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结合 SPECT 和 CT 成像,使心脏功能可视化

Overview

资料来源:阿莉西亚·伯曼、詹姆斯·沙伯和克雷格·戈尔根,珀杜大学韦尔登生物医学工程学院,西拉斐特,印第安纳州

在这里,我们将演示使用小鼠的单光子发射计算机断层扫描/计算机断层扫描 (SPECT/CT) 成像的基本原理。该技术包括将放射性核素注入鼠标,在动物分布在全身后成像,然后重建生成的图像以创建体积数据集。这可以提供有关解剖学、生理学和新陈代谢的信息,以改善疾病诊断并监测其进展。

在收集的数据方面,SPECT/CT 提供与正电子发射断层扫描 (PET)/CT 类似的信息。然而,这两种技术的基本原理根本不同,因为PET需要检测两个伽马光子,它们以相反的方向发射。相比之下,SPECT成像通过伽马相机直接测量辐射。因此,SPECT 成像的空间分辨率低于 PET。然而,它的成本也较低,因为SPECT放射性同位素更容易获得。SPECT/CT 成像提供非侵入性代谢和解剖信息,可用于各种应用。

Procedure

1. Vivo成像设置

  1. 打开成像软件。
  2. 要设置扫描的 CT 部分,请通过在软件上选择选项让 X 射线管预热。系统将开始加热管子。
  3. 麻醉鼠标。为了确保老鼠失去知觉,伸出一条腿捏动物的爪子。如果小鼠不产生退能反射,动物被充分麻醉。
  4. 用放射性核素静脉注射小鼠。一种常用的SPECT放射性核素是Technetium99m(99m Tc),部分是由于其半年长。然而,还有许多其他可用的放射性核素,可以使用包括碘-123(123I) 和钠-111(111In)。
  5. 等。放射性核素需要时间通过血液传播并开始衰变。所需时间取决于所使用的放射性核素和成像应用。对于心脏应用,扫描几乎可以立即开始,而对于肿瘤,等待时间可能是几个小时到几天。取决于成像的时间,鼠标可以在整个过程中保持麻醉,也可以醒来,然后在准备成像时重新麻醉。
  6. 将鼠标放在位于 SPECT/CT 台上的鼠标床上。床应配备麻醉气体管、加热器和监测心电图

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Results

图2显示了在大鼠中使用99mTc示踪剂的代表性结果。获取 SPECT/CT 应显示覆盖在 CT 数据上的 SPECT 数据(如图所示为黄色/橙色阴影)(显示为灰色阴影)。在SPECT模型中,生理活动的程度通过颜色的强度来表现。因此,黄色区域比橙色区域表现出更大的活动。图中的 SPECT 数据是通过收集 30 个 1 分钟图像获得的。生成的分辨率为 0.8 mm。

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Application and Summary

SPECT/CT用于提供解剖学和功能性信息。一般程序涉及注射放射性核素,成像,然后重建数据。在小动物成像的背景下讨论的这个程序类似于临床上执行的程序。然而,使用小动物增加了一些额外的技术细微差别,不容忽视。可以推测,小型动物模型需要在成像中使用更高的分辨率。此外,小动物的心率和呼吸速率也有所提高,这需要更快速的成像。呼吸和心跳会导致动物在成像过程中移动,从而?...

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