JoVE Logo

Войдите в систему

Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.

В этой статье

  • Резюме
  • Аннотация
  • Введение
  • протокол
  • Результаты
  • Обсуждение
  • Раскрытие информации
  • Благодарности
  • Материалы
  • Ссылки
  • Перепечатки и разрешения

Резюме

Здесь мы представляем протокол для описания анализ 18F-ФДГ ПЭТ/КТ в нечеловеческих приматов, которые были заражены микобактерий туберкулеза изучить процесс болезни, медикаментозное лечение и возобновление болезни.

Аннотация

Микобактерии туберкулеза остается номер один инфекционного агента в мире сегодня. С появлением устойчивых к антибиотикам штаммов, которые оценивают процесс болезни и экран для потенциальных методов лечения антибиотиками и вакцины необходимы новые клинически значимых методы. Позитронно эмиссионная томография/компьютерная томография (ПЭТ/КТ) был создан как ценный инструмент для изучения ряда недугов, таких как рак, болезнь Альцгеймера и воспаление/инфекции. Изложенные здесь являются ряд стратегий, которые были использованы для оценки ПЭТ/КТ изображений в cynomolgus макак, которые заражены intrabronchially с низкими дозами микобактерий туберкулеза. Путем оценки размера поражения на КТ и поглощение 18F-fluorodeoxyglucose (ФДГ) поражений и лимфатические узлы в PET изображений, эти описанные методы показывают, что ПЭТ/КТ может предсказать будущее развитие активных против скрытой болезни и склонность для реактивации из состояния латентной инфекции. Кроме того анализируя общий уровень воспаления легких, эти методы определения антибактериальной эффективности препаратов против микобактерий туберкулеза в наиболее клинически значимых существующей модели на животных. Эти методы анализа изображений являются одними из самых мощных инструментов в арсенале против этого заболевания, не только они могут оценить ряд характеристик инфекции и лечения, но они также являются непосредственно переводимые в клинических условиях для использования в человека исследования.

Введение

Микобактерии преследуют люди на протяжении тысячелетий и причин смертности более чем любой другой один инфекционного агента в мире сегодня. В 2015 году, там были 10,5 миллиона новых случаев заболевания туберкулезом (ТБ) глобально1 с в большинстве случаев, вытекающих из Индии, Индонезии, Китая, Нигерии, Пакистана и Южной Африки. Оценкам место глобальной смертности от туберкулеза в 1,4 миллиона человек в течение этого же периода времени. Это значение является почти на 25% ниже, чем уровень смертности 100 лет назад. Хотя наркотики чувствительным ТБ поддается лечению, режима длительный, требующий несколько препаратов и соблюдения является проблемой. Появление multi-лекарственно устойчивых штаммов (МЛУ) приходилось ~ 580 000 новых случаев туберкулеза в 2015 году. Показатель успешного лечения пациентов с МЛУ штаммов микобактерий туберкулеза только оценивается около 50%. Еще более тревожным является появление широко резистентных штаммов (XDR) микобактерий туберкулеза, устойчивые к почти все доступные наркотиков. Таким образом новые методы необходимы в области исследования туберкулеза, повысить способность диагностировать туберкулез, увеличить иммунологических понимание процесса заболеванием и позволяют для скрининга новых процедур и стратегий профилактики, включая антибиотик схемы и исследования эффективности вакцины.

М. туберкулез является аэробных Фита палочкой, которое физически характеризуется ее очень сложной внешней клеточной стенки и медленного роста кинетики. Инфекция обычно происходит через вдыхание отдельных бактерии, содержащиеся в аэрозольных капельки, которые исключают из симптоматическое, инфицированные лица при кашле, чихании или пения. Облучаемых лиц, которые развиваются инфекции только 5-10% людей развивать активные клинических ТБ. Оставшиеся 90% имеют различные спектр бессимптомные инфекции, которые колеблется от субклинической инфекции не болезни на всех, все из которых клинически классифицируется как ТБ латентной инфекции (LTBI)2,3. Населения, имеющий этот бессимптомной инфекции примерно 10% будет развиваться активной формы ТБ путем реактивации инфекции содержащихся в их жизни. Риск возобновления резко увеличивается, если человек с контрактами бессимптомной инфекции ВИЧ или проходит лечение иммуносупрессивным препаратом, как ФНО ингибиторы4,5,6. Активный туберкулез также представляет как спектра, большинство людей, имеющих легочный туберкулез, который влияет на легких и грудной лимфатические узлы. Однако микобактерий туберкулеза могут заразить любой орган, так что инфекция может также присутствует в внелегочный сайты участия.

Патологическое отличительной чертой микобактерий инфекции является организованная сферическая структура клеток хозяина, называется гранулемы. Макрофаги, Т-клетки и клетки являются основными компонентами гранулемы, с переменным числом нейтрофилов7. Центр гранулемы часто некротические. Таким образом гранулемы функции иммунной микроокружения убить или содержать бациллы, предотвращение распространения на другие части легких. Однако микобактерий туберкулеза могут подорвать убийства, гранулемы и сохраняются на протяжении десятилетий в рамках этих структур. Последовательной и регулярный мониторинг для развития активного туберкулеза после новой инфекции или возобновление деятельности LTBI является непрактичным, научно сложным и трудоемким. Методы, которые изучать эти процессы продольно, в людей и человека как Животные модели, являются чрезвычайно полезными для научного сообщества в углублении понимания многих сложностей микобактерий инфекции и болезни.

ПЭТ/КТ является чрезвычайно полезным Тепловизионная техника, которая использовалась для изучения широкий спектр государств заболеваний в организме человека и животных моделей8. PET является функциональный метод, который использует позитронно излучающих радиоактивных соединений в качестве репортера. Эти радиоизотопы обычно функционализированных метаболических соединения, такие как глюкоза, или группу таргетинга, предназначенный для связывания с рецептором интерес. Так как излучение от PET изотопов достаточно сильны, чтобы проникнуть в ткани, может использоваться очень низких концентрациях, которые для изучения ниже уровни насыщения в рецептор ориентация соединений и при достаточно низкой концентрации позволяет иметь никакого влияния на метаболические процессов при использовании агентов, таких как 2-deoxy - 2 - (18F) фтор-D-глюкоза (ФДГ). КТ является трехмерной рентгеновских изображений техника, которая использует различные уровни ослабления рентгеновского для определения физических характеристик органы внутри тела9. Когда в паре с PET, CT используется как карту для определения конкретных местах и структур, которые показывают поглощения радиоиндикаторных ПЭТ. ПЭТ/КТ является мощным инструментом для в vivo изображения людей и животных моделях, инфицированных микобактерий инфекции, что привело к многие важные идеи в патогенезе, ответ для лечения наркомании, заболеваний спектра, и т.д.6 ,10,,1112. Эта работа описывает конкретные аналитические методы PET/CT учиться в моделей нечеловеческих приматов, продольно с использованием параметров, таких как размер гранулемы, ФДГ в отдельных поражений и всей алчности FDG легких и лимфатических узлов, обнаружение внелегочного туберкулеза болезни в6,10,,1112.

Эта рукопись описывает методики визуализации анализа в нечеловеческих приматов (Евросоюзе), специально cynomolgus макак, которые используются для оценки продольно прогрессирования заболевания и лечение наркоманов, после инфекции с микобактерий туберкулеза . Евросоюзе являются ценные Животные модели, потому что когда прививанным с низкой дозой Эрдман штамм микобактерий туберкулеза , животных показывают различные исходы заболевания с ~ 50% развития активной формы ТБ и остальных животных, имеющих бессимптомной инфекции (т.е. контроль инфекции, LTBI), предоставляя ближайший модель спектр клинического заболевания, видел в людях3,13,14,,1516. Возобновление LTBI в макак инициируется же агенты, которые вызывают возобновление в организме человека, примерами которых вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ, используя обезьяний иммунодефицита (СИВ) как макака версия ВИЧ), CD4 истощения или опухоль некроз фактор (ФНО) нейтрализации13,16. Кроме того макак представлять с патологией, который очень похож на что видел в людях, в том числе организованной гранулемы, которые формируют в легких или других органов17. Таким образом эта модель обеспечивает важное понимание взаимодействия основных хост возбудителя в микобактерий инфекции, а также ценные знания о получающим и вакцины против туберкулеза14,18 , 19 , 20 , 21.

ПЭТ/КТ обеспечивает возможность следить за внешний вид, распределение и прогрессирования отдельных гранулемы. Эта работа в основном используется FDG как зонд, который, как аналог глюкозы, включает в метаболически активные хост клетки, макрофаги, нейтрофилы и лимфоцитов8, все из которых находятся в гранулемы. Таким образом ФДГ является прокси для узла воспаления. Здесь подробные процедуры анализа использует OsiriX, широко используемых DICOM зрителя, доступных для приобретения и использования. Описанные методы анализа изображения отслеживать форму, размер и метаболической активности (через ФДГ) отдельных гранулемы с течением времени и использует изображения как карта для выявления конкретных поражений на животных вскрытие. Кроме того отдельный метод был разработан количественно суммирования ФДГ в легких выше определенного порога (≥ 2.3 внедорожник) и использует это значение для оценки различий между элементом управления и экспериментальных групп различных исследований, начиная от вакцины испытания для сочетанной инфекции моделей. Эти данные подтверждают которые эта общая мера ФДГ в легких связано с бактериальной бремя, таким образом предоставляя информацию о состоянии болезни. Аналогичный анализ может выполняться на ФДГ грудной лимфатические узлы для изучения прогрессирование болезни также. Следующий протокол описывает процесс экспериментальной от животных инфекции путем анализа изображений.

протокол

все методы, изложенные в этой работе были одобрены в университете Питтсбурга институциональных животное уход и использование Комитета. Все процедуры, институциональные требования биобезопасности и радиационной безопасности. КТ сканирование требует надевание свинца фартук и горло крышку. Garb биобезопасности уровня 3 (BSL3) и процедур для работы с нечеловеческих приматов должны соблюдаться согласно институциональных руководящих принципов. Все сканирования была выполнена в объекте BSL3.

1. животное инфекции процедура

  1. степенный животное с кетамин (10 мг/кг, внутримышечно) или телазол (5-8 мг/кг, внутримышечно), если животное имеет неблагоприятные реакции на кетамин.
  2. С помощью Ларингоскоп, визуализировать надгортанник и голосовых связок. Анестезировать голосовых связок путем распыления с cetacaine спрей для ~ 1 s (не более 2 s).
  3. С помощью Ларингоскоп, руководство бронхоскоп (внешний диаметр 2,5 мм) в трахею через прямой визуализации в вправо каудального легких мочку.
  4. Подготовки шприц, состоящий из примерно 5-20 (в зависимости от исследования) колонии, образуя единиц микобактерий туберкулеза в 2 мл стерильного физиологического раствора и администрирование решения через бронхоскоп канал. Подготовить отдельный шприц, состоящий из 2 мл стерильного физиологического раствора и администрировать физиологического раствора через канал бронхоскоп, следуют 5 мл воздуха для обеспечения полный осаждения бактерий 22.
  5. Снять бронхоскоп и наблюдать обезьяны до тех пор, пока полностью проснуться и предупредить.

2. Изображений приобретение, гистограммы и процедура реконструкции

  1. подготовить животных для воображения.
    1. Sedate животное с кетамин (10 мг/кг, внутримышечно) или телазол (5-8 мг/кг, внутримышечно) если животное имеет неблагоприятные реакции на кетамин.
      Примечание: Животные должны быть постился на ночь для снижения риска рвоты в процедуре обработки изображений и для обеспечения согласованности в FDG-ПЭТ сканирования.
    2. Вставить внутривенного (IV) катетера в подкожной вены обе ноги и закрепите ткань ленты.
    3. Разбавить примерно 5 милликюри дозы FDG с стерильного физиологического раствора до общего объема по 5 мл в пластиковых шприц.
    4. Записи уровень радиоактивности Предварительный впрыск в шприц с помощью калибратора дозы, записывать время и место шприц в держатель шприц свинца.
    5. Медленно вводить радиоактивных дозы через катетер IV и следовать с 5 мл стерильного физиологического раствора. Запишите время впрыска. Время впрыска следует координировать быть приблизительно 45 мин - 1 ч до ПЭТ томография.
    6. Записи уровень радиоактивности впрыск шприца с помощью калибратора дозы и записывать время. Выбрасывайте шприц в соответствующий контейнер для отходов.
    7. С помощью Ларингоскоп, визуализировать надгортанник и голосовых связок и анестезировать с спрей cetacaine.
    8. Руководство эндотрахеальной трубки (3,5-4,5 мм в зависимости от размера обезьяна) в трахею и надуть манжету вставленной в конце трубки.
    9. С помощью длинные тонкие полосы стерильные марлевые, обеспечить трубки интубации, завернув полосы вокруг трубки, пирсинг полосы с каждой собаки животного, а затем завязать узел с оставшееся количество марлевые вокруг мост мордой и наконец вокруг задней o f главы.
    10. Покрытия глаза с искусственной слезы для предотвращения высыхания во время визуализации.
  2. Выполнить КТ и ПЭТ сканирования.
    1. Место животных на сканирование кровать.
    2. Подключение трубки интубации респиратор с следующие параметры: частота дыхания = 15, пиковое давление = 15-17% кислорода = 40, ПИСК (положительное конец экспираторного давления) = 3, дыхательный объем = 60, T я (время вдоха) = 0,4, я: E (вдоха для время выдоха) коэффициент = 1: 3 4, T плато (вдоха пауза до истечения) = 0.5, пик поток = 9.0 (эти значения можно отрегулировать на основе животных соответствия конкретных легочной или экспериментальной потребности).
    3. Начало вдыхаемые анестезии (2% изофлюрановая) через вентилятор и продолжать до тех пор, пока животное показывает не реакция на физические раздражители.
    4. Место животных в положении лежа с головой и ногами поддерживается.
    5. Место животных в поле зрения CT и проведения предварительного просмотра сканирования, чтобы обеспечить, что весь диапазон объема легких будут включены в полную проверку.
    6. Приобрести КТ со следующими параметрами (винтовой сканирования, осевой ПЗ = 250 мм, напряжение = 140 кв, ток = 2.0 мА, толшины = 1,25 мм, резкость = дополнительные Шарп) при проведении вентилятора дыхание удерживайте.
      Примечание: Контраст агент CT является необязательным. Если сканирование контраст, задержка между инъекции контрастного вещества и захвата изображений потому, что объединение контрастного вещества в самом сердце мешает реконструкции правильного изображения пространства легких на ПЭТ-сканирование и создает артефакт в легких на КТ
    7. не забудьте понизить концентрацию изофлюрановая 0,7 - 0,8% во время процедуры сканирования.
    8. Животное
    9. место в поле зрения PET.
      Примечание: Система в место для этой работы является встроенной системой с отдельной КТ и ПЭТ сканера. Координаты для PET позиционирования вручную рассчитываются на основе координат CT.
    10. Приобрести 600 s PET изображений для каждой позиции кровать.
      Примечание: Система фокус 220 имеет осевое ПЗ 7,6 см. Эта работа была выполнена с использованием четырех позиций кровати, которые сшиты вручную во время пост-обработки.
    11. Выключить изофлюрановая, постепенно отучить животное от вентилятора, удаления воздуха из вентилятора трубки манжеты и снять трубку, когда животное обрела кашель рефлексов и дышать нормально. Удаление катетера IV и держать давление на месте инъекции, пока не остановилось приток крови.
  3. Выполнять PET гистограмма изображения и реконструкции.
    1. Выполнять PET гистограмма изображения со следующими параметрами: 3D гистограмма с без сглаживания, охватывают: 3, кольцо разница: 47, коррекция глобальная средняя deadtime.
    2. Выполнять PET реконструкции изображения со следующими параметрами = OSEM3D (приказал подмножество ожидание максимум-3 измерение) алгоритм с КТ основе затухания, рамп проекции фильтр и точечной коррекции, уступая 284-фрагмент изображения.
  4. Совместного регистра ПЭТ и КТ изображений.
  5. Экспорта Co-registered ПЭТ и КТ DICOM изображений программного обеспечения (например, OsiriX).

3. Выявление и анализ отдельных поражения

  1. открытый ПЭТ и КТ DICOM изображений из OsiriX базы в осевой ориентации (CT изображения будут слиты с изображением животных и не будет отдельное окно изображения PET).
  2. Присвоено осевой ориентации сканирования (или серийный сканов).
  3. (Везде) нажмите на КТ и измените " WL/WW " в верхней строке меню для " CT – легочной ".
  4. Прокрутки через сканирование для определения, где долями легких начала и конца. (Определить легких фиссур).
    1. Прокрутки через весь сканирования, упором на небольшие участки легких пространства на один раз.
    2. Обратите внимание, что нормальные легких появляется темная и анатомические особенности светлее (в зависимости от плотности). Airways появляются черные, в то время как сосудистую появляется почти белая.
    3. Следовать судов и airways, как они, как представляется, перемещаться при прокрутке осевых срезах.
    4. Трещины могут быть определены в областях, где существует без судов или airways. (Это районы в легких, которые только появляются темные с без других анатомических структур.)
  5. Использовать расплавленный ПЭТ/КТ для выявления поражений.
    1. Прокрутки через весь сканирования, упором на небольшие участки легких пространства в то время,.
      Примечание: Сосредоточиться на одного легкого доли одновременно определить и подсчитать поражений.
    2. Определения FDG-алчный поражений в легких. Они будут выглядеть как горячие сферы - очень отличается от легкого фона. Маленькие, холодные поражения будет гораздо менее очевидным и труднее определить. Они будут появляться на проверку как плотной структуры, которые не двигаться во время прокрутки (как сосуды).
      Примечание: Небольшие поражения и сосудов очень похожи. Простой способ различать между ними является наведите курсор на рассматриваемую структуру и прокрутки вверх и вниз кусок или два. Если структура остается под курсором, структура является поражением. Если структура перемещается курсор при прокрутке вверх или вниз ломтик, это скорее всего судна или сократимость.
    3. Для целей идентификации, используйте " стрелка " инструмент на каждой поражения на скане.
    4. Для целей расположение, используйте " точки " инструмент и нажмите на поражение, так что ROI (регион интерес) находится прямо в центре гранулемы. Информация, содержащаяся в этом ROI будет включать в себя декартовых координат (координаты XYZ), где можно найти поражения.
  6. Использования " Длина " и " овальный " инструменты для измерения размер (мм) и FDG алчность (Внедорожник) каждого поражения.
    1. Для измерения размера поражения, удалить PET сигнал так, что видна только CT.
    2. Выбор " Длина " инструмент.
    3. Прокрутки до тех пор, пока выявленные фрагмента, содержащего наибольшую часть поражения (фрагмент, где поражения, как представляется, крупнейшим).
    4. Нарисовать линию через длинная длина поражения. Информация в этом ROI будет представлять Длина (в мм) Диаметр поражения.
    5. Для измерения FDG алчность поражения, сначала нажмите на ПЭТ-сканирование и поверните вверх ПС. Перейти к " WL/WW & CLUT " Osirix меню в верхней части экрана и выберите " вручную задать WL/WW " в раскрывающемся списке WL/WW. В диалоговом окне, введите 0 в " от " и 20 в " для " для того чтобы ограничить окно от 0 до 20 SUV.
    6. Выбрать " овальный " инструмент от " мыши Кнопка Функция " выпадающем меню инструмента.
    7. Прокрутки над поражением для оценки горячих часть поражения. Нарисуйте овал вокруг очага поражения. " Овальный " инструмент ROI информация включает в себя описательные статистические данные для всех внедорожников в вокселей в пределах региона. Запишите Максимальное внедорожник в пределах региона.
    8. Как каждый " овальный " ROI представляет только значения внедорожник для этого конкретного осевой плоскости поражения и типичных поражений сферическую форму, рисовать овалы на несколько ломтиков, чтобы убедиться, что фактическая максимальная внедорожник поражения захвачено.
      Примечание: Если вручную реконструируются ПЭТ/КТ, ПЭТ и КТ изображения может не быть сопоставлен прекрасно. Если это так, все анализы внедорожник и трансформирования должны проводиться на ПЭТ-сканирование вместо расплавленный ПЭТ/КТ сканирования. Потому что многие поражения меньше, чем резолюции PET детектор кристаллов, все измеренные внедорожники для индивидуального поражения вводятся в таблицу калькулятор коэффициент восстановления, который выполняет коррекцию частичный объем для каждого поражения 23.

4. Всего легкого FDG алчность процедура измерения для определения всего воспаление легких

  1. открытый ПЭТ и КТ DICOM изображений из OsiriX базы в осевой ориентации (CT изображения будут слиты с изображением животных и не будет отдельное окно изображения PET).
  2. Выполнения сегментации объема легких на КТ изображение.
    1. Щелкните где угодно на КТ сканирование чтобы убедиться, что он является активным окном.
    2. ROI раскрывающегося меню и выберите " сегментации расти региона (2D/3D) … ".
    3. Для того чтобы захватить плотность обычных легких, установить более низкий порог для-1024 и верхний порог -200. Это свидетельствует о Hounsfield единиц, хотя поле сегментации не называть их как таковой.
    4. После того, как заданы пороговые значения нижнего и верхнего, щелкните в любом месте внутри легких. Вся легких должны подсвечивается зеленым цветом.
    5. , Далее, нажмите на " вычислить " в диалоговом окне Параметры сегментации. Это расширит регионе растут от одного фрагмента тома всей легких.
  3. Переместить " расти региона " легких от КТ для ПЭТ-сканирование.
    1. Нажмите на маленький значок слева от имени КТ и перетащите значок в PET скан.
    2. Выбор " копировать ROIs ". Теперь должно быть перекрытие легких на ПЭТ-сканирование.
  4. Удалить ROI от КТ (необязательно).
    Примечание: Это помогает иметь возможность увидеть весь легких без трансформирования на КТ, чтобы убедиться, что все патологии легких захватывается. Чтобы сделать это, удалите ROIs. Убедитесь, что окно CT является активным (нажмите на КТ) выберите в раскрывающемся меню ROI и выберите " удалить все ROIs в этой серии. "
  5. заполнить в густонаселенных районах легких, которые отображаются как пробелы на PET скан.
    Примечание: Во многих случаях, есть отверстия в ROI на ПЭТ-сканирование, где легочной ткани был плотнее, чем Ху-200 на КТ (этот шаг можно пропустить, если оно не происходит).
    1. Выделите ROI раскрывающегося меню и выберите " ROIs кисть " → " закрытия. " в появившемся диалоговом окне слайд стрелку 3, так что в верхней части диалогового окна читает " построение Элемент радиус: 3 " и проверить " применить ко всем ROIs с же имя. "
      Примечание: когда есть большие части заболеваний (например, консолидации, которые плотнее, чем окружающие легочной ткани), часто закрытие кисти трансформирования не будет достаточно, чтобы заполнить весь легких. Если это так, пробелы должны быть заполнены вручную.
    2. Перейти к " мыши Кнопка Функция " области в верхнем меню и нажмите на маленькую стрелку справа.
    3. Выберите " кисть " инструмент.
    4. После того, как этот инструмент выбирается, вручную рисовать внутри ROI для заполнения отверстий.
  6. Изолировать легких ROI на ПЭТ-сканирование.
    1. Теперь, что есть представление всей легких на ПЭТ сканирования, удаления всех точек за пределами легкя.
    2. Голы ROI раскрывающегося меню и выберите " установить значения пикселов для … ".
    3. Установите флажок Вне ROI и установите все пикселы за пределами ROI 0.
  7. Изолировать " горячие " патологии.
    1. Использовать любой порог, который требуется для использования в качестве " горячей. " SUV больше, чем 2.3 считаются " горячие " на основе значений литературы для поражения туберкулезом 24.
    2. Выберите в раскрывающемся меню Руа и " установить значения пикселов для … ".
    3. Установите флажок Внутри ROI. Убедитесь, нажмите " и " поле так, что все значения между 0 и 2.3 устанавливаются в 0.
  8. Убедитесь, что только заболевания патология приходится в ROI.
    1. Обратите внимание, что есть районы (например, печень), которые жарче, чем 2.3. Убедитесь, что только требуемых областях фиксируются путем удаления трансформирования и создание другой расти региона. Другие общие ткани, что вмешиваться в настоящее время включают в себя сердце, лимфатические узлы средостения, позвонков и ребрами.
    2. Голы ROI раскрывающегося меню и выберите " удалить все ROIs в этой серии. " далее, перейдите на ROI и выберите " сегментации расти региона (2D/3D) … ".
    3. Изменить пороговое значение для нижнего порога 2.3 и верхний порог 100.
    4. Прокрутки через весь PET окно, нажав на заболевания патология и нажав " Compute. " повторить для каждой области горячей болезни. Не забудьте сохранить весь легких ROI с помощью " сохранить ROIs " меню ROI.
  9. Экспорт необработанных значений в таблицу.
    1. Перейдите к 2D просмотра в выпадающем меню и выберите " серии Revert. "
    2. Далее, перейдите на плагинов раскрывающегося меню бара
    3. Выбор " ROI инструменты " → " экспорт ROIs. " имя и сохраните файл экспортируемых необработанных данных. Будьте уверены выбрать " CSV " в нижней части этого диалогового.
  10. Вычислить общее FDG алчность из необработанных данных. Каждая строка в таблице представляет один срез из проверки. Колонка интерес " RoiTotal. "
    1. для того чтобы вычислить " всего FDG алчность, " добавить все " RoiTotal " ломтиками вместе. Вычислите сумму столбца F (RoiTotal). Эта сумма является измерение алчность всего ФДГ.
    2. Если OsiriX не экспортировать ROI плагин, перейдите на плагинов в выпадающем меню. Выберите " менеджер плагинов … " нажмите на " скачать … " вкладки в верхней части диалогового окна. Выберите " ExportROIs " от " доступных плагинов " раскрывающегося меню. Выберите " скачать & Install. "

5. Аналитические процедуры для определения ФДГ в " горячей " лимфатические узлы

  1. открытый ПЭТ и КТ DICOM изображений из OsiriX базы в осевой ориентации (CT изображения будут слиты с изображением животных и не будет отдельное окно изображения PET).
  2. Обеспечить, чтобы при выполнении ручного анализа ROI на ПЭТ изображения окна интенсивности изображения быть последовательными.
    1. Нажмите на окно изображения Питомца, чтобы это окно активным.
    2. В OsiriX меню, нажмите " WL/WW " выпадающего меню и нажмите кнопку " вручную установить WL/WW ".
    3. Когда раскрывающийся список отображается в окне активного PET, заполните значение требуемой минимальной интенсивности, в " от " поле и максимальной интенсивности значения в " в " поле (например окна PET изображения от 0 до 20 внедорожник, введите 0 в " от " области и 20 в " к " поля).
    4. В качестве альтернативы, если желательно всегда загружать изображения с одинаковыми значениями интенсивности, в верхнем меню выделите Osirix - > ПЭТ - > затем под " уровень окна & ширина " раздел, нажмите кнопку Используйте фиксированные уровни пузыря и вставьте необходимые значения в " от " и " для " поля.
  3. После того, как желаемый лимфатических узлов определяется, вручную рисовать ROI по краям лимфатических узлов.
    1. Выделить PET/CT фьюжн изображение, чтобы убедиться, что это активное окно.
    2. Как это полезно использовать таблицу подстановки разноцветные цветов для этого анализа, чтобы изменить эту настройку: нажмите на " CLUT " раскрывающийся список на панели основной OsiriX инструментов и выберите параметр Таблица желаемого поиск (UCLA предпочитали).
    3. Рисовать ручной ROI вокруг лимфоузлов, нажмите на выпадающее меню на правой стороне " функции кнопки мыши " в главной панели инструментов и выберите " полигон закрыт ". Нажмите на краю лимфатических узлов на основе ПЭТ оконной Посмотреть таблицу для установления первой точки ROI.
    4. Нажмите на другой точке внешней кромки лимфатических узлов и продолжить трассировку до тех пор, пока лимфоузлов почти прилагается.
    5. Для создания конечной точки ROI, дважды щелкните, чтобы закрыть в ROI.
    6. Повторите этот процесс на несколько фрагментов обеспечить определение максимальной внедорожник в лимфатических узлов.
    7. Записать нужные данные внедорожник в отдельную таблицу.

6. Определение ФДГ мышцы фон для нормализации значения

Примечание: для того чтобы поддерживать согласованность несколько изображений времени точек ФДГ и вариации метаболической активности в животных на разные времена, все ПЭТ анализ следует нормализовать мышцы и представлены как таковой. Все количественные данные Питомца, представлены в данной работе представлена как SUVCMR (стандартная усвоение цилиндра мышцы соотношение).

  1. Открытый ПЭТ и КТ DICOM изображений из OsiriX базы в осевой ориентации (CT изображения будут слиты с изображением животных и не будет отдельное окно изображения PET).
  2. Нажмите на изображение, Co-registered ПЭТ и КТ, чтобы убедиться, что это окно активным.
  3. Прокрутка изображения, пока не будет достигнуто фрагмент, содержащий точку встречи главных бронхов (Карина).
  4. Нарисовать ROIs на спине мышц для получения фона значений внедорожник.
    1. Выберите раскрывающийся список инструмент ROI на право " вариант кнопкой мыши " в главном меню OsiriX.
    2. Голы " овальный " как инструмент ROI.
    3. Нарисовать ROIs приблизительно того же размера на мышцы расположены кзади и латеральнее позвоночника.
    4. Нажмите на иконку слева от Co-registered ПЭТ/КТ и перетащите значок в окне PET.
    5. Выбор " копировать ROIs ". ROIs теперь можно увидеть в окне PET скан.
    6. В главном меню выберите " режим " флажок и убедитесь, что " MIP – Макс интенсивности проекции " выбирается в раскрывающемся меню справа.
    7. Обеспечить " толстые плиты " скользящей шкалы имеет значение 10. Это означает, что 10 срезов объединяются на изображении любимчика как сделать проекция максимальной интенсивности " цилиндр " объем интерес (происхождение соотношение мышц цилиндра).
  5. Запись средние значения внедорожник двух трансформирования в электронной таблице.
  6. В среднем два значения для получения фона значение поглощения FDG мышц. Это значение используется для получения значения соотношение между поглощения на целевом сайте и базальный метаболически поглощения.

Результаты

Выявление и анализ отдельных поражений

Индивидуальные гранулемы могут быть визуализированы на число, размер и ФДГ качественно понять общие масштабы процесса инфекции (рис. 1). Использование этих изображений, счита...

Обсуждение

Данные, полученные от PET/CT может использоваться в качестве суррогата измерения для многих аспектов микобактерий инфекции, которая бы ненаблюдаемых без такой технологии. ПЭТ/КТ является гораздо более чувствительны, чем рентгеновской технологии, которая часто используется в исслед...

Раскрытие информации

Авторы не имеют ничего сообщать.

Благодарности

Авторы хотели бы отметить Марк Роджерс для изложением процедур инфекции и L. Eoin Карни и Брайан Лопрести для руководства при установлении этих процедур обработки изображений. Финансирование для проведения этой работы была предоставлена Билла и Мелинды Гейтс (J.L.F., P.L.L.), национальные институты здравоохранения, национальные институты специальные и AI111871 R01 инфекционных заболеваний (P.L.L.), национальные легочное сердце и кровь институт R01 HL106804 (J . Л.Ф.), R01 HL110811.

Материалы

NameCompanyCatalog NumberComments
KetamineHenry Schein23061Henry Schein
TelazolZoetis4866Henry Schein
CetacainePatterson Vet Generics07-892-6862Patterson
Sterile salineHospira07-800-9721Patterson
7H11 agarBD283810BD Biosciences
IV catheterSurflash07-806-7659Patterson
18F-FDGZevacorN/A
Endotracheal tubeJorgensen Labs Inc07-887-0284Patterson
Artificial tearsPatterson Vet Generics07-888-1663Patterson
IsofluraneZoetis07-806-3204Patterson
Neurologica Ceretom CTSamsung NeurologicaN/A
Siemens Focus 220 microPETSiemens Molecular Imaging SystemsN/A
Inveon Research SoftwareSiemens Molecular Imaging SystemsN/A
OsiriXPixmeoN/A

Ссылки

  1. Barry, C. E., et al. The spectrum of latent tuberculosis: rethinking the biology and intervention strategies. Nat Rev Microbiol. 7 (12), 845-855 (2009).
  2. Lin, P. L., Flynn, J. L. Understanding latent tuberculosis: a moving target. J Immunol. 185 (1), 15-22 (2010).
  3. Pawlowski, A., Jansson, M., Skold, M., Rottenberg, M. E., Kallenius, G. Tuberculosis and HIV co-infection. PLoS Pathog. 8 (2), e1002464 (2012).
  4. Keane, J. TNF-blocking agents and tuberculosis: new drugs illuminate an old topic. Rheumatology (Oxford). 44 (6), 714-720 (2005).
  5. Lin, P. L., et al. PET CT Identifies Reactivation Risk in Cynomolgus Macaques with Latent M. tuberculosis. PLoS Pathog. 12 (7), e1005739 (2016).
  6. Flynn, J. L., Klein, E., Dick, T., Leong, V. D. J. . A color atlas of comparative pulmonary tuberculosis histopathology. , 83-106 (2011).
  7. Signore, A., Mather, S. J., Piaggio, G., Malviya, G., Dierckx, R. A. Molecular imaging of inflammation/infection: nuclear medicine and optical imaging agents and methods. Chem Rev. 110 (5), 3112-3145 (2010).
  8. James, M. L., Gambhir, S. S. A molecular imaging primer: modalities, imaging agents, and applications. Physiol Rev. 92 (2), 897-965 (2012).
  9. Coleman, M. T., et al. PET/CT imaging reveals a therapeutic response to oxazolidinones in macaques and humans with tuberculosis. Sci Transl Med. 6 (265), (2014).
  10. Coleman, M. T., et al. Early Changes by (18)Fluorodeoxyglucose positron emission tomography coregistered with computed tomography predict outcome after Mycobacterium tuberculosis infection in cynomolgus macaques. Infect Immun. 82 (6), 2400-2404 (2014).
  11. Lin, P. L., et al. Radiologic Responses in Cynomolgus Macaques for Assessing Tuberculosis Chemotherapy Regimens. Antimicrob Agents Chemother. 57 (9), 4237-4244 (2013).
  12. Diedrich, C. R., et al. Reactivation of latent tuberculosis in cynomolgus macaques infected with SIV is associated with early peripheral T cell depletion and not virus load. PLoS One. 5 (3), e9611 (2010).
  13. Lin, P. L., et al. The multistage vaccine H56 boosts the effects of BCG to protect cynomolgus macaques against active tuberculosis and reactivation of latent Mycobacterium tuberculosis infection. J Clin Invest. 122 (1), 303-314 (2012).
  14. Lin, P. L., et al. CD4 T cell depletion exacerbates acute Mycobacterium tuberculosis while reactivation of latent infection is dependent on severity of tissue depletion in cynomolgus macaques. AIDS Res Hum Retroviruses. 28 (12), 1693-1702 (2012).
  15. Mattila, J. T., Diedrich, C. R., Lin, P. L., Phuah, J., Flynn, J. L. Simian immunodeficiency virus-induced changes in T cell cytokine responses in cynomolgus macaques with latent Mycobacterium tuberculosis infection are associated with timing of reactivation. J Immunol. 186 (6), 3527-3537 (2011).
  16. Scanga, C. A., Flynn, J. A., Kaufmann, S. H. E., Rubin, E. J., Zumla, A. . Tuberculosis. , 243-258 (2015).
  17. Kita, Y., et al. Development of therapeutic and prophylactic vaccine against Tuberculosis using monkey and transgenic mice models. Hum Vaccin. 7, 108-114 (2011).
  18. Langermans, J. A., et al. Divergent effect of bacillus Calmette-Guerin (BCG) vaccination on Mycobacterium tuberculosis infection in highly related macaque species: implications for primate models in tuberculosis vaccine research. Proc Natl Acad Sci U S A. 98 (20), 11497-11502 (2001).
  19. Okada, M., et al. Novel prophylactic and therapeutic vaccine against tuberculosis. Vaccine. 27 (25-26), 3267-3270 (2009).
  20. Reed, S. G., et al. Defined tuberculosis vaccine, Mtb72F/AS02A, evidence of protection in cynomolgus monkeys. Proc Natl Acad Sci U S A. 106 (7), 2301-2306 (2009).
  21. Capuano, S. V., et al. Experimental Mycobacterium tuberculosis infection of cynomolgus macaques closely resembles the various manifestations of human M. tuberculosis infection. Infect Immun. 71 (10), 5831-5844 (2003).
  22. Srinivas, S. M., et al. A recovery coefficient method for partial volume correction of PET images. Ann Nucl Med. 23 (4), 341-348 (2009).
  23. Kumar, R., et al. Role of modern imaging techniques for diagnosis of infection in the era of 18F-fluorodeoxyglucose positron emission tomography. Clin Microbiol Rev. 21 (1), 209-224 (2008).
  24. Martin, C. J., et al. Digitally Barcoding Mycobacterium tuberculosis Reveals In Vivo Infection Dynamics in the Macaque Model of Tuberculosis. MBio. 8 (3), (2017).
  25. Lin, P. L., et al. Metronidazole prevents reactivation of latent Mycobacterium tuberculosis infection in macaques. Proc Natl Acad Sci U S A. 109 (35), 14188-14193 (2012).
  26. Lin, P. L., et al. Tumor necrosis factor neutralization results in disseminated disease in acute and latent Mycobacterium tuberculosis infection with normal granuloma structure in a cynomolgus macaque model. Arthritis Rheum. 62 (2), 340-350 (2010).
  27. Phuah, J., et al. Effects of B Cell Depletion on Early Mycobacterium tuberculosis Infection in Cynomolgus Macaques. Infect Immun. 84 (5), 1301-1311 (2016).
  28. Martinez, V., Castilla-Lievre, M. A., Guillet-Caruba, C., Grenier, G., Fior, R., Desarnaud, S., Doucet-Populaire, F., Boue, F. (18)F-FDG PET/CT in tuberculosis: an early non-invasive marker of therapeutic response. Int J Tuberc Lung Dis. 16 (9), 1180-1185 (2012).
  29. Malherbe, S. T., et al. Persisting positron emission tomography lesion activity and Mycobacterium tuberculosis mRNA after tuberculosis cure. Nat Med. 22 (10), 1094-1100 (2016).
  30. Chen, R. Y., et al. PET/CT imaging correlates with treatment outcome in patients with multidrug-resistant tuberculosis. Sci Transl Med. 6 (265), (2014).

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи

Запросить разрешение

Смотреть дополнительные статьи

127

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Исследования

Образование

О JoVE

Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены