小動(dòng)物活體 PET 及 X 射線成像系統(tǒng)是轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究的重要工具。G4是不折不扣的高性能 PET/X射線成像系統(tǒng)，其緊湊的空間設(shè)計(jì)、簡(jiǎn)單易用的操作流程以及出色的靈敏度和分辨率，能夠充分滿足研究人員對(duì)小動(dòng)物 PET 成像的切實(shí)需求。

小動(dòng)物活體 PET 及 X 射線成像系統(tǒng) 技術(shù)

小動(dòng)物 PET 是轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究的重要工具。G4是不折不扣的高性能 PET/X射線成像系統(tǒng)，其緊湊的空間設(shè)計(jì)、簡(jiǎn)單易用的操作流程以及出色的靈敏度和分辨率，能夠充分滿足研究人員對(duì)小動(dòng)物 PET 成像的切實(shí)需求。

高性能的臺(tái)式設(shè)計(jì)具有簡(jiǎn)易直觀的工作流程，可方便安置于任何實(shí)驗(yàn)室中。G4   PET/X   射線成像系統(tǒng)引入*的高靈敏度檢測(cè)技術(shù)，因此可在更低輻射劑量的基礎(chǔ)上，利用活體動(dòng)物進(jìn)行臨床前轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)相關(guān)研究。

圖1.  利用[18F]FDG  及  G4PET/X  射線成像系統(tǒng)對(duì)皮下荷瘤小鼠的糖酵解組織進(jìn)行成像

主要特點(diǎn)

·        高性能、高靈敏度臨床前PET成像技術(shù)

·        3D PET 和 X 射線全身成像

·        小巧靈活的臺(tái)式機(jī)身

·        全自動(dòng)、快速圖像重建

·        實(shí)時(shí)影像

·        簡(jiǎn)單易用的圖像獲取和分析軟件

結(jié)構(gòu)緊湊

短時(shí)間內(nèi)生成 3D 定量 PET 和 X 射線數(shù)據(jù)

只有 18 英寸寬、24 英寸高的 G4 是小的 PET 成像系統(tǒng)。它可安裝在任何實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，只需少的場(chǎng)地規(guī)劃和培訓(xùn)，即可讓現(xiàn)有工作人員立馬上手運(yùn)行。

圖 2. G4 PET/X 射線成像系統(tǒng)的尺寸

技術(shù)

新一代 PET 成像系統(tǒng)

不同于傳統(tǒng)的環(huán)狀檢測(cè)系統(tǒng)，G4 通過四面無縫拼接的平板檢測(cè)器而接收信號(hào)，是目前市場(chǎng)上較靈敏的 PET 系統(tǒng)之一。

在這種高靈敏度下，只需微量核素探針即可成像，這意味著在保證高質(zhì)量影像的同時(shí)，只需注射低 10 倍的探針劑量即可成像。

圖 3. G4 PET/X 射線成像系統(tǒng)是專門用于小型嚙齒類動(dòng)物成像的高靈敏度、高分辨率的臺(tái)式 PET 掃描儀。新的平板探測(cè)器結(jié)構(gòu)不同于以往環(huán)狀檢測(cè)器結(jié)構(gòu)。

圖 4. 集成的多模態(tài)成像系統(tǒng)提供關(guān)于疾病分子機(jī)理的重要信息以及解剖學(xué)參考。使用 [18F]NaF 對(duì)骨代謝成像，方法是將 NaF 快速整合到骨中。增強(qiáng)的骨代謝是反映骨中腫瘤發(fā)生（包括轉(zhuǎn)移性及原發(fā)性癌癥）的一個(gè)指標(biāo)。NaF PET成像（左）、X 射線成像（中）、PET + X 射線成像（右）

G4 工作流程

低投入，高產(chǎn)出

確保每天的研究工作都能順利開展。簡(jiǎn)便易用和高性能是該系統(tǒng)的亮點(diǎn)所在。

精心設(shè)計(jì)的 G4 可提高工作效率，同時(shí)保持實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。憑借*的麻醉及恒溫工作站，在成像一個(gè)動(dòng)物的同時(shí)，可進(jìn)行另一只動(dòng)物的成像前預(yù)備流程，進(jìn)而減少準(zhǔn)備時(shí)間，增加實(shí)驗(yàn)通量。

·        實(shí)驗(yàn)動(dòng)物成像前預(yù)備工作

·        自動(dòng)麻醉和加熱

·        高效的動(dòng)物準(zhǔn)備過程

·        簡(jiǎn)化的工作流程

高通量性能

圖 5. 便捷的成像前準(zhǔn)備流程

圖 6. 簡(jiǎn)化的 G4 工作流程允許單個(gè)工作人員用多種示蹤物對(duì)多組動(dòng)物成像。圖像來自 Lazari et al, Fully Automated Production of Diverse [¹⁸F]-Labeled PET Tracers on the ELIXYS Multireactor Radio synthesizer Without Hardware Modification, JNMT, 2014.

成像盒及實(shí)驗(yàn)動(dòng)物預(yù)處理工作站

溫度和氧氣的調(diào)控關(guān)乎研究的成功與否。這些關(guān)鍵因素可能會(huì)影響動(dòng)物的生理機(jī)能，繼而影響您的數(shù)據(jù)結(jié)果。利用G4成像前，只需將實(shí)驗(yàn)動(dòng)物放置于成像盒中，并將成像盒接入動(dòng)物預(yù)處理裝置，即可自動(dòng)完成實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的預(yù)麻醉和恒溫操作。

·   吸入麻醉和持續(xù)恒溫 (37 ^°C)

·   保證小鼠成像體位的*性      

·   放置環(huán)境干擾及污染    

·   其他附件

- 導(dǎo)管線

- 用于動(dòng)力學(xué)研究的血采樣管線

- 用于安放動(dòng)態(tài)研究所需的注射器槽      

·   MRI、CT、SPECT 的多模態(tài)連接裝置

圖 7. G4 成像盒及實(shí)驗(yàn)動(dòng)物預(yù)處理工作站

操作簡(jiǎn)單，快速生成結(jié)果

G4 體積雖小，但性能強(qiáng)大，只需用鼠標(biāo)進(jìn)行3次點(diǎn)擊，G4即可幫您完成實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的全身掃描、器官加載和分析。其高靈敏度、空間分辨率、易用性和重負(fù)載計(jì)算能力可助您以簡(jiǎn)潔的操作快速獲得優(yōu)質(zhì)的 PET 圖像。

超快速的自動(dòng)化圖像重建

G4 通過利用高性能的CPU 陣列，以快速自動(dòng)化地完成直方圖繪制、圖像處理和 3D 圖像重建 — 這一切都將在數(shù)據(jù)采集后數(shù)分鐘內(nèi)完成。

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)動(dòng)物實(shí)時(shí)呼吸和視頻監(jiān)控

內(nèi)置的視頻攝像頭可支持對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的生理狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，保障安全、穩(wěn)定的*成像環(huán)境。

可兼容大鼠和小鼠

尺寸小不代表容量低。G4 可用于小鼠和大鼠研究。

G4 軟件

體驗(yàn) G4 數(shù)據(jù)采集引擎

無論是經(jīng)驗(yàn)豐富的用戶還是新手，只需按照流程在軟件上點(diǎn)擊幾下，G4 即可幫助您生成 3D 圖像。

高速的 G4 數(shù)據(jù)采集引擎結(jié)合了的計(jì)算機(jī)處理能力、的斷層圖像重建和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)，可快速獲取、處理和管理圖像數(shù)據(jù)。G4 軟件：

·   通過直觀的用戶界面支持優(yōu)化的工作流程，增加研究通量

·   優(yōu)化的工作流程可實(shí)現(xiàn)同步的掃描創(chuàng)建、采集和重建

·   利用軟件的自動(dòng)化功能減少繁瑣的簿記工作和用戶輸入錯(cuò)誤

·   數(shù)分鐘內(nèi)生成數(shù)據(jù)

·   穩(wěn)定的管理工具幫助記錄用戶和研究活動(dòng)，同時(shí)用于開賬單和研究參數(shù)核對(duì)

數(shù)據(jù)格式為標(biāo)準(zhǔn)DICOM格式

圖8. *的桌面式PET/x 射線成像系統(tǒng)。過去，此類系統(tǒng)通常體積龐大，需要單獨(dú)的安裝空間，并且需要額外的底座，而 G4 PET/X 射線成像系統(tǒng)則不受場(chǎng)地的限制

小鼠器官對(duì)位功能

小鼠器官對(duì)位操作是一種算法，它將 PET 圖像、X 射線投影和多個(gè)小鼠的 CT 圖像數(shù)據(jù)庫集中在一起，產(chǎn)生針對(duì)此小鼠的 3D 整合結(jié)果。該注冊(cè)系統(tǒng)為用戶提供了自動(dòng)、穩(wěn)定、可重復(fù)的器官水平定量分析。

例如，目前有超過 3000 個(gè)用于檢測(cè)各種研究對(duì)象的 PET 成像探針正在開發(fā)中。小鼠器官對(duì)位功能可以幫助分析這些探針在各個(gè)器官的生物分布。

圖 9. 應(yīng)用于小鼠器官對(duì)位功能觀測(cè) Johns Hopkins研發(fā)的一種 新型 PET探針在小鼠體內(nèi)的器官分布

圖 10. 時(shí)間活性曲線顯示了左側(cè)腫瘤、右側(cè)腫瘤、心臟、左腎和右腎中 PET 探針的定量分布

G4 可視化和分析

VivoQuant^TM 圖像瀏覽和分析軟件

VivoQuant 圖像分析軟件可用于處理和分析來自多個(gè)臨床前成像模式（例如 PET、MR、CT、Optical 和 SPECT）的數(shù)據(jù)。

·   3D ROI定量圈選工具允許對(duì)大量的數(shù)據(jù)集進(jìn)行簡(jiǎn)便 ROI 圈選定量

·   支持多模式和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)

·   定量工具可輕松實(shí)現(xiàn)活性濃度分析和 SUV 計(jì)算

·   以多種圖像和動(dòng)畫格式輕松導(dǎo)出結(jié)果

·   時(shí)間活性曲線顯示血漿和組織中的活性隨時(shí)間改變的速率

InviCRO 的  iPACS  數(shù)據(jù)管理工具具有全面的圖像儲(chǔ)存、版本控制、研究規(guī)劃、批量圖像處理和報(bào)告生成功能，可滿足您的數(shù)據(jù)管理需求

圖 11. 使用 VivoQuant 軟件對(duì) G4 PET/X 射線成像系統(tǒng)獲取的圖像和數(shù)據(jù)進(jìn)行瀏覽和分析

應(yīng)用

腫瘤學(xué)

[¹⁸F]FDG PET 是常見的糖酵解檢測(cè)技術(shù)，代表了絕大多數(shù)的臨床 PET 研究。

圖 12. 對(duì)小鼠皮下移植人源神經(jīng)膠質(zhì)瘤進(jìn)行PET成像

中樞神經(jīng)系統(tǒng)

使用 [¹⁸F]Fallypride PET 評(píng)估大鼠腦中多巴胺 D2/D3 受體表達(dá)。

圖 13.將20 uCi [¹⁸F]Fallypride 注射入Balb/C 小鼠后 1 小時(shí)的成像結(jié)果，采集時(shí)間 10 分鐘（左側(cè)）。將 50 uCi [¹⁸F]Fallypride 注射入Sprague-Dawley 大鼠后 1 小時(shí)的成像結(jié)果，采集時(shí)間 30 分鐘（右側(cè)）

心臟學(xué)

[¹⁸F]FDG PET 可提供重要的心臟生理學(xué)和生物學(xué)信息，以此幫助研究人員探索新的治療方法。

圖 14. 對(duì)26 g 小鼠進(jìn)行非門控 [18F]FDG PET 成像。不需要心臟監(jiān)測(cè)，仍能解析難以辨認(rèn)的右心室（上）、冠狀面（左下）和矢狀面（右下）

生物分布

G4 能夠進(jìn)行動(dòng)態(tài)研究，以在活體動(dòng)物水平實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)體內(nèi)生物分子的轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝分布。因此，這不僅僅是關(guān)于圖像，更是關(guān)于動(dòng)力學(xué)的定量測(cè)量。

圖 15. 選自小鼠尾靜脈注射 43 uCi [¹⁸F]FDG 后 1 小時(shí)內(nèi)動(dòng)態(tài)掃描的畫面。每個(gè)畫面展示不同的冠狀面圖像，更好地展示了不同時(shí)間段的活性分布

圖 16. 1 小時(shí)內(nèi) [¹⁸F]FDG 在小鼠主要器官中分布的時(shí)間活性曲線。(a) 1 小時(shí)期間的器官吸收情況。(b) 注射后前 26 秒的詳細(xì)曲線

免疫 PET

抗體在靶向治療劑的開發(fā)中發(fā)揮著重要的作用，并可作為有效的分子成像探針?？贵w成像是一種靈敏、非侵入性的分子表征方法，可用于指導(dǎo)診斷、預(yù)后、治療方案的選擇和癌癥治療的監(jiān)測(cè)。此類放射性標(biāo)記的抗體、雙抗體和微抗體通常用 [⁶⁴Cu]、[⁸⁹Zr] 和 [¹²⁴I]標(biāo)記。

圖 17. 與小鼠數(shù)字器官圖對(duì)位融合的 PET 圖像，展示了健康小鼠肝臟對(duì) ⁶⁴Cu 放射性標(biāo)記的微抗體攝入 4 小時(shí)后的吸收情況，掃描時(shí)間為 20 min。掃描期間整個(gè)小鼠中的活性是 3.7 uCi