Analisi di 18FDG PET/CT Imaging come strumento per studiare l'infezione di tubercolosi del micobatterio e trattamento in primati Non umani

Riepilogo

Qui, presentiamo un protocollo per descrivere l'analisi di formazione immagine di F-FDG PET/CT ¹⁸in primati non umani che sono stati infettati con M. tuberculosis per studiare il processo di malattia, trattamento farmacologico e riattivazione di malattia.

Abstract

Tubercolosi del micobatterio rimane oggi l'agente infettivo numero uno nel mondo. Con l'emergere di ceppi resistenti agli antibiotici, sono necessari nuovi metodi clinicamente rilevanti che valutare il processo di malattia e lo schermo per potenziali trattamenti antibiotici e di vaccini. Tomografia a emissione di positroni/tomografia (PET/CT) è stata stabilita come un prezioso strumento per lo studio di una serie di afflizioni come cancro, morbo di Alzheimer e l'infiammazione/infezione. Descritte qui sono un certo numero di strategie che sono state impiegate per valutare immagini PET/CT in cynomolgus macachi infettati intrabronchially con basse dosi di M. tuberculosis. Attraverso la valutazione delle dimensioni della lesione sul CT e l'assorbimento di ¹⁸F-fluorodesossiglucosio (FDG) nelle lesioni e nei linfonodi in immagini PET, questi metodi descritti mostrano che imaging PET/TC può prevedere lo sviluppo futuro di active versus malattia latente e la propensione per la riattivazione da uno stato di infezione latente. Inoltre, analizzando il livello generale di infiammazione polmonare, questi metodi determinano efficacia antibiotica delle droghe contro M. tuberculosis nel modello animale esistente più clinicamente rilevante. Questi metodi di analisi di immagine sono alcuni degli strumenti più potenti nell'arsenale contro questa malattia come non solo sono in grado di valutare una serie di caratteristiche dell'infezione e trattamento farmacologico, ma essi sono anche direttamente traducibile in una regolazione clinica per l'uso nell'uomo studi.

Introduzione

Tubercolosi del micobatterio ha afflitto gli esseri umani per millenni e provoca più mortalità rispetto a qualsiasi altro singolo agente infettivo nel mondo oggi. Nel 2015, c'erano 10,5 milioni segnalati nuovi casi di tubercolosi (TB) a livello globale¹ con la maggior parte dei casi provenienti da India, Indonesia, Cina, Nigeria, Pakistan e Sudafrica. Le stime posto il tributo di morte globale da TB a 1,4 milioni di persone durante quel stesso periodo di tempo. Questo valore è quasi il 25% inferiore al tasso di morte 100 anni fa. Anche se droga sensibili TB è curabile, il regime è piuttosto lungo che richiede farmaci multipli e conformità è una preoccupazione. L'emergere di ceppi farmaco-resistenti (MDR)-multi contabilizzate ~ 580.000 di nuovi casi di TB nel 2015. Il tasso di successo del trattamento di pazienti con ceppi MDR di M. tuberculosis è solo stimato di circa il 50%. Ancora più allarmante è l'emergere di estensivamente resistente (XDR) ceppi di M. tuberculosis, che sono resistenti a quasi tutti i farmaci disponibili. Così, nuove tecniche sono necessarie all'interno del campo di ricerca di TB che migliorano la capacità di diagnosticare TB, aumentare la comprensione immunologica del processo della malattia e consentono per lo screening di nuovi trattamenti e strategie di prevenzione tra cui Antibiotico i regimi e gli studi di efficacia del vaccino.

M. tuberculosis è un bacillo acid-fast aerobico che fisicamente si caratterizza per la sua parete cellulare esterna molto complessa e la cinetica di crescita lenta. L'infezione si verifica in genere per inalazione di singoli batteri contenuti in goccioline aerosolized che vengono espulsi da un individuo infetto sintomatico durante la tosse, starnuti o canto. Di quella degli individui esposti che sviluppa l'infezione, solo 5-10% di persone sviluppare TB clinica attiva. Il restante 90% hanno una gamma varia di infezioni asintomatiche che spazia dall'infezione infraclinica a nessuna malattia a tutti, che è classificata clinicamente come TB latente (LTBI) l'infezione^2,3. La popolazione che ha questa infezione asintomatica, circa il 10% svilupperà TB attiva di riattivazione dell'infezione contenuta nella loro vita. Drasticamente, il rischio di riattivazione aumenta se una persona con contratti di infezione asintomatica da HIV o subisce un trattamento con un farmaco immunosoppressivo, come TNF inibitori^4,5,6. Tubercolosi attiva della malattia si presenta anche come uno spettro, con la maggior parte delle persone con TB polmonare, che colpisce i polmoni e i linfonodi toracici. Tuttavia, M. tuberculosis può infettare qualsiasi organo, così che l'infezione può anche presentare in luoghi extrapulmonary della partecipazione.

Il marchio di garanzia patologico dell'infezione di tubercolosi del M. è una struttura sferica organizzata della cellula ospite, chiamato il granuloma. Macrofagi, linfociti T e cellule di B sono componenti importanti del granuloma, con un numero variabile di neutrofili⁷. Il centro del granuloma è spesso necrotico. Così, i granulomi funzionano come un microambiente immunitario per uccidere o contenere i bacilli, impedendo la diffusione ad altre parti dei polmoni. Tuttavia, M. tuberculosis può sovvertire uccisione di granuloma e persistono all'interno di queste strutture per decenni. Coerente e regolare monitoraggio per lo sviluppo della malattia di TB attiva dopo nuova infezione o riattivazione della LTBI è impraticabile, scientificamente impegnativo e richiede tempo. Tecniche che studiano questi processi longitudinalmente, in esseri umani e umano-come modelli animali, sono estremamente utili per la comunità scientifica nel promuovere la comprensione delle complessità molti di M. tuberculosis infezione e malattia.

PET/CT è una tecnica di imaging estremamente utile che è stata impiegata per studiare una vasta gamma di Stati di malattia negli esseri umani e modelli animali⁸. PET è una tecnica funzionale che utilizza composti radioattivi emettitori di positroni come reporter. Questi radioisotopi sono funzionalizzati in genere ad un composto metabolico, come il glucosio, o a un gruppo di targeting che è progettato per legarsi a un recettore di interesse. Poiché le radiazioni emesse da isotopi PET sono abbastanza potente per penetrare il tessuto, concentrazioni molto basse possono essere utilizzate che consente studio sotto livelli di saturazione nel recettore-targeting composti e ad una concentrazione bassa abbastanza per non hanno alcun impatto su metabolica i processi quando usando gli agenti ad esempio 2-deoxy - 2-(¹⁸F) Fluoro-D-glucosio (FDG). CT è una tecnica di imaging tridimensionale a raggi x che utilizza diversi livelli di attenuazione di raggi x per identificare le caratteristiche fisiche degli organi all'interno del corpo⁹. Quando accoppiato con PET, CT è usato come una mappa per determinare percorsi specifici e strutture che mostrano l'assorbimento di un radiofarmaco PET. PET/CT è uno strumento potente per l'imaging in vivo sia in esseri umani e in modelli animali infettati con l'infezione di tubercolosi del M. che ha portato a molti importanti intuizioni patogenesi, risposta al trattamento farmacologico, spettro di malattia, ecc^{6 ,10,11,12}. Questo lavoro descrive metodi analitici specifici PET/CT per studiare TB in modelli di primati non umani longitudinalmente utilizzando parametri quali la dimensione del granuloma, assorbimento di FDG nelle lesioni individuali, avidità FDG intero polmone e di linfonodo e rilevamento di extrapolmonare malattia^6,10,11,12.

Questo manoscritto descrive metodologie di imaging analisi in primati non umani (NHPs), in particolare cynomolgus macachi, che vengono utilizzati per valutare longitudinalmente la progressione della malattia e trattamento farmacologico dopo l'infezione con M. tuberculosis . NHPs sono un prezioso modello animale perché quando inoculati con una dose bassa di M. tuberculosis Erdman ceppo, gli animali mostrano una varietà di risultati di malattia con ~ 50% lo sviluppo di TB attiva e gli animali restanti avendo infezione asintomatica (cioè controllare l'infezione, LTBI), fornendo il modello più vicino allo spettro clinico della malattia negli esseri umani^{3,13,14,15,16}. Riattivazione della LTBI nei macachi è innescata dagli stessi agenti che causano la riattivazione in esseri umani, di cui sono esempi del tumore, lo svuotamento CD4 o virus dell'immunodeficienza umana (HIV, con virus dell'immunodeficienza delle scimmie (SIV) della versione di macaco dell'HIV) fattore di necrosi (TNF) neutralizzazione^13,16. Inoltre, macachi presentano patologia che è estremamente simile a quello veduto in esseri umani, compreso i granulomi organizzati che si formano nei polmoni o altri organi¹⁷. Così, questo modello ha fornito importanti intuizioni delle interazioni ospite-patogeno base nell'infezione di tubercolosi del M. , come pure preziose conoscenze circa i regimi della droga e vaccini per tubercolosi^{14,18 , 19 , 20 , 21}.

Formazione immagine di PET/CT fornisce la capacità di seguire l'aspetto, la distribuzione e la progressione dei granulomi individuali. Questo lavoro è principalmente utilizzato FDG come una sonda, che, come un analogo del glucosio, incorpora nelle cellule ospiti metabolicamente attivi, come i macrofagi, neutrofili e linfociti⁸, che sono tutti in granulomi. Così, il FDG è un proxy per infiammazione host. Le procedure di analisi dettagliate nel presente documento utilizza OsiriX, un visualizzatore DICOM ampiamente usato disponibile per acquisto e utilizzo. I metodi di analisi di immagine descritti traccia la forma, la dimensione e l'attività metabolica (tramite captazione di FDG) dei granulomi individuali nel tempo e utilizza imaging come una mappa per l'identificazione di lesioni specifiche all'autopsia degli animali. Inoltre, è stato sviluppato un metodo separato che quantifica la somma dell'assorbimento di FDG nel polmone sopra una determinata soglia (SUV ≥ 2.3) e utilizza questo valore per valutare le differenze tra controllo e nei gruppi sperimentali attraverso gli studi che vanno da vaccino prove di modelli di co-infezione. Questi dati sostengono che questa misura complessiva dell'assorbimento di FDG nei polmoni è correlata con carica batterica, fornendo così informazioni sullo stato di malattia. Simili analisi possono essere eseguite sulla captazione di FDG dei linfonodi toracici per studiare la progressione della malattia pure. Il seguente protocollo descrive il processo sperimentale da infezione animale attraverso analisi d'immagine.

Protocollo

tutti i metodi descritti in questo lavoro sono stati approvati dall'Università di Pittsburgh istituzionale Animal Care e Comitato di uso. Tutte le procedure istituzionali requisiti di sicurezza di biosicurezza e radiazione. L'esame di CT richiede copertura di grembiule e gola di piombo la vestizione. Garb di biosicurezza di livello 3 (BSL3) e procedure per l'utilizzo di primati non umani devono essere seguite secondo le linee guida istituzionali. Tutte le scansioni è stato effettuato in una struttura BSL3.

1. procedura di infezione animale

1. sedare l'animale con ketamina (10 mg/kg, intramuscolare) o telazol (5-8 mg/kg, intramuscolare) se l'animale ha reazioni avverse alla ketamina.
2. Utilizzando un laringoscopio, visualizzare l'epiglottide e delle corde vocali. Anestetizzare corde vocali spruzzando con spray di cetacaine per ~ 1 s (non più di 2 s).
3. Utilizzando il laringoscopio, guida un broncoscopio (diametro esterno 2,5 mm) nella trachea tramite visualizzazione diretta nel lobo polmonare destra caudale.
4. Preparare una siringa che consiste di circa 5-20 (a seconda di studio) Colonia formando unità di M. tuberculosis in 2 mL di soluzione fisiologica sterile e somministrare la soluzione attraverso il canale del broncoscopio. Preparare una siringa separata composta da 2 mL di soluzione di fisiologica sterile e somministrare la soluzione fisiologica attraverso il canale di broncoscopio seguita da aria di 5ml per garantire completa deposizione di batteri ²².
5. Ritirare il broncoscopio e osservare la scimmia fino a quando non è completamente sveglio e vigile.

2. Acquisizione, l'istogramma e procedura di ricostruzione di imaging

animale

1. Prepare per l'imaging. Animale
   1. Sedate con ketamina (10 mg/kg, intramuscolare) o telazol (5-8 mg/kg, intramuscolare) se animale ha reazioni avverse alla ketamina.
      Nota: Gli animali hanno bisogno di essere a digiuno durante la notte per ridurre il rischio di vomito durante la procedura di imaging e per mantenere la coerenza nelle esplorazioni di FDG PET.
   2. Inserire un catetere endovenoso (IV) nella vena safena di entrambi gamba e fissarla con nastro adesivo panno.
   3. Diluire una dose di circa 5 millicurie di FDG con soluzione fisiologica sterile per un volume totale di 5 mL in una siringa di plastica.
   4. Registrare il livello di radioattività di pre-iniezione nella siringa usando un calibratore di dose, registrare il tempo e posizionare la siringa in un contenitore di piombo siringa.
   5. Iniettare la dose radioattiva attraverso il catetere IV lentamente e seguire con 5 mL di soluzione fisiologica sterile. Registrare il tempo di iniezione. Tempo di iniezione dovrebbe essere coordinato per essere circa 45 min - 1 h prima di imaging PET.
   6. Registrare il livello di radioattività dopo l'iniezione della siringa utilizzando il calibratore di dose e registrare il tempo. Smaltire la siringa in un apposito contenitore per rifiuti.
   7. Utilizza un laringoscopio, visualizzare l'epiglottide e delle corde vocali e anestetizzare con spray di cetacaine.
   8. Guida un tubo endotracheale (mm 3,5-4,5 mm a seconda dimensione di scimmia) nella trachea e gonfiare il bracciale alla fine del tubo inserito.
   9. Usando una lunga e sottile striscia di garza sterile, fissare il tubo di intubazione avvolgendo la striscia attorno al tubo, piercing la striscia con ogni canino dell'animale, quindi un nodo con il restante importo di garza attorno al ponte del muso e infine intorno la schiena o la testa di f.
   10. Coprire gli occhi con le lacrime artificiali per evitare l'essiccazione durante imaging.
2. Eseguire CT e PET.
   1. Animale posto sulla scansione letto.
   2. Tubo di intubazione Connetti a un respiratore con le seguenti impostazioni: tasso respiratorio = 15, picco di pressione = 15-17, ossigeno % = 40, PEEP (pressione positiva di fine espirazione) = 3, Tidal Volume = 60, T _ho (tempo inspiratorio) = 0,4, ho: E (inspiratori a tempo espiratorio) Ratio = 1:3. 4, T _altopiano (inspiratoria pausa prima della scadenza) = 0,5, Peak Flow = 9.0 (questi valori possono essere regolati sulla base la compliance polmonare specifico animale o esigenze sperimentali).
   3. Avviare inhalant anestesia (2% isoflurano) attraverso il ventilatore e continuare fino a quando l'animale non mostra alcuna reazione a stimoli fisici.
   4. Animale posto in posizione prona con la testa e gambe supportate.
   5. Posto animale entro il campo di vista CT e condurre una scansione di anteprima per assicurare che l'intero arco del volume polmonare sarà inclusi nella scansione completa.
   6. Acquisire un'esplorazione di CT con i seguenti parametri (scansione elicoidale, assiale FOV = 250 mm, tensione = 140 kV, corrente = 2.0 mA, spessore fetta = 1,25 mm, nitidezza = extra sharp) durante lo svolgimento di un soffio ventilatore tenere.
      Nota: Agente di contrasto CT è facoltativo. Se si esegue una scansione di contrasto, un ritardo è necessario tra l'iniezione di mezzo di contrasto e acquisizione di immagini perché il pool dell'agente di contrasto nel cuore interferisce con ricostruzione di immagine corretta dello spazio polmone sulla scansione PET e crea artefatto nei polmoni sull'esplorazione di CT
   7. essere sicuri di ridurre la concentrazione di isoflurano a 0,7 - 0,8% durante la procedura di scansione.
   Animale
   8. posto all'interno del campo di vista PET.
      Nota: Il sistema in vigore per quest'opera è un sistema in linea con un CT e scanner PET separati. Coordinate per il posizionamento di PET manualmente sono calcolate sulla base delle coordinate CT.
   9. Immagini di acquisire 600 s PET per ogni posizione letto.
      Nota: Il sistema di messa a fuoco 220 ha un FOV assiale di 7,6 cm. Quest'opera è stata eseguita utilizzando le quattro posizioni del letto che sono cucite manualmente in fase di elaborazione.
   10. Spegnere isoflurano, svezzare gradualmente animale fuori ventilatore, eliminare l'aria dal bracciale tubo ventilatore e rimuovere il tubo una volta che l'animale ha riacquistato i riflessi tosse e respira normalmente. Rimuovere il catetere IV e mantenere la pressione sul sito di iniezione fino a quando ha smesso di flusso sanguigno.
3. Dell'istogramma dell'immagine PET eseguire e ricostruzione.
   1. Dell'istogramma dell'immagine PET eseguire con i seguenti parametri: istogramma 3D con nessuna smussatura, span: 3, differenza di anello: 47, correzione globale medio deadtime.
   2. Ricostruzione dell'immagine PET eseguire con i seguenti parametri = OSEM3D algoritmo (ordinato sottoinsieme aspettativa massima-3 dimensione) con attenuazione basato su CT, rampa proiezione filtro e correzione di dispersione producendo un'immagine di 284-fetta.
4. Immagini co-registro PET e CT.
5. Export Co PET e CT DICOM immagini del software (ad es., OsiriX).

3. Identificazione e analisi di singole lesioni

1. aperto PET e CT DICOM immagini dalla OsiriX di database l'orientamento assiale (CT immagine volontà essere fuso con l'immagine di PET e ci sarà una finestra di immagine PET separata).
2. Impostare scansione (o esplorazioni di serie) su orientamento assiale.
3. (Ovunque) Clicca sull'esplorazione di CT e cambiare il " WL/WW " nella barra dei menu in alto a " CT – polmonare ".
4. Scorrimento attraverso la scansione per determinare dove iniziano i lobi del polmone e fine. (Identificare le fenditure del polmone).
   1. Scorrimento attraverso la scansione intera, concentrandosi su piccole aree di polmone spazio alle un periodo di tempo.
   2. Si noti che il polmone normale appare scuro e caratteristiche anatomiche appaiono più chiare (a seconda della densità). Vie aeree appaiono nere mentre sistema vascolare appare quasi bianco.
   3. Seguire le navi e le vie respiratorie, come sembrano muoversi durante lo scorrimento assiale fette.
   4. Fessure possono essere identificati nelle aree dove ci sono vasi o airways. (Queste sono aree nel polmone che compaiono solo scure senza altre strutture anatomiche).
5. Utilizzare il fuso PET/CT per identificare le lesioni.
   1. Scorrimento attraverso la scansione intera, in un momento di messa a fuoco su piccole aree di spazio polmone.
      Nota: Concentrarsi sul lobo di un polmone alla volta per identificare e contare le lesioni.
   2. Identificazione FDG-avid lesioni all'interno del polmone. Guarderanno come sfere caldi - molto diverso dallo sfondo del polmone. Le lesioni di piccole, fredde sarà molto meno evidente e più difficile da identificare. Verranno visualizzati sull'esplorazione come strutture dense che non si spostano durante lo scorrimento (come le navi).
      Nota: Vasi e piccole lesioni sembrano molto simili. Un modo semplice per distinguere tra i due è quello di passare il cursore sopra la struttura in questione e scorrere su e giù per una fetta o due. Se la struttura rimane sotto il cursore, la struttura è una lesione. Se la struttura si allontana il cursore durante lo scorrimento verso l'alto o verso il basso una fetta, è più probabile la nave o delle vie respiratorie.
   3. Per scopi di identificazione, utilizzare il " freccia " strumento per puntare a ogni lesione sull'esplorazione di.
   4. Ai fini della posizione, utilizzare il " punto " tool e fare clic sulla lesione in modo che il ROI (regione d'interesse) si trova direttamente nel centro del granuloma. Informazioni contenute in questo ROI includerà le coordinate cartesiane (XYZ-coordinate) dove la lesione può essere trovata.
6. Uso il " lunghezza " e " ovale " strumenti per misurare le dimensioni (mm) e avidità FDG (SUV) di ogni lesione.
   1. Per misurare la dimensione di una lesione, rimuovere il segnale dell'animale domestico in modo che solo il CT è visibile.
   2. Scegli la " lunghezza " strumento.
   3. Scorrere fino alla sezione che contiene la più grande parte della lesione è identificata (la fetta dove la lesione sembra essere più grande).
   4. Disegnare una linea su tutta la lunghezza più lunga della lesione. Le informazioni contenute in questo ROI rappresenterà la lunghezza (in mm) del diametro della lesione.
   5. Per misurare l'avidità FDG di una lesione, in primo luogo fare clic su scansione PET e alzare il PET. Vai al " WL/WW & CLUT " Osirix menu nella parte superiore dello schermo e scegliere " impostare manualmente il WL/WW " nel menu a discesa WL/WW. Nella finestra di dialogo, immettere 0 nella " da " e 20 in " a " al fine di limitare la finestra da 0 a 20 SUV.
   6. Scegli la " ovale " strumento dalla " Mouse tasto funzione " menu a discesa strumenti.
   7. Scorrimento sopra la lesione per valutare la parte più calda della lesione. Disegnare un ovale intorno alla lesione. Il " ovale " strumento ROI informazioni include statistiche descrittive per tutti i SUV in voxels all'interno della regione. Registrare il massimo SUV all'interno della regione.
   8. Come ognuno " ovale " ROI rappresenta solo i valori SUV per quello specifico piano assiale della lesione e le lesioni tipiche sono di forma sferiche, disegnare ovali su parecchie fette per assicurare che venga acquisito il SUV massimo effettivo della lesione.
      Nota: Se le scansioni PET/CT sono ricostruite manualmente, le immagini PET e CT potrebbero non essere perfettamente abbinate. Se questo è il caso, tutte le analisi SUV e ROIs devono essere effettuati sulla scansione PET invece la scansione PET/CT fusa. Poiché molte lesioni sono più piccole rispetto alla risoluzione dei cristalli rivelatore PET, misurati tutti i SUV per singole lesioni vengono immessi in un foglio di calcolo coefficiente di recupero che esegue una correzione di volume parziale per ogni lesione ²³.

4. Totale del polmone FDG avidità procedura di misurazione per determinare infiammazione polmonare totale

1. aperto PET e CT DICOM immagini dalla OsiriX di database l'orientamento assiale (CT immagine volontà essere fuso con l'immagine di PET e ci sarà una finestra di immagine PET separata).
2. Eseguire una segmentazione del volume polmonare nell'immagine di CT.
   1. Clic ovunque sull'esplorazione di CT per essere sicuri che è la finestra attiva.
   2. Vai al ROI menu a discesa e selezionare " crescere regione (2D/3D) segmentazione … ".
   3. Al fine di catturare la densità del polmone normale, impostare la soglia inferiore di -1024 e la soglia superiore a -200. Questi sono indicativi di unità di Hounsfield, anche se la casella di segmentazione non nominarli come tale.
   4. Una volta impostate le soglie inferiore e superiore, fare clic all'interno del polmone. L'intero polmone dovrebbe sono evidenziato in verde.
   5. Avanti, fare clic sul " calcolare " nella finestra di dialogo parametri di segmentazione. Questo amplierà la regione di crescere da una fetta al volume intero polmone.
3. Spostare il " crescere regione " dei polmoni dall'esplorazione di CT per l'esplorazione dell'animale domestico.
   1. Clic sulla piccola icona a sinistra del nome della TAC e trascina l'icona in una scansione PET.
   Selezionare
   2. " copiare ROIs ". Ci dovrebbe essere una sovrapposizione dei polmoni sulla scansione PET.
4. ROI Elimina dall'esplorazione di CT (facoltativo).
   Nota: Aiuta ad per essere in grado di vedere l'intero polmone senza ROIs sull'esplorazione di CT per assicurarsi che tutte le patologia nel polmone è catturata. Per effettuare questa operazione, eliminare il ROIs. Assicurarsi che la finestra di CT è attiva (fare clic sull'esplorazione di CT) selezionare nel menu a discesa ROI e selezionare " Elimina tutte le ROIs in questa serie. "
5. riempire le aree ad alta densità del polmone che appaiono come spazi vuoti sulla scansione PET.
   Nota: In molte occasioni, ci sono buchi nel ROI sulla scansione PET dove il tessuto polmonare era più denso di HU-200 sull'esplorazione di CT (questo passaggio può essere ignorato se non si trova).
   1. Evidenziare il menu a discesa ROI e selezionare " spazzola ROIs " → " chiusura. " quando viene visualizzata la finestra di dialogo, spingere la freccia a 3 in modo che la parte superiore della finestra di dialogo legge " strutturazione Elemento raggio: 3 " e verifica " applica a tutte le ROIs con lo stesso nome. "
      Nota: quando ci sono grandi porzioni della malattia (come i consolidamenti che sono più denso del tessuto polmonare circostante), spesso chiudendo il pennello ROIs non sarà sufficiente per riempire l'intero polmone. Se questo è il caso, le lacune devono essere compilate manualmente.
   2. Andare alla " Mouse tasto funzione " sul menu in alto e clicca sulla piccola freccia a destra.
   3. Selezionare il " spazzola " strumento.
   4. Una volta che questo strumento è selezionato, disegnare manualmente all'interno il ROI per riempire i buchi.
6. Polmonari isolate ROI sulla scansione PET.
   1. Ora che c'è una rappresentazione del polmone intero sul PET scansione, Elimina tutti i pixel di fuori del polmone.
   2. Menu a discesa ROI di evidenziare e selezionare " impostare i valori dei Pixel di … ".
   3. Selezionare la casella di controllo Fuori ROI e su tutti i pixel all'esterno il ROI 0.
7. Isolare " calda " patologia.
   1. Utilizzare qualsiasi soglia che è desiderato da utilizzare come " caldo. " SUV maggiore di 2.3 sono considerati " calda " basato su valori di letteratura per tubercolosi lesioni ²⁴.
   2. Selezionare il menu a discesa ROI e selezionare " impostare i valori dei Pixel di … ".
   3. Selezionare la casella di controllo All'interno di ROI. Fare clic il " e " casella in modo che tutti i valori compresi tra 0 e 2.3 sono impostati su 0.
8. Assicurarsi solo patologia di malattia è contabilizzata nel ROI.
   1. Nota che ci sono zone (come ad esempio il fegato) che sono più caldi di 2.3. Assicurarsi che solo le aree desiderate vengono catturate eliminando il ROIs e creazione di un'altra crescere regione. Altri tessuti comuni che interferiscono in questo momento sono il cuore, i linfonodi mediastinici, vertebre e costole.
   2. Menu a discesa ROI di evidenziare e selezionare " Elimina tutte le ROIs in questa serie. " successivamente, vai al ROI e selezionare " crescere regione (2D/3D) segmentazione … ".
   3. Modificare la soglia di soglia inferiore a 2,3 e la soglia superiore a 100.
   4. Scorrimento attraverso l'intera finestra di PET, cliccando sulla patologia di malattia e " Compute. " ripetere per ogni zona della malattia calda. Assicurarsi di salvare l'intero polmone ROI utilizzando il " salvare ROIs " opzione sotto il menu ROI.
9. Esportare valori non elaborati in un foglio di calcolo.
   1. Andare a Visualizzatore 2D nella barra dei menu a discesa e selezionare " serie di Revert. "
   2. poi, vai a barra di plugin dropdown menu.
   3. Selezionare " ROI strumenti " → " esportazione ROIs. " nome e salvare il file esportato i dati grezzi. Assicurarsi di selezionare " CSV " nella parte inferiore della finestra di dialogo.
10. Calcolare l'avidità di FDG totale dai dati grezzi. Ogni riga in questo foglio di calcolo rappresenta una singola fetta dalla scansione. La colonna di interesse è " RoiTotal. "
    1. al fine di calcolare la " avidità totale FDG, " aggiungere tutti i " RoiTotal " delle fette insieme. Calcolare la somma della colonna F (RoiTotal). Questa somma è la misura di avidità totale FDG.
    2. OsiriX se non ha il ROI di esportazione plug-in, vai alla plugin nel menu a discesa. Selezionare " Plugin Manager … " fare clic sul " scaricare … " scheda nella parte superiore della finestra di dialogo. Selezionare " ExportROIs " dalla " plugin disponibili " menu a discesa. Selezionare " scaricare & Install. "

5. Procedura analitica per determinare l'assorbimento di FDG in " calda " linfonodi

1. aperto PET e CT DICOM immagini da OsiriX di database l'orientamento assiale (CT immagine volontà essere fuso con l'immagine di PET e ci sarà una finestra di immagine PET separata).
2. Garantire che durante l'esecuzione manuale analisi di ROI sulle immagini dell'animale domestico che finestra di intensità dell'immagine essere coerenti.
   1. Fare clic sulla finestra immagine PET per garantire è la finestra attiva.
   2. Nel menu OsiriX, clicca il " WL/WW " menu a discesa e quindi fare clic su " impostare manualmente WL/WW ".
   3. Quando viene visualizzata la casella a discesa nella finestra attiva di PET, compilare il valore di intensità minima desiderata nella " da " campo e l'intensità massima desiderata valore nella " a " campo (ad es. alla finestra l'immagine di PET da 0 a 20 SUV, digitare 0 nella " da " campo e 20 nella " per " campo).
   4. In alternativa, se si desidera caricare sempre immagini con gli stessi valori di intensità, nel menu in alto evidenziare Osirix - > PET - > poi sotto " finestra livello & larghezza " sezione, fare clic il Usa fisso livelli bolla e inserire i valori desiderati nella " da " e " a " campi.
3. Una volta determinato il linfonodo desiderato, disegnare manualmente un ROI intorno ai bordi del linfonodo.
   1. Evidenziare l'immagine di fusione PET/CT per garantire che è la finestra attiva.
   2. Come è utile utilizzare una tabella di look-up di colore multicolore per questa analisi, per modificare questa impostazione: fare clic sul " CLUT " a discesa casella nella barra degli strumenti principale di OsiriX e selezionare l'impostazione di tabella di ricerca desiderato (UCLA preferito).
   3. Disegnare un ROI manuale intorno il linfonodo, fare clic su elenco a discesa sul lato destro della " funzione del pulsante del Mouse " nella barra degli strumenti principale e selezionare " poligono chiuso ". Fare clic sul bordo del linfonodo basato sul look di windowing PET tabella per stabilire il primo punto del ROI.
   4. Fare clic su un altro punto del bordo esterno del linfonodo e continuare l'analisi fino a quando il linfonodo è racchiusa quasi.
   5. Per stabilire il punto finale del ROI, fare doppio clic per chiudere nel ROI.
   6. Ripetere questo processo su più sezioni per assicurare la determinazione del massimo SUV all'interno del linfonodo.
   7. Registrare i dati desiderati di SUV in un foglio di lavoro separato.

6. Determinazione dell'assorbimento di FDG muscolo sfondo per la normalizzazione dei valori

Nota: al fine di mantenere la coerenza nel corso di più punti di tempo imaging per quanto riguarda la captazione di FDG e la variazione di attività metabolica nell'animale a diverse volte, tutte le analisi di PET dovrebbero essere normalizzata al muscolo e presentate come tali. Tutti i dati quantitativi di PET presentati in questo lavoro è rappresentato come un SUVCMR (Standard assorbimento valore cilindro rapporto del muscolo).

1. Immagini aperto PET e CT DICOM da OsiriX di database l'orientamento assiale (CT immagine volontà essere fuso con l'immagine di PET e ci sarà una finestra di immagine PET separata).
2. Clicca sull'immagine co PET e CT per garantire che è la finestra attiva.
3. Scorrere l'immagine fino a raggiunta la sezione contenente il punto di incontro dei bronchi principali (carina).
Muscolo
4. ROIs disegnare sul retro per ottenere sfondo valori SUV.
   1. Selezionare lo strumento ROI a discesa sulla destra della " Mouse pulsante opzione " nel menu principale di OsiriX.
   2. Evidenziare " ovale " come lo strumento ROI.
   3. Disegnare ROIs di circa le stesse dimensioni sui muscoli situati posteriore e laterale alla colonna vertebrale.
   4. Fare clic sull'icona a sinistra del co PET/TC e trascinare l'icona per la finestra del famiglio.
   Selezionare
   5. " copiare ROIs ". Il ROIs dovrebbe ora essere visto sulla finestra di scansione PET.
   6. Dal menu principale, selezionare il " modalità " casella di controllo e assicurarsi che " MIP – proiezione intensità Max " è selezionata nell'elenco a discesa immediatamente a destra.
   7. Assicurarsi che il " lastra spessa " scala mobile è impostato su 10. Questo indica che 10 fette sono combinati sull'immagine PET come una fabbricazione di proiezione massima intensità un " cilindro " volume di interesse (origine del rapporto del muscolo cilindro).
5. Registrare i valori medi di SUV della due ROIs in un foglio di calcolo.
6. Media dei due valori per ottenere lo sfondo valore di assorbimento FDG del muscolo. Questo è il valore utilizzato per ottenere i valori di rapporto tra assorbimento presso il sito di destinazione e assorbimento metabolico basale.

Risultati

Identificazione e analisi delle singole lesioni

Granulomi individuali possono essere visualizzati per numero, le dimensioni e la captazione di FDG qualitativamente comprendere la portata generale del processo di infezione (Figura 1). Utilizzando queste immagini, contando i granulomi nel corso del tempo è una misura quantitativa della diffusione della malattia. Figura 2...

Discussione

I dati acquisiti da PET/CT utilizzabile come misure di surrogato per molti aspetti dell'infezione da M. tuberculosis che sarebbe non osservabili senza tale tecnologia. PET/CT è molto più sensibile di tecnologia a raggi x, che viene spesso utilizzata negli studi di macachi. PET/CT fornisce informazioni strutturali, spaziali e funzionali. Le analisi sopra descritte hanno molte applicazioni pratiche come monitorare la progressione della malattia, valutare l'efficacia del trattamento farmacologico e fornire fattor...

Materiali

Name	Company	Catalog Number	Comments
Ketamine	Henry Schein	23061	Henry Schein
Telazol	Zoetis	4866	Henry Schein
Cetacaine	Patterson Vet Generics	07-892-6862	Patterson
Sterile saline	Hospira	07-800-9721	Patterson
7H11 agar	BD	283810	BD Biosciences
IV catheter	Surflash	07-806-7659	Patterson
18F-FDG	Zevacor	N/A
Endotracheal tube	Jorgensen Labs Inc	07-887-0284	Patterson
Artificial tears	Patterson Vet Generics	07-888-1663	Patterson
Isoflurane	Zoetis	07-806-3204	Patterson
Neurologica Ceretom CT	Samsung Neurologica	N/A
Siemens Focus 220 microPET	Siemens Molecular Imaging Systems	N/A
Inveon Research Software	Siemens Molecular Imaging Systems	N/A
OsiriX	Pixmeo	N/A