基本追求を使用して2つのトレーサーの動的なペットの取り込みを特徴付けるプロトコルの設計と利用

PETを使用した複数の生物学的プロセスを使用したイメージングは​​非常に優れている可能性がありますが、以前に提案されたデュアルトレーサーイメージングへのアプローチにもかかわらず、それはめったに実行されません。複数のスキャンを実行する代替案は、臨床診療や研究でさえも実行不可能です。デュアルトレーサーPETスキャンを使用すると、同じイメージングセッション内で複数のPETラジオ型を画像化できます。この論文では、デュアルトレーサーのペットイメージング実験の設計を支援するための基礎追跡方法を利用するアプローチについて説明し、後に信号の分離を説明します。このアプローチの利点は、コンパートメントモデルアーキテクチャを指定する必要がないこと、またはすべての場合に両方の信号が区別できることです。これは、適切なスキャンプロトコルが決定されたら、デュアルトレーサー信号を分離する方法を、生物学またはラジオ酸剤の多くの実行可能で有用な組み合わせに使用できることを意味します。制御された実験で2つの連続して注入された放射性核種から信号を分離するデモンストレーションに続いて、ファントムおよびリストモードマウスの実験は、複数の注入遅延のデュアルトレーサーイメージングプロトコルの実現可能性をテストする能力を実証しました。脳および腫瘍組織の運動マクロパラメーターv DおよびK Iについて予測される分散の増加は、合成的に組み合わせたデータを分離するときに得られました。これらの実験では、10〜20分の注入の遅延が分散の増加を保証する他のアプローチを使用して、使用されたテストトレーサーでは最小限に抑えられたという以前の研究が確認されました。これに基づいて、これらの無線トレーサーを使用して20分間の遅延を使用した実際のデュアルトレーサー実験を実施し、各トレーサーに抽出されて文献と一致して抽出されました。この研究は、特定の制約が順守されている場合、デュアルトレーサーのペットイメージングを実現できるという以前の研究をサポートしています。削除されたモデルアーキテクチャを指定する必要がある基礎追跡技術の利用により、さまざまなシミュレーションを介して、幅広い可能なシナリオのために、シミュレーションを介してさまざまなイメージングプロトコルの実現可能性が可能になります。希望は、実現可能性調査中にこのアプローチを活用し、実際には、デュアルトレーサーイメージングの実行に対する認識された技術的障壁を取り除くことです。

Imaging using more than one biological process using PET could be of great utility, but despite previously proposed approaches to dual-tracer imaging, it is seldom performed. The alternative of performing multiple scans is often infeasible for clinical practice or even in research studies. Dual-tracer PET scanning allows for multiple PET radiotracers to be imaged within the same imaging session. In this paper we describe our approach to utilise the basis pursuit method to aid in the design of dual-tracer PET imaging experiments, and later in separation of the signals. The advantage of this approach is that it does not require a compartment model architecture to be specified or even that both signals are distinguishable in all cases. This means the method for separating dual-tracer signals can be used for many feasible and useful combinations of biology or radiotracer, once an appropriate scanning protocol has been decided upon. Following a demonstration in separating the signals from two consecutively injected radionuclides in a controlled experiment, phantom and list-mode mouse experiments demonstrated the ability to test the feasibility of dual-tracer imaging protocols for multiple injection delays. Increases in variances predicted for kinetic macro-parameters V D and K I in brain and tumoral tissue were obtained when separating the synthetically combined data. These experiments confirmed previous work using other approaches that injections delays of 10-20 min ensured increases in variance were kept minimal for the test tracers used. On this basis, an actual dual-tracer experiment using a 20 min delay was performed using these radio tracers, with the kinetic parameters (V D and K I) extracted for each tracer in agreement with the literature. This study supports previous work that dual-tracer PET imaging can be accomplished provided certain constraints are adhered to. The utilisation of basis pursuit techniques, with its removed need to specify a model architecture, allows the feasibility of a range of imaging protocols to be investigated via simulation in a straight-forward manner for a wide range of possible scenarios. The hope is that the ease of utilising this approach during feasibility studies and in practice removes any perceived technical barrier to performing dual-tracer imaging.