(A)의 안전주의 사항 및 운영 절차 BSL-4 실험실 4. 의료 영상 절차

요약

Here, we present an overview of the preparation and animal handling procedures required to safely perform medical imaging in an animal biosafety level 4 laboratory. Computed tomography of a mock-infected guinea pig illustrates these procedures that may be used to evaluate the disease caused by a high consequence pathogen.

초록

Medical imaging using animal models for human diseases has been utilized for decades; however, until recently, medical imaging of diseases induced by high-consequence pathogens has not been possible. In 2014, the National Institutes of Health, National Institute of Allergy and Infectious Diseases, Integrated Research Facility at Fort Detrick opened an Animal Biosafety Level 4 (ABSL-4) facility to assess the clinical course and pathology of infectious diseases in experimentally infected animals. Multiple imaging modalities including computed tomography (CT), magnetic resonance imaging, positron emission tomography, and single photon emission computed tomography are available to researchers for these evaluations. The focus of this article is to describe the workflow for safely obtaining a CT image of a live guinea pig in an ABSL-4 facility. These procedures include animal handling, anesthesia, and preparing and monitoring the animal until recovery from sedation. We will also discuss preparing the imaging equipment, performing quality checks, communication methods from "hot side" (containing pathogens) to "cold side," and moving the animal from the holding room to the imaging suite.

서문

국립 알레르기 전염병 연구소 (NIAID) 프레드릭 MD (IRF-프레드릭)에서 포트 데 트릭에서 통합 연구 시설의 임무는의 정도와 상관 관계 임상 질병 과정을 이해하는 전염병 연구 신흥 수행하는 미생물에 의한 질병. IRF-프레드릭은 ABSL-4 실험 ^1에서 높은 결과 병원균의 동물 모델에서 의료 영상을 수행 할 수있는 독특한 기능이 있습니다. 연구자가 사용할 수있는 이미징을 포함 : 컴퓨터 단층 촬영 (CT), 자기 공명 영상 (MRI), 양전자 방출 단층 촬영 (PET), 단일 광자 단층 촬영 (SPECT), 초음파, X 선 및 형광 투시. 연구진은 종 연구에서, 이러한 약물 치료 및 예방 접종 등의 개입의 효과를 질병의 진행을 모니터링하고 평가하는 데 사용할 수 이미징 기능을 사용합니다.

IRF-프레드릭의 영상 방식은 구체적이었다높은 억제 ^2,3- 외부 장비의 핵심 구성 요소를 유지하도록 설계 및 유지 보수를위한 접근. 이 디자인은 "핫"(포함 병원체)과에 촬영 슈트 분리 "차가운면을." 이러한 분리를 달성하기 위해 특별히 설계된 튜브는 각각의 영상 기법 (도 1)의 구멍으로 높은 수납 공간을 확장하도록 구성 하였다. 생물학적 봉쇄를 제공 할뿐만 아니라,이 튜브는 높은 봉쇄 실험실의 오염을 제거하는 데 사용되는 가스 및 화학 물질 촬영 장비를 보호한다. 비교 의학 (CM) 직원 손잡이가 "뜨거운 쪽"에 동물을 모니터링하면서 이미징 과학자와 기술자는 "콜드 측"에서 스캐너를 운영하고 있습니다. 형상 관리 직원이 실험을 조정 이미징 과학자들과 긴밀하게 협력해야하기 때문에, 이러한 분리는 통신 문제가 발생할 수 있습니다.

옵션을 사용할 수 평가 한 후, CM 직원은 밖으로 있었다외부 봉쇄 촬상 직원 전화를 사용하는 휴대폰을 단파장 초고 주파수의 전파를 송신 블루투스 이어 피스 장착. 때문에 설비의 설계, 무선 액세스 포인트는 "핫"사이 시멘트 강 층과 "저온 측"에 의한 신호 간섭을 극복하기 위해 각 객실에 설치되어야했다. 따라서, 높은 봉쇄 외부 소음 양압 정장 및 이미징 직원을 입고 CM 직원 사이의 통신은 이제 신뢰할 수있다. 카메라는 또한 "뜨거운 쪽"의 활동을보고 직원 이미징 이미징 객실의 뜨거운 측면에 설치되어 있습니다. 카메라로, 영상 직원은 동물의 위치 또는 이미징 프로토콜에 대한 마지막 순간의 변화와 CM 기술자를 안내 할 수 있습니다.

IRF-프레드릭 ABSL-4 정장 실험실에서 모든 작업 정장 ^(4)를 캡슐화 긍정적 인 압력을 착용하는 직원을 필요로한다. 이 정장을 입고 이동성을 감소시키고, 무거운 말X 장갑 소송에 부착 플러스 장갑의 최대 세 개의 추가 레이어 손재주를 타협. 결과는 절차를 완료하는 데 시간이 더 걸릴 미세 운동 기술이 필요한 작업이 훨씬 더 어려운 것입니다. 바이오 안전성 레벨이 증가, 동물 취급 및 조작으로 더 도전적이고 시간이 특히 작은 동물로,이 소요된다. ABSL-4 실험실에서 절차는 ABSL-2 실험실보다 2 ~ 3 배의 시간이 걸릴 수 있습니다.

시각적으로 예로서 기니 돼지 CT 스캔 절차를 사용하여 ABSL-4 환경에서 이미징 동물 모델과 관련된 문제를 설명하기 위해이 문서의 목적이다.

프로토콜

이 프로토콜은 다음과 동물 보호 지침을 준수합니다. 동물 평가 및 실험 동물 관리 국제 인증 협회의 인증을 받았으며 시설에 수용되었다. 모든 실험 절차는 알레르기 및 전염병 국립 연구소, 임상 연구 부문, 동물 관리 및 사용위원회의 승인 및 동물 복지법 규정, 공공 보건 서비스 정책을 준수이었고, 관리 및 사용에 대한 가이드되었다 실험 동물 추천.

1. ( "콜드 사이드"에) CT 스캐너를 준비

1. X 선관을 컨디셔닝
   1. 어떤 직원이 스캔 방에없고 주제 테이블이 비어 있는지 확인합니다.
   2. 스캐너 제조업 자의 사양에 따라 튜브 컨디셔닝 절차를 실행.
2. 에어 교정을 수행
   1. 어떤 물체가 검색 필드에 없는지 확인합니다.
   2. 스캐너 제조업 자의 사양에 따라 공기 교정 절차를 수행한다. 많은 플랫폼에서이 교정은 자동 또는 반자동이다.
3. ( "핫 사이드"에) 품질 관리 검사를 수행
   1. 추가 단계를 추가하여 (참고 ^5에서 자세히 설명)을 ABSL-4 정장 실험실 항목의 절차를 완료합니다. 절차는 방사성 물질에 대한 노출을 포함하는 경우, 보호 복하에 수술에 선량계 클립. 방사선 노출의 계산을 위해 매 2 개월 선량계에 돌립니다.
   2. 스캔 테이블에 적절한 홀더, 공기, 물, 테플론으로 만들어진 된 CT의 머리와 몸 팬텀을 놓습니다.
4. ( "콜드 사이드"에) 품질 관리 검사를 수행
   1. 추위 측면에서, 보어 ^(6)의 중앙에 팬텀을 진행합니다.
   2. ENS에 실험실 표준화 품질 관리 (QC) 파라미터를 이용하여 스캔을 취득URE 스캐너 제조업체의 사양에 있습니다.
   3. 제조 업체의 프로토콜에 따라 각각의 재료 종류 (공기, 물 또는 테프론) 위에 중심이자 지역 내에서 신호 강도의 평균과 표준 편차를 계산하는 이미지의 QC 컴퓨터 분석을 수행합니다.
   4. 중부 표준시 스캐너를 사용할 준비가되었음을 CM 직원에게 통지합니다.
   5. 형상 관리 직원과 동물 정보 (식별 번호, 중량, 생년월일)를 확인합니다.
5. 환자 데이터베이스에 주제 정보를 등록합니다.
   1. (이하 "콜드 측"에서) CT 스캐너 콘솔에서 스캐너의 방사선 정보 시스템 (RIS)를 액세스 할 수 있습니다. 를 RIS는 스캔 일정의 세부 사항으로 채워되어 있는지 확인합니다.
   2. 현재의 제목과 같은 식별 번호, 나이, 생년월일, 및 시험 날짜와 인구 통계를 선택합니다; 다음, 시험 유형이 자동으로 채울한다.
   3. 수동으로 대상 무게를 입력합니다.
   4. 올바른셔서 선택(예를 들어, 첫번째 머리, 첫 발, 경향, 부정사) CT 갠트리에 bject 방향입니다.

2. ABSL-4 소송 실험실에서 작업 영역을 준비

1. 동물 절차 룸에서 클래스 II 바이오 안전성 캐비닛 (BSC) 또는 하향 통풍 표를 준비합니다. BSC (또는 하향 통풍 표)를 켜고 최소 10 사용하는 분은 이전.
   1. 깨끗하고 승인 살균제와 같은 5 % 이중 급 암모늄하여 BSC 또는 하강 기류 테이블의 상부면의 내부 표면 소독 (알킬 N-N-알킬 디메틸 벤질 암모늄 클로라이드, 디메틸 에틸 벤질 암모늄 클로라이드) 소독액. BSC에 또는 하강 기류 테이블의 상부면의 내부 표면 스프레이 및 접촉 시간의 10 분 후 건조 표면을 닦으십시오. 스프레이 잔류 소독제를 제거하기 위해 70 %의 에탄올로 표면을 닦아주십시오.
   2. 장소 장비 및 마취 유도 상자와 동물 취급 장갑을 포함하여 BSC 또는 하강 기류 표에 필요한 공급.
   올>
   3. 중부 표준시 스캐너 침대를 준비합니다.
      1. 설정 동물 유지 장치를 CT 침대에.
      2. 셋업 생체 징후 심박수, 산소 포화도를 검출하기 위해 모니터링한다. 스캐닝 세션 이상 10 분, 온도 모니터링 경우.
   4. 마취 기계를 준비합니다.
      1. 기화기의 이소 플루 란 볼륨을 확인하고 필요한 경우보다 이소 플루 란을 추가합니다.
      2. , 산소와 마취 호흡 회로를 가압 탈출 가스 검사, 시각적으로 누출 ¹ 마취 기계를 검사하여 누설 테스트를 수행합니다.
         1. 누출이 검출되면, 소스를 결정하는 문제를 해결하고, 적절하게 구현 된 보정을 검증하는 후속 누설 테스트를 수행한다.
      3. 폐기물 마취 가스를 캡처 일회용 청소 용기의 무게를. 캐니스터는 캐니스터의 초기 무게 이상 ≥50 g의 경우, 용기 ^{(7)를 교체합니다.}
   "(핫 측"제목에) CT 스캐너 룸에서 동물 절차 룸과 마취 유도의 제조에서> 3. 동물 운송 "
   1. 클래스 II BSC에 이미징 스위트 룸에 인접한 설치류를 들고 방 중 하나에서 케이지 주택 기니 돼지를 전송합니다.
      1. 동물의 ID를 확인합니다.
      2. 케이지 카드를 제거하고 동물로 유지.
   2. 케이지에 뚜껑을 열고 양압 정장 장갑을 통해 동물 보호 가죽 장갑을 돈. 부드럽게, 기니피그를 선택 마취 유도 상자에 동물을 배치하고 뚜껑 상자를 커버한다.
   3. 클래스 II BSC에서 동물을 포함하는 마취 유도 상자를 제거하고 수송 카트에 놓습니다.
   4. 카트를 사용하여 CT 스캐너 방 동물을.
   5. 중부 표준시 스캐너 룸에서 즉시 유도 상자에 청소 용기와 마취 기계를 연결합니다. 유도 상자에 산소 가스를 켜고 납품에 기화기를 설정마취 ^8의 초기 유도 어 4 % 이소 플루 란.
   6. 마취의 적절한 깊이 마취 유도시 동물을 모니터링 (예를 들어, 외부 자극, 근육 톤, 안정된 호흡과 심장 박동에 응답하지) ^8.
   7. 기니 돼지가 완전히 마취시 유도 상자에 마취를 끕니다.

   4. ( "핫 측"에서) CT 스캐너의 이미징 침대에 주제를 정렬

   1. 인덕션 박스에서 마취 기니 돼지를 제거하고 이미징 침대에 놓습니다.
      1. 경향이 위치에 유지 쿠션에 기니 돼지를 놓습니다.
      2. 건조에서 각막 상피를 보호하기 위해 두 눈 안과 연고를 적용합니다.
   2. 유지 보수 아이소 플루 란 마취를 관리 할 수 ​​있습니다.
      1. 기니 돼지 코 콘을 놓고 코 콘 ⁸ 일 L / 산소 분을 제공하기 위해 가스를 켜십시오.
      2. 2 ~ 3 %에 전달하기 위해 기화기를 설정노즈 콘 통해 기니피그에 이소 플루 란.
      3. 피사체가 마취의 원하는 평면 (아무 운동, ~ 분당 60 숨을)에 도달하면, 마취의 유지 보수를 위해 이소 플루 란의 1.0-1.5 %를 제공하기 위해 설정 기화기을 줄일 수 있습니다.
      4. 체온, 심박수 및 호흡 수를 포함한 생체 신호를 모니터링한다. 호흡은 각각 ^9, 이소 플루 란의 비율을 가속 또는 감속, 증가 또는 감소하기 시작합니다.
   3. C가, 필요한 경우, 데이터 수집 및 마취 깊이의 예상되는 길이에 따라이 ^{8,9 유지} ° 37 내지 39 기니피그 체온을 유지하기 위해 별도의 열원을 제공한다.
   4. 유지 쿠션의 맨 위에 플라스틱 덮개를 고정합니다.
   5. 수용 튜브에 영상 침대를 진행합니다.

   5.보기의 이미지 필드 설정

   1. 중부 표준시 (SC)의 "콜드 측"에 레이저 시스템 (이미징 직원) 활성화anner 객실은 CT 스캔의 기니피그를 배치합니다. 레이저 십자선에서 관심의 해부학을 커버하고 "아웃"버튼 "에서"테이블을 사용합니다.
   2. 시야를 설정하기 위해, 관심의 해부학 위에 시작점을 설정하는 레이저 버튼을 사용한다.
   3. "뜨거운 쪽"에 연락 CM 직원은 자신과 CT 스캐너 사이의 리드 방패를 배치합니다.

   6. 획득 이미지

   1. 제조 업체의 프로토콜에 따라 CT 연구 이미지 슬라이스 배치를위한 설문 조사 스캔을 획득.
   2. 설문 조사 이미지에 CT 연구 이미지 조각의 위치를 ​​규정.
   3. 대조적 주입 사용될 경우 "고온 측"직원과 업무.
   4. 제조 업체의 프로토콜에 따라 연구 스캔을 획득.
   5. 제조사의 프로토콜에 따라 스캐너 콘솔 CT 영상을 재구성.
   6. 사진 보관 및 통신 시스템에 이미지를 전송합니다. 더 질적 ...로서를 수행ntitative 제조 업체의 프로토콜에 따라이 보관 시스템에서 분석합니다.

   7. 스캔 후 복구

   1. 음식과 간식 깨끗한 microisolator 케이지에 스캐너 침대에서 기니피그를 전송합니다.
   2. 카트를 사용하여, 다시 주택 지역에 동물 새장을 운반 할 것.
   3. 완전히 마취에서 회복 될 때까지 동물을 모니터링합니다.
   4. 완전히 회수되면, 고효율 입자상 공기 (HEPA)에 케이지 복귀 통풍 선반 -filtered.

   스캐너 베이 및 장비 8. 소독

   1. 스캐너 Bay 지역 소독 (예를 들어, 동물, 스캐너 베드 스캐너 실내 바닥, 도어 핸들과 직접 접촉했다 표면)에서 10 분의 접촉 시간 동안 5 %의 이중 급 암모늄 용액.
   2. 린스 이중 급 암모늄 용액에 10 분 노출 후 70 % 에탄올 용액으로 표면.
   3. 직접 분사 할 수없는 항목을 닦아에탄올 포화 된 천을이어서 이중 급 암모늄 포화 천 이중 급 암모늄 용액 (민감한 전자 장비)과.

결과

동물 취급에 대한 모든 안전 절차 및 표준 운영 절차에 대한 엄격한 준수는 ABSL-4 실험실에서 안전하게 작업을 위해 필수적이다. 촬상 스위트 동물 절차 방에서 유도 박스 내에서 감염된 동물을 전송하는 공통 통로의 오염의 위험을 최소화한다. 절차는 필요에 따라, 더 실험실 획득 감염이나 동물 과목의 교차 오염은 IRF-프레드릭에 ABSL-4 연구를 수행하는 동안 기록되지 않?...

토론

이 시리즈의 이전 기사 세부 사항, 안전 절차 및 최대 봉쇄 실험실 ^{12, 13에서} 안전하게 작업하는 데 필요한 추가 공학적 관리에 대한 광범위한 교육,주의를 강조했다. 안전하게 작업을 수행하면이 실험실에서 가장 높은 우선 순위입니다. 감염된 동물에 물린 또는 상처를 입힐 또는 에어로졸 ^(7)을 생성하는이 철학 때문에 이러한 가능성 등의 추가 위험에 더욱 살아있는 동물과 함께...

자료

Name	Company	Catalog Number	Comments
Micro-Chem Plus	National Chemical Laboratories	255
CT scanner	Philips Healthcare
CT phantom	Philips Healthcare
Isovue-300 (CT contrast reagent)	Bracco Diagnostics	NDC 0270-1315-30
Ventilated rack	Lab Products
Micro-isolator cage	Lab Products
Biosafety cabinet	Nuaire
Anesthesia machine	SurgiVet	WWV9000
Anesthesia induction box	VetEquip
Anesthesia mask	Henry Schein
Isoflurane	Henry Schein
Waste gas scavenging canister	Fisher	F/AIR
Holding cushion
Ophthalmic ointment
Vital signs monitor	Bionet	BM3Vet
Mobile phone	Spectralink	8440
Blue Tooth ear piece
Wireless access points
Sperian positive-pressure suit	Honeywell Safety Products	BSL 4-2
Outer suit gloves (latex, Ansell Canners and Handlers)	Fisher	19-019-601
Outer suit gloves (nitrile/rubber, MAPA)	Fisher	2MYU1
Scrubs	Cintas	60975/60976
Socks	Cintas	944
Duct tape	Pack-N-Tape	51131069695
Towels	Cintas	2720
Zip lube	Amazon	B000GKBEJA