Bestimmung der arteriellen Input-Funktion in Mäusen: Charakterisierung der Dispersion in einem extrakorporalen Shunt-System

Ziel/Aim Die Bestimmung der arteriellen Input-Funktion (IF) als Grundlage kinetischer Modellierungen in der dynamischen PET von Mäusen stellt eine große Herausforderung dar. Über extrakorporale Shunts gewonnene IFs zeigen eine Verbreiterung des IF-Peaks (Dispersion), der korrigiert werden muss. Für einen solchen Ansatz sollen daher hier die Dispersionseigenschaften bestimmt und mit klassischen Dispersionsmodellen verglichen werden.

Methodik/Methods Zwei Reservoirs mit jeweils reinem und mit F-18-PSMA-1007 versetzten humanem Blut wurden genutzt, um möglichst ideale Rechteckfunktionen als Eingangssignal für ein Shunt-Setup zu realisieren. Mittels einer peristaltischen Pumpe (Pumpgeschwindigkeiten: 0.03, 0.05, 0.07, 0.1 ml/min) wurde das Blut über einen Silikonschlauch (40 cm Länge bis Detektor, 0.3 mm innerer Durchmesser) durch einen Twilite-Koinzidenzdetektor (SwissTrace, Zürich) geleitet. Die gemessenen Zeit-Aktivitäts-Kurven wurden anhand eines monoexponentiellen Faltungsmodell [1] und eines gemischten Transmissions-Dispersionsmodell [2] analysiert.

Ergebnisse/Results Keine der gemessenen Kurven ließ sich hinreichend gut durch die beiden etablierten Dispersionsmodelle beschreiben. Insbesondere ließ sich kein Transmissionsanteil gemäß [2] feststellen. In jedem Fall besser korreliert mit den gemessenen Kurven waren Fits basierend auf Faltungskernen, die durch Faltung einer monoexponentiellen Funktion mit sich selbst erzeugt wurden. Durch iterative Entfaltung ließen sich abschließend mit der gefundenen Parametrisierung korrigierte IFs in ersten Mäuse-Experimenten erfolgreich bestimmen.

Schlussfolgerungen/Conclusions Herkömmliche Dispersionsmodelle stellten sich in unserem Setup als nicht ausreichend realistisch dar. Angepasste, komplexere Faltungskerne zeigten jedoch wesentlich bessere Übereinstimmung mit den gemessenen Daten und lassen sich erfolgreich auch in PET-Scans zur IF-Bestimmung einsetzen.

• Literatur/References

• 1 Iida H, Kanno I, Miura S. et al. J Cereb Blood Flow Metab 1986; 6: 536-545.
• 2 Munk OL, Keiding S. , Bass L. Med Phys. 2008; 35: 3471-3481.

Publikationsverlauf

Artikel online veröffentlicht:
08. April 2021