EXIRAD-3D。高速自動三次元オートラジオグラフィ

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Nucl. Med. Biol..2020 Jul - Aug;86-87:59-65. S0969-8051(20)30044-5. doi: 10.1016/j.nucmedbio.2020.06.001.Epub 2020-06-05.

EXIRAD-3D。高速自動三次元オートラジオグラフィ

EXIRAD-3D: Fast automated three-dimensional autoradiography.

Minh Phuong Nguyen
Ruud M Ramakers
Chris Kamphuis
Sofia Koustoulidou
Marlies C Goorden
Freek J Beekman

PMID: 32534896 DOI: 10.1016/j.nucmedbio.2020.06.001.

抄録

はじめに:

オートラジオグラフィは、生体組織スライス中の放射性同位体分子の高解像度画像化のための確立された技術である。残念ながら、これらの二次元画像のセットから三次元画像を作成することは、非常に時間がかかり、エラーが発生しやすい。MicroSPECTシステムはこのような3D画像を提供しますが、解像度が低いのが難点です。ここでは、超高分解能microSPECT技術に基づいたクープからの3Dオートラジオグラフィの代替として、高速自動化された方法であるEXIRAD-3Dを紹介する。

INTRODUCTION: Autoradiography is an established technique for high-resolution imaging of radiolabelled molecules in biological tissue slices. Unfortunately, creating a 3D image from a set of these 2D images is extremely time-consuming and error-prone. MicroSPECT systems provide such 3D images but have a low resolution. Here we present EXIRAD-3D, a fast automated method as an alternative for 3D autoradiography from coupes based on ultra-high resolution microSPECT technology.

方法:

EXIRAD-3Dは、スキャン中の活動性の漏れや組織の変形を避けるために、組織冷却を内蔵したサンプルホルダーを使用して、固定検出器（U-SPECT/CT、MILabs B.V. The Netherlands）を備えたSPECTシステムに取り付けられた非常に小さな口径の集束マルチピンホールコリメータを使用しています。このシステムの性能は、テクネチウム-99mとヨウ素-123を注入したin vivo動物の様々なファントムと組織サンプルを用いて実験的に評価された。

METHODS: EXIRAD-3D uses a very small bore focusing multi-pinhole collimator mounted in a SPECT system with stationary detectors (U-SPECT/CT, MILabs B.V. The Netherlands) using a sample holder with integrated tissue cooling to avoid activity leaking or tissue deformation during the scan. The system performance was experimentally evaluated using various phantoms and tissue samples of animals in vivo injected with technetium-99m and iodine-123.

結果:

Derenzoホットロッドファントムを用いて得られた再構成空間分解能は120μm（または1.7nl）であった。シリンジファントム画像のボクセル値は、均一であり、活動と直線的にスケールするように見える。マウスの膝関節、甲状腺、腎臓の微細な部分の取り込みを明確に可視化することができた。

RESULTS: The reconstructed spatial resolution obtained with a Derenzo hot rod phantom was 120 μm (or 1.7 nl). The voxel values of a syringe phantom image appear to be uniform and scale linearly with activity. Uptake in tiny details of the mouse knee joint, thyroid, and kidney could be clearly visualized.

結論:

EXIRAD-3Dは、in vivo microSPECTよりもはるかに優れた解像度で、放射線標識分子の高速かつ定量的な3Dイメージングの可能性を開き、2Dオートラジオグラフから3Dデータを取得する場合と比較して、膨大な量の作業を削減することができます。

CONCLUSION: EXIRAD-3D opens up the possibility for fast and quantitative 3D imaging of radiolabelled molecules at a resolution far better than in vivo microSPECT and saves tremendous amounts of work compared to obtaining 3D data from a set of 2D autoradiographs.

知識の進歩と患者ケアへの応用:

EXIRAD-3DはmicroSPECTよりも優れた画像解像度を提供し、医薬品や生物学的研究におけるオートラジオグラフィに代わる非常に効率的な方法となります。

ADVANCES IN KNOWLEDGE AND IMPLICATIONS FOR PATIENT CARE: EXIRAD-3D offers superior image resolution over microSPECT, and it can be a very efficient alternative for autoradiography in pharmaceutical and biological studies.