है (स्वस्थ वयस्क पुरुष सीडी -1 माउस जिसका वजन 51 ग्राम है और 10 एमबीक्यू [18एफ] एफडीजी के साथ इंजेक्ट किया गया है)। संक्षिप्तीकरण: पीईटी = पॉज़िट्रॉन उत्सर्जन टोमोग्राफी; FDG = फ्लोरोडीऑक्सीग्लूकोज। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

Figure 8
चित्रा 8: एक चूहे के एलवी के मैनुअल विभाजन का उदाहरण। छवि उसी जानवर को संदर्भित करती है जैसा कि चित्र 5 में दिखाया गया है और ओसिरिक्स एमडी के साथ प्राप्त किया गया था। एंड-डायस्टोलिक और एंड-सिस्टोल पर एलवी का परिणामी वॉल्यूमेट्रिक विश्लेषण नीचे दिखाया गया है। इन परिणामों से, ईएफ और एसवी की गणना समीकरण 3 और 4 के अनुसार की जाती है। संक्षिप्तीकरण: ईएफ = इजेक्शन अंश; एसवी = स्ट्रोक की मात्रा; आरओआई = रुचि के क्षेत्र; एलवी = बाएं वेंट्रिकल। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

Figure 9
चित्रा 9: सिने-सीटी छवियों का वॉल्यूम रेंडरिंग। चित्र चित्र 5 और चित्र 8 में दिखाए गए एक ही चूहे को संदर्भित करते हैं (स्वस्थ वयस्क पुरुष विस्टार चूहे का वजन 507 ग्राम है और 5 मिनट के लिए 24 एमएल / घंटा की दर से 2 एमएल आयोमेप्रोल, 200 मिलीग्राम / एमएल के साथ इंजेक्ट किया जाता है, जिसे 0.24 मिमी3 के वोक्सेल आकार के साथ एफबीपी के साथ पुनर्निर्मित किया जाता है)। संक्षेप: आरए = दाएं आलिंद; एलए = बाएं आलिंद; एलवी = बाएं वेंट्रिकल; आरवी = दायां वेंट्रिकल; सीटी = गणना टोमोग्राफी; एफबीपी = फ़िल्टर किया गया बैकप्रोजेक्शन। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्रा 8 और चित्रा 9 एक स्वस्थ चूहे के लिए सिने-सीटी कार्डियक विश्लेषण के प्रतिनिधि परिणामों से निपटते हैं। विशेष रूप से, चित्रा 8 में, एलवी के विभिन्न आकार और आकार को अंत-डायस्टोलिक और एंड-सिस्टोलिक चरणों के लिए दिखाया गया है, साथ ही दोनों चरणों में खंडित एलवी वॉल्यूम के 3 डी पुनर्निर्माण के साथ। इस उदाहरण में, समीकरण 3 और 4 के अनुसार आयतनों की गणना के परिणामस्वरूप EDV = 0.361 mL और ESV = 0.038 mL, SV = 0.323 mL के स्ट्रोक आयतन और एक इजेक्शन अंश EF = 89.4% के अनुरूप है। यह साहित्य में इसी तरह के प्रोटोकॉल पर रिपोर्ट किए गए परिणामों के अनुरूप है, जो चूहों के सामान्य ईएफ को 70% -90% 26 की सीमा में दिखाते हैं। घाव की गंभीरता और एकाइनेटिक मायोकार्डियम के विस्तार के आधार पर इन्फेक्टेड हार्ट 50% -70% या उससे कम की सीमा में कम ईएफ का कारण बन सकता है।

सिने-सीटी छवियों के लिए प्रयोग के खराब निष्पादन के निम्नलिखित संकेत हो सकते हैं: (i) हृदय कक्षों / वाहिकाओं और मायोकार्डियम के बीच कम या अनुपस्थित छवि विपरीत; इस मामले में, यह संभावना है कि कंट्रास्ट एजेंट इंजेक्शन में एक समस्या हुई; (ii) मायोकार्डियल दीवारों की धुंधली आकृति; इस मामले में, पुनर्निर्माण में एक समस्या हुई है, शायद आंतरिक गेटिंग सिग्नल से हृदय और श्वसन चोटियों की गलत पहचान के कारण, जो बदले में, आवृत्ति बैंड (चित्रा 3) के खराब चयन और / या गेटिंग सिग्नल आरओआई (चित्रा 2) के खराब चयन पर निर्भर हो सकता है; (iii) स्पष्ट गति कलाकृतियां, जो संज्ञाहरण के स्तर के कारण हो सकती हैं जो बहुत कम या अनैच्छिक गति है।

चित्रा 9 में, एक ही चूहे के दिल का एक वॉल्यूम रेंडरिंग एंड-डायस्टोलिक और एंड-सिस्टोल दोनों के लिए दिखाया गया है। इस प्रकार का विज़ुअलाइज़ेशन केवल आयोडीन-वर्धित कक्षों और वाहिकाओं को चित्रित करने की अनुमति देता है, इसलिए उनका मूल्य मात्रात्मक से अधिक गुणात्मक है। फिर भी, मायोकार्डियल दीवारों की कम गतिशीलता, जैसे कि इन्फ्रैक्टेड चूहों में सामना किया गया, अंत-डायस्टोलिक और अंत-सिस्टोलिक चरणों के बीच कम स्पष्ट अंतर के साथ वॉल्यूमेट्रिक छवियों का उत्पादन करेगा।

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Discussion

इस पेपर में प्रस्तुत प्रोटोकॉल उच्च-रिज़ॉल्यूशन पीईटी / सीटी इमेजिंग का उपयोग करके कार्डियक चोट के छोटे पशु मॉडल पर ट्रांसलेशनल कार्डियोवैस्कुलर अनुसंधान के लिए एक विशिष्ट प्रयोगात्मक प्रक्रिया पर केंद्रित है। प्रस्तुत परिणाम पीईटी और सिने-सीटी छवियों के उच्च मात्रात्मक और गुणात्मक मूल्य का संकेत देते हैं, जो इसके ग्लूकोज चयापचय, आकार और इसके संकुचन की गतिशीलता के बारे में पूरे दिल की कार्यात्मक और संरचनात्मक जानकारी दोनों प्रदान करते हैं। इसके अलावा, प्राप्त सभी छवियां 3 डी, समय-संकल्पित और वर्तमान आइसोट्रोपिक पिक्सेल स्पेसिंग हैं; यह छवि प्रसंस्करण के दृष्टिकोण से फायदेमंद है क्योंकि हृदय के मानक अक्षों के साथ विशिष्ट स्लाइस ओरिएंटेशन का चयन करने के लिए पूर्व-स्कैन ऑपरेटर-निर्भर कार्यों की आवश्यकता नहीं होती है।

इस पेपर में गतिशील पीईटी डेटा18 के पटलक ग्राफिकल विश्लेषण पर आधारित एक प्रोटोकॉल शामिल है। इस प्रकार का विश्लेषण ऊतक से अपरिवर्तनीय अनुरेखक उत्थान का वर्णन करने के लिए उपयोगी है, जो [18एफ] एफडीजी के मामले में एक अच्छा अनुमान है, जहां मायोकार्डियम19 में डीफॉस्फोराइलेशन या मेटाबोलाइट्स का प्रभाव आम तौर पर नगण्य है। इस सन्निकटन के भीतर, क्षय-सही ऊतक गतिविधि एकाग्रता सीटी (टी) और क्षय-सही प्लाज्मा गतिविधि एकाग्रतासीपी (टी) के बीच अनुपात को निम्नलिखित समीकरण (5) द्वारा अनुमानित किया जा सकता है:

Equation 1 (5)

जो एक निश्चित शुरुआत समय के बाद, टी * के लिए समय के लिए होता है, जिसे अनुभवजन्य रूप से निर्धारित किया जाना चाहिए। उपरोक्त समीकरण में, निरंतर Ki रक्त से ऊतक तक शुद्ध प्रवाह दर का प्रतिनिधित्व करता है, जबकि IC एक स्थिरांक है जिसमें रक्त-आयतन अंश और प्रतिवर्ती डिब्बे (यानी, प्लाज्मा) में ट्रेसर की वितरण मात्रा शामिल है। इस सूत्र की अधिक विस्तृत गणितीय व्युत्पत्ति कहीं और पाई जा सकतीहै। यदि प्लाज्मा और ऊतक दोनों के समय गतिविधि वक्र (टीएसी) उपलब्ध हैं (उदाहरण के लिए, एक गतिशील पीईटी स्कैन और / या प्लाज्मा नमूनाकरण से), प्लॉटिंग Equation 2 द्वारा और Equation 3 प्रत्येक फ्रेम समय, टी के लिए एक 2 डी स्कैटर प्लॉट बनाया जा सकता है, ताकि केआई और आईसी को आसानी से सरल रैखिक प्रतिगमन द्वारा स्कैटर प्लॉट के ढलान और अवरोध के रूप में निर्धारित किया जा सके। उन समय बिंदुओं तक सीमित है जो टी > टी * हैं जिसके बाद रैखिकता देखी जाती है। यह रेखांकित किया जाना चाहिए कि लंबे समय तक संज्ञाहरण मायोकार्डियम21 की चयापचय दर पर प्रभाव डाल सकता है। इस कारण से, प्रोटोकॉल को मानकीकृत करना बहुत महत्वपूर्ण है ताकि सभी प्रासंगिक शारीरिक मापदंडों के अंतर-विषय भिन्नताओं को कम से कम रखा जा सके। कैरिमास में लागू प्रोटोकॉल में वर्णित प्रक्रिया, मायोकार्डियम के क्षेत्रीय पटलक ग्राफिकल विश्लेषण की अनुमति देती है; हमने प्लाज्मा इनपुटफ़ंक्शन सीपी (टी) के सन्निकटन के रूप में एलवी गुहा में पूरे रक्त की गतिविधि एकाग्रता का उपयोग किया है।

कुछ पीईटी स्कैनरों में कम स्थानिक रिज़ॉल्यूशन और / या संवेदनशीलता हो सकती है, जिससे माप के समय गतिविधि वक्रों (टीएसी) में बड़े आरओआई और लगातार आंशिक मात्रा / स्पिलओवर त्रुटियां हो सकती हैं, विशेष रूप से इनपुट फ़ंक्शन (आईएफ) के रूप में उपयोग किए जाने वाले प्लास्मैटिक। इस मामले में, विश्लेषण प्रोटोकॉल को इंजेक्शन के बाद शुरुआती चरण में छवि मूल्यों के आधार पर हाइब्रिड आईएफ बनाकर और देर से चरण (>20 मिनट) में रक्त नमूना गतिविधि एकाग्रता (प्रोटोकॉल चरण 6.8 देखें) पर संशोधित किया जा सकता है। हाइब्रिड आईएफ के सही बिंदुओं की गणना प्रक्षेप द्वारा की जा सकती है, जैसा कि शोगी एट अल .23 द्वारा दिखाया गया है। कैरिमास के भीतर, प्रत्येक मायोकार्डियल सेगमेंट के कच्चे टीएसी को निर्यात करना, धमनी टीएसी को सही करना और उन्हें फिर से लोड करना संभव है ताकि सही वक्रों पर सीधे पाटलक विश्लेषण किया जा सके। आवश्यक ऑपरेशन की जटिलता के कारण, हमने ऐसा करने के लिए विशिष्ट प्रोटोकॉल संचालन प्रदान नहीं किए हैं, क्योंकि इस प्रोटोकॉल में वर्णित मामले में प्राप्त परिणामों में अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए प्रजनन क्षमता का एक अच्छा स्तर है।

प्रस्तुत प्रोटोकॉल का एक संभावित अनुप्रयोग मायोकार्डियल रोधगलन के छोटे पशु मॉडल में है। इमेजिंग अनुसंधान के ऐसे विशिष्ट क्षेत्र में प्रतिबंधों से बचने के लिए, हमने एमआई या अन्य प्रकार के हृदय रोगों के प्रेरण के लिए एक विशिष्ट प्रोटोकॉल निर्देश नहीं जोड़ा। विस्तृत शल्य चिकित्सा प्रक्रियाओं को साहित्य12,13 में कहीं और पाया जा सकता है, और उन्हें क्षेत्रीय छिड़काव दोषों और इस्केमिया-प्रेरित एंजियोजेनेसिस4 दोनों के लिए पूरक जानकारी को चित्रित करने के लक्ष्य के साथ हमारे समूह में सफलतापूर्वक लागू किया गया है। फिर भी, इस पेपर में प्रस्तुत पीईटी / सीटी इमेजिंग प्रोटोकॉल विभिन्न प्रकार के अध्ययन डिजाइनों में उपयोगी हो सकता है जब हृदय चयापचय, कार्य और / या आकृति विज्ञान चिंता का विषय होता है, जिसमें चयापचय रोग27, चिकित्सा और / या विभिन्न आहारोंकी प्रतिक्रिया 28, और विकिरण-प्रेरित चोटेंशामिल हैं, लेकिन सीमित नहीं हैं। इसके अलावा, इस प्रकार की जांच वैश्विक और क्षेत्रीय हृदय समारोह और आकृति विज्ञान 4 के साथ सहसंबंध में कार्डियक रीमॉडेलिंग और नियोवैस्कुलराइजेशन की निगरानी के लिए नए आणविक जांच को मान्य करते समय उपयोगी हो सकती है।

यहां, हमने एक विशिष्ट पीईटी छवि अधिग्रहण और विश्लेषण पर चर्चा की है जो [18एफ] एफडीजी के माध्यम से मायोकार्डियल क्षेत्रीय ग्लूकोज अपटेक की मात्रा का ठहराव पर केंद्रित है; मायोकार्डियल रोधगलन इमेजिंग के लिए, उदाहरण के लिए, यह छिड़काव के बारे में पूरक जानकारी के रूप में मायोकार्डियल व्यवहार्यता26 को मापने के लिए उपयोगी और व्यापक रूप से अपनाया जाता है, जिसके बजाय विभिन्न ट्रेसर की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, [18एफ] एफडीजी पीईटी इमेजिंग में सबसे व्यापक रूप से उपलब्ध ट्रेसर है, और इसलिए, हमने इसकी प्रयोज्यता बढ़ाने के लिए इस प्रोटोकॉल को इस ट्रेसर के अनुरूप बनाने का फैसला किया। विश्लेषण वर्कफ़्लो में मामूली संशोधनों के साथ, उसी प्रक्रिया का उपयोग क्षेत्रीय मायोकार्डियल रक्त प्रवाह (एमबीएफ) को मापने के लिए किया जा सकता है, जो रक्त प्रवाह ट्रेसर30 के रूप में [13एन] एनएच3 या [15ओ] एच2ओ को नियोजित करता है।

इन मामलों में, पीईटी अधिग्रहण प्रोटोकॉल को 18एफ (टी 1/2 = 109.8 मिनट) के संबंध में 13एन (टी 1/2 = 9.97 मिनट) और 15ओ (टी1/2 = 2.04 मिनट) के विभिन्न रेडियोन्यूक्लाइड क्षय समय को देखते हुए मामूली बदलाव की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, इस पेपर में प्रस्तुत एक के बजाय उचित गतिज मॉडल का उपयोग किया जाना चाहिए, जो आमतौर पर पीईटी विश्लेषण के लिए अधिकांश मात्रात्मक छवि प्रसंस्करण सॉफ्टवेयर में उपलब्ध है; इन बिंदुओं के अलावा, इस प्रोटोकॉल में प्रस्तुत प्रयोगात्मक प्रक्रिया ज्यादातर छोटे जानवरों के दिल पर केंद्रित अन्य प्रकार की प्रयोगात्मक जांच के लिए उपयुक्त है। यद्यपि प्रोटोकॉल को विशेष रूप से माउस मॉडल के कार्डियक इमेजिंग के लिए डिज़ाइन किया गया था, चूहों के साथ काम करने से वास्तविक प्रोटोकॉल में कुछ संशोधन हो सकते हैं, मुख्य रूप से जानवर के बड़े आकार (~ 10x भारी) के कारण। हालांकि, सादगी के लिए चूहे इमेजिंग के लिए आवश्यक संशोधनों को इंगित करने के लिए प्रोटोकॉल में अतिरिक्त जानकारी जोड़ी गई है।

प्रस्तुत प्रोटोकॉल का एक लाभ यह है कि इसे जानवर पर ईसीजी जांच के उपयोग की आवश्यकता नहीं है, क्योंकि पीईटी अध्ययन को गेटिंग के बिना मज़बूती से आयोजित किया जा सकता है, और सीटी अध्ययन आंतरिक (सेंसरलेस) रेट्रोस्पेक्टिव गेटिंग का उपयोग करता है। आंतरिक गेटिंग सॉफ्टवेयर के आधार पर एल्गोरिथ्म डिंकेल एट अल .31 के काम पर आधारित है। यह विधि ईसीजी-आधारित (बाह्य) कार्डियक गेटिंग के साथ बहुत अधिक सहमति दिखाती है और यांत्रिक औरविद्युत घटनाओं के पृथक्करण के कारण अतालता के मामले में भी संभावित रूप से बेहतर हो सकती है। भले ही आंतरिक गेटिंग को पूरी तरह से स्वचालित वर्कफ़्लो32 में लागू किया जा सकता है, यह प्रोटोकॉल आईआरआईएस सीटी स्कैनर में लागू एक इंटरैक्टिव विधि पर आधारित है, जो मापदंडों की पसंद में अधिक लचीलापन देता है। जैसा कि चर्चा की गई है, चूहों के बजाय चूहों का उपयोग करते समय प्रक्रियाओं के मामूली अनुकूलन की आवश्यकता होती है, मुख्य रूप से इंजेक्शन खुराक के बारे में, बड़े जानवरों का उपयोग करते समय क्षीणन सुधार (सीटीएसी) स्कैन की आवश्यकता होती है, साथ ही सीटी कंट्रास्ट एजेंटों के प्रकारों के बीच कुछ अंतर भी होते हैं। इस अंतिम बिंदु के बारे में, चूहों पर आयोडीन युक्त तेल-इन-वाटर लिपिड इमल्शन का उपयोग छोटे पशु सीए विक्रेताओं के तकनीकी नोट्स में भी बताया गया है। इसमें शामिल अपेक्षाकृत बड़ी इंजेक्शन मात्रा, अपेक्षाकृत उच्च लागत और इन विशेष कंट्रास्ट एजेंटों की कम व्यापक उपलब्धता के कारण, हमने आमतौर पर उपलब्ध संवहनी कंट्रास्ट एजेंटों, जैसे कि आयोम्प्रोल के आधार पर प्रोटोकॉल का संशोधन भी प्रस्तुत किया है, जो व्यापक रूप से नैदानिक सेटिंग्स में लागू होता है। ऐसे मानक संवहनी एजेंटों की बहुत तेजी से निकासी के कारण, इस मामले में धीमी गति से निरंतर इंजेक्शन की अनुमति देने वाले मोटरचालित इंजेक्शन पंप की आवश्यकता होती है।

विधि की सीमाएँ
सीटी प्रोटोकॉल की प्रयोज्यता इंस्ट्रूमेंटेशन की उपलब्धता पर निर्भर करती है जो आम तौर पर अन्य तकनीकों (मुख्य रूप से यूएस इकोकार्डियोग्राफी) की तुलना में कम व्यापक और अधिक महंगी होती है, भले ही संरचना, कार्य और चयापचय के बारे में प्रासंगिक जानकारी आणविक जांच की पसंद पर समान संवेदनशीलता और लचीलेपन के साथ किसी अन्य तकनीक द्वारा प्राप्त नहीं की जा सकती है। हालांकि, इस पद्धति के साथ पूरी तैयारी / अधिग्रहण / विश्लेषण वर्कफ़्लो के सफल समापन के लिए जीवविज्ञानी, पशु चिकित्सकों, रसायनज्ञों, भौतिकविदों और बायोइंजीनियर सहित कई पेशेवर आंकड़ों के बीच एक मजबूत सहयोग की आवश्यकता होती है। यह तब और भी सच है जब गैर-मानक पीईटी ट्रेसर का उपयोग किया जाता है, जिसका अर्थ रेडियोसिंथेसिस और गणितीय मॉडलिंग दोनों में प्रयासों के साथ-साथ सही और विश्वसनीय परिमाणीकरण 33,34,35 के लिए विश्लेषण सॉफ्टवेयर के अनुकूलन में है।

प्रोटोकॉल अनुभाग 9 में, हमने छवि-व्युत्पन्न इनपुट फ़ंक्शन (आईडीआईएफ) का उपयोग करके एक बहुत ही सरल परिमाणीकरण प्रक्रिया का वर्णन किया है, यह इंगित करते हुए कि देर से फ्रेम के लिए आईडीआईएफ और रक्त नमूना-व्युत्पन्न आईएफ का उपयोग करके एक मिश्रित दृष्टिकोण बेहतर परिणाम दे सकता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि पूंछ से लिए गए पूरे (शिरापरक) रक्त से मापी गई गतिविधि का उपयोग करना [18एफ] एफडीजी में एक विश्वसनीय अनुमान माना जाता है, लेकिन इसे विभिन्न ट्रेसर36,37 के मामले में मेटाबोलाइट्स की गतिविधि के लिए और सुधार की आवश्यकता होती है। पूरे प्रोटोकॉल के सबसे महत्वपूर्ण बिंदुओं में से एक अंतःशिरा प्रवेशनी है, जो पीईटी स्कैन के लिए रेडियोधर्मी ट्रेसर और सीटी स्कैन के लिए आयोडीनयुक्त कंट्रास्ट एजेंट दोनों को इंजेक्ट करने के लिए शिरापरक पहुंच प्रदान करता है। इस महत्वपूर्ण कदम को असफल रूप से पूरा करने से बेकार छवियां होती हैं, क्योंकि पीईटी ट्रेसर या सीटी सीए को प्रसारित करने की प्रभावी मात्रा आवश्यकता से कम हो सकती है। विश्वसनीय परिणाम प्रदान करने के लिए टेल वेन इंजेक्शन के लिए विशिष्ट प्रशिक्षण वाले विशेषज्ञ कर्मियों को इस प्रक्रिया में शामिल किया जाना चाहिए।

गतिशील कार्डियक इमेजिंग के लिए सीटी का एक दोष यूएस और एमआरआई की तुलना में इसका अपेक्षाकृत कम अस्थायी रिज़ॉल्यूशन है, भले ही अल्ट्रासाउंड के साथ 3 डी कार्डियक इमेजिंग को सही परिणाम प्राप्त करने के लिए जांच और बाद में छवि पंजीकरण के लिए मोटराइज्ड अनुवाद चरण के उपयोग की आवश्यकता होती है। पुनर्निर्मित छवियों में रक्त और मायोकार्डियम के सही भेदभाव के लिए सीए की लगातार मात्रा को इंजेक्ट करने की आवश्यकता कार्यप्रणाली की आंतरिक कम संवेदनशीलता के कारण मुख्य चिंताओं में से एक है। इस प्रोटोकॉल में, हमने सीटी अध्ययन के लिए सीए के इंजेक्शन की मात्रा को चूहों में 0.5 एमएल और चूहों में 2 एमएल तक सीमित कर दिया है, चूहों में 10 एमएल / घंटा पर 3 मिनट के लिए और चूहों में 24 एमएल / घंटा पर 5 मिनट के लिए निरंतर जलसेक का उपयोग किया है। हमने देखा है कि इंजेक्शन की ये दरें और मात्रा जानवरों द्वारा अच्छी तरह से सहन की जाती है। यहां वर्णित मात्रा साहित्य में पाए जाने वाले समकक्ष प्रोटोकॉल के अनुरूप या छोटी है।

नाहरेनडॉर्फ एट अल ने म्यूरिन मायोकार्डियल रोधगलन के चित्रण के लिए एक सिने-सीटी प्रोटोकॉल का वर्णन किया, जिसमें 0.2 एमएल तेल-इन-वाटर लिपिड इमल्शन ब्लड पूल सीए का बेसल (प्री-स्कैन) बोलस इंजेक्शन शामिल था, जिसके बाद 1 घंटे38 के लिए 1 एमएल / एच पर आयोमेप्रोल का निरंतर इंजेक्शन शामिल था। बाडिया एट अल ने इसी तरह के कार्डियक सिने-सीटी प्रोटोकॉल की तुलना इसोव्यू 370 (इओपामिडोल) के 1 घंटे के जलसेक के आधार पर फेनेस्ट्रा वीसी (ऑयल-इन-वाटर लिपिड इमल्शन) के शरीर के वजन के 0.5 एमएल / 25 ग्राम के बोलस इंजेक्शन के साथ की, जिससे दूसरे मामले39 में छवि कंट्रास्ट के संदर्भ में बेहतर परिणाम मिले। फेनेस्ट्रा वीसी कंट्रास्ट एजेंट के एक ही निर्माता ने माइक्रो-सीटी 40 के साथ संवहनी इमेजिंग के लिए शरीर के वजन के 0.4 एमएल /20 ग्राम के इंजेक्शन की अनुशंसित मात्रा की सूचना दी। हालांकि, उच्च घनत्व वाले नए सीए जैसे कि ईशिया 160 एक्सएल, एमविवो एयू, ऑरोविस्ट 15 एनएम, या एग्जिट्रन नैनो 12000 ने हाल ही में प्रीक्लिनिकल बाजार में प्रवेश किया है और कार्डियक माइक्रो-सीटी प्रोटोकॉल में इंजेक्शन की मात्रा को कम करने की क्षमता है। नेबुलोनी एट अल ने इस तरह के सीए41 का व्यापक लक्षण वर्णन किया। गेटेड सीटी में विकिरण की खुराक अनुदैर्ध्य अध्ययनों के लिए एक और आम चिंता का विषय है; इस मामले में, वर्णित सिने-सीटी प्रोटोकॉल के लिए अधिकतम खुराक चूहों और चूहों दोनों के लिए 200 एमजीजी से नीचे है, जैसा कि हमारे सीटी स्कैनर42 के पिछले डोसिमेट्रिक लक्षण वर्णन के आधार पर अनुमान लगाया गया है। यह 4 डी कार्डियक सीटी स्कैन के लिए साहित्य में रिपोर्ट की गई खुराक से लगभग 5 गुना कम है, जो छोटे जानवरों के कुल शरीर विकिरण के लिए औसत घातक खुराक से 38,39 और 30 गुना कम है, जिसका अनुमान 6 जीवाई43 है।

विभिन्न इंस्ट्रूमेंटेशन और सॉफ्टवेयर के लिए प्रोटोकॉल की प्रयोज्यता
भले ही इस प्रोटोकॉल में प्रस्तुत विशिष्ट निर्देश एक विशिष्ट पीईटी / सीटी टोमोग्राफी के लिए अपरिहार्य रूप से तैयार किए गए हैं, यहां प्रस्तुत इमेजिंग कार्यों को विभिन्न इमेजिंग सिस्टम के लिए अनुकूलित किया जा सकता है। इस प्रोटोकॉल के पीईटी अनुभाग के संबंध में, छोटे पशु अनुसंधान के लिए डिज़ाइन किए गए सभी अत्याधुनिक पीईटी या पीईटी / सीटी सिस्टम में प्रोटोकॉल को पूरा करने के लिए उपयुक्त प्रदर्शन आवश्यकताएं (स्थानिक और लौकिक संकल्प के संदर्भ में) हैं। जहां तक कार्डियक सीटी का संबंध है, प्रोटोकॉल नियोजित विशिष्ट कार्डियो-श्वसन गेटिंग सिस्टम (जैसे, बाहरी या आंतरिक) के आधार पर बदल सकता है। पाठक वर्तमान पीईटी, सीटी, या पीईटी / सीटी सिस्टम की क्षमताओं44,45,46 की गहन चर्चा के लिए हाल के समीक्षा लेखों और पुस्तक अध्यायों का उल्लेख कर सकते हैं। ध्यान दें, इस पेपर में प्रस्तुत सीटी और पीईटी प्रोटोकॉल को स्वतंत्र रूप से किया जा सकता है, उपयोग में टोमोग्राफिक इंस्ट्रूमेंटेशन की क्षमताओं और विशिष्टताओं के आधार पर। इसलिए, हम मानते हैं कि प्रस्तुत प्रक्रियाएं पहली बार छोटे जानवरों पर कार्डियक पीईटी / सीटी अध्ययन करने में रुचि रखने वाले किसी भी चिकित्सक के लिए एक उपयोगी संदर्भ प्रदान कर सकती हैं।

सीटी टोमोग्राफी के सामान्य प्रोटोकॉल सेटअप में पर्याप्त कौशल वाले किसी भी उपयोगकर्ता को अपनी प्रयोगशाला में समकक्ष परिणाम प्राप्त करने के लिए प्रस्तुत विधि पर आवश्यक अनुकूलन को लागू करने में सक्षम होना चाहिए। छवि विश्लेषण के लिए समर्पित अनुभाग के लिए समान तर्कों का उपयोग किया जा सकता है। कार्डियक पीईटी और कार्डियक सीटी विश्लेषण के लिए सभी उपलब्ध सॉफ्टवेयर पैकेजों की एक पूरी सूची इस पेपर के उद्देश्य से बाहर है। हालांकि, कई अन्य तुलनीय सॉफ्टवेयर पैकेज ध्रुवीय मानचित्र पीढ़ी और क्षेत्रीय ट्रेसर गतिज विश्लेषण के लिए एक समान पद्धति का उपयोग करते हैं। पाठक वांग एट अल.47 और पीईटी परिमाणीकरण के कार्य के लिए संदर्भ और 4 डी सीटी परिमाणीकरण के लिए प्रासंगिक शोध लेख 48,49,50 का उल्लेख कर सकते हैं। इस मामले में, हमने कार्डियक पीईटी और सीटी छवियों के मात्रात्मक विश्लेषण के लिए क्रमशः कैरिमास 51,52,53,54 और ओसिरीएक्स 55,56,57,58 पर इस प्रोटोकॉल पर ध्यान केंद्रित करने का फैसला किया है। इन उपकरणों के व्यापक उपयोग के कारण, हमारा मानना है कि यह विकल्प कुछ पीईटी और सीटी स्कैनर निर्माताओं द्वारा प्रदान किए गए बंद, वाणिज्यिक और स्कैनर-विशिष्ट विश्लेषण उपकरणों पर केंद्रित चर्चा की तुलना में प्रस्तुत विधियों के कार्यान्वयन और आवेदन में अनुसंधान समुदाय की रुचि बढ़ाने में सहायक हो सकता है।

मात्रात्मक छवि विश्लेषण प्रोटोकॉल में संशोधन
यहां दिखाए गए उदाहरण परिणाम एक सरल मात्रात्मक विश्लेषण कार्य का एक सरल परिणाम हैं, जिसे हृदय की चोट के छोटे पशु मॉडल पर केंद्रित ट्रांसलेशनल कार्डियोवैस्कुलर अनुसंधान प्रयोगों में अधिकांश व्यावहारिक उद्देश्यों के लिए पर्याप्त माना जा सकता है। हालांकि, इस पेपर में वर्णित अधिग्रहण / पुनर्निर्माण प्रोटोकॉल के परिणामस्वरूप डीआईसीओएम छवियों से शुरू होने वाले कई और विश्लेषण विकल्प संभव हैं। उदाहरण के लिए, गतिशील [18एफ] FDG-PET डेटा59,60,61 से Patlak ग्राफिकल विश्लेषण के बजाय विभिन्न कंपार्टमेंटल मॉडल लागू करने में रुचि हो सकती है। इसके अलावा, इस प्रोटोकॉल में दिखाए गए 4 डी सिने-सीटी छवियों के आधार पर कार्डियक फ़ंक्शन का विश्लेषण केवल पूरे एलवी के लिए वैश्विक था, लेकिन कई अलग-अलग (मुख्य रूप से वाणिज्यिक) सॉफ्टवेयर उपयोगकर्ताओं को तनाव विश्लेषण और क्षेत्रीय दीवार गति, दीवार मोटा करने और क्षेत्रीय ईएफ विश्लेषण करने की अनुमति देतेहैं। फिर भी, हम मानते हैं कि यहां दिखाए गए उदाहरण अधिक गहराई से पोस्ट-प्रोसेसिंग और मात्रात्मक कार्यों के लिए एक अच्छा प्रारंभिक बिंदु का प्रतिनिधित्व करते हैं।

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Disclosures

डैनियल पेनेटा को इनविस्कन सास से माइक्रो-सीटी इंस्ट्रूमेंटेशन के आर एंड डी के लिए अनुदान मिला।

Acknowledgments

इस शोध को जेपीआई-एचडीएचएल-इंटिमिक "जीयूएमओएम" परियोजना द्वारा समर्थित किया गया था: संतानों में मातृ मोटापा और संज्ञानात्मक शिथिलता: जीयूटी माइक्रोबायओएम की कारण-प्रभाव भूमिका और प्रारंभिक आहार रोकथाम (परियोजना संख्या आईएनटीआईएमआईसी -085, इतालवी शिक्षा मंत्रालय, विश्वविद्यालय और अनुसंधान डिक्री संख्या 946/2019)।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
0.9% sterile saline Fresenius Kabi 0.9% sodium chloride for injection
1025L Physiological Monitoring Small Animal Instruments Physiological monitoring system for small animal imaging
5 mL syringes Artsana Syringes with needle for injection of PET tracer
Atomlab 500 Else Nuclear PET Dose calibrator
Atrium software Inviscan Version 1.5.5 PET/CT operating software
Butterfly catheters Delta Med 27.5 G needle
Carimas software Turku PET Center Version 2.10 Image analysis software
Fenestra VC Medilumine Lipid emulsion iodinated contrast agent for small animals
Heat lamp Heat lamp with clamp and switch
Insulin syringes Artsana Syringes with needle for injection of CT CA
Iomeron 400 mgI/mL Bracco Iomeprol, vascular contrast agent
IRIS PET/CT Inviscan PET/CT scanner for small animals
Isoflurane Zoetis Inhalation anesthetic, 250 mL
OneTouch Glucometer Johnson&Johnson Medical Glucose meter kit
Osirix MD software Pixmeo Version 11 Image analysis software
Oxygen Air liquide Compressed gas
Rectal probe for 1025L Small Animal Instruments Rectal probe with cable for SAII 1025L systems
Respiratory sensor for 1025L Small Animal Instruments Respiratory pillow with tubings for SAII 1025L systems
TJ-3A syringe pump Longer Motorized syringe pump for CT CA injection

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चिकित्सा अंक 190
छोटे जानवरों के लिए उच्च-रिज़ॉल्यूशन कार्डिएक पॉज़िट्रॉन उत्सर्जन टोमोग्राफी /
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Panetta, D., Guzzardi, M. A., La… More

Panetta, D., Guzzardi, M. A., La Rosa, F., Granziera, F., Terlizzi, D., Kusmic, C., Iozzo, P. High-Resolution Cardiac Positron Emission Tomography/Computed Tomography for Small Animals. J. Vis. Exp. (190), e64066, doi:10.3791/64066 (2022).

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