小動物活體 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小動物 PET 成像的切實(shí)需求,。

小動物活體 PET 及 X 射線成像系統(tǒng) 技術(shù)

小動物 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小動物 PET 成像的切實(shí)需求,。

高性能的臺式設(shè)計(jì)具有簡易直觀的工作流程,，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*的高靈敏度檢測技術(shù),，因此可在更低輻射劑量的基礎(chǔ)上,，利用活體動物進(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

·        小巧靈活的臺式機(jī)身

·        全自動,、快速圖像重建

·        實(shí)時影像

·        簡單易用的圖像獲取和分析軟件

結(jié)構(gòu)緊湊

短時間內(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)狀檢測系統(tǒng),，G4 通過四面無縫拼接的平板檢測器而接收信號，是目前市場上較靈敏的 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,，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物成像的高靈敏度、高分辨率的臺式 PET 掃描儀,。新的平板探測器結(jié)構(gòu)不同于以往環(huán)狀檢測器結(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,，在成像一個動物的同時,，可進(jìn)行另一只動物的成像前預(yù)備流程，進(jìn)而減少準(zhǔn)備時間,，增加實(shí)驗(yàn)通量,。

·        實(shí)驗(yàn)動物成像前預(yù)備工作

·        自動麻醉和加熱

·        高效的動物準(zhǔn)備過程

·        簡化的工作流程

高通量性能

圖 5. 便捷的成像前準(zhǔn)備流程

圖 6. 簡化的 G4 工作流程允許單個工作人員用多種示蹤物對多組動物成像。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)鍵因素可能會影響動物的生理機(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)動物放置于成像盒中,，并將成像盒接入動物預(yù)處理裝置，即可自動完成實(shí)驗(yàn)動物的預(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

- 用于動力學(xué)研究的血采樣管線

- 用于安放動態(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)動物預(yù)處理工作站

操作簡單,，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)算能力可助您以簡潔的操作快速獲得優(yōu)質(zhì)的 PET 圖像,。

超快速的自動化圖像重建

G4 通過利用高性能的CPU 陣列,，以快速自動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)時監(jiān)測動物實(shí)時呼吸和視頻監(jiān)控

內(nèi)置的視頻攝像頭可支持對實(shí)驗(yàn)動物的生理狀況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測,，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

·   利用軟件的自動化功能減少繁瑣的簿記工作和用戶輸入錯誤

·   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，同時用于開賬單和研究參數(shù)核對

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)則不受場地的限制

小鼠器官對位功能

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

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

圖 9. 應(yīng)用于小鼠器官對位功能觀測 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大量的數(shù)據(jù)集進(jìn)行簡便 ROI 圈選定量

·   支持多模式和動態(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

·   以多種圖像和動畫格式輕松導(dǎo)出結(jié)果

·   時間活性曲線顯示血漿和組織中的活性隨時間改變的速率

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

圖 11. 使用 VivoQuant 軟件對 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技術(shù)，代表了絕大多數(shù)的臨床 PET 研究,。

圖 12. 對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 小時的成像結(jié)果，采集時間 10 分鐘（左側(cè)）。將 50 uCi [¹⁸F]Fallypride 注射入Sprague-Dawley 大鼠后 1 小時的成像結(jié)果,，采集時間 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26 g 小鼠進(jìn)行非門控 [18F]FDG PET 成像,。不需要心臟監(jiān)測,，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)行動態(tài)研究,，以在活體動物水平實(shí)時監(jiān)測體內(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)于動力學(xué)的定量測量,。

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

圖 16. 1 小時內(nèi) [¹⁸F]FDG 在小鼠主要器官中分布的時間活性曲線,。(a) 1 小時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,。抗體成像是一種靈敏,、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,。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)字器官圖對位融合的 PET 圖像，展示了健康小鼠肝臟對 ⁶⁴Cu 放射性標(biāo)記的微抗體攝入 4 小時后的吸收情況,，掃描時間為 20 min,。掃描期間整個小鼠中的活性是 3.7 uCi