Real-Time Microfluidic Blood-Counting System for PET and SPECT Preclinical Pharmacokinetic Studies
Notice bibliographique
Résumé
UNLABELLED: Small-animal nuclear imaging modalities have become essential tools in the development process of new drugs, diagnostic procedures, and therapies. Quantification of metabolic or physiologic parameters is based on pharmacokinetic modeling of radiotracer biodistribution, which requires the blood input function in addition to tissue images. Such measurements are challenging in small animals because of their small blood volume. In this work, we propose a microfluidic counting system to monitor rodent blood radioactivity in real time, with high efficiency and small detection volume (∼1 μL). METHODS: A microfluidic channel is built directly above unpackaged p-i-n photodiodes to detect β-particles with maximum efficiency. The device is embedded in a compact system comprising dedicated electronics, shielding, and pumping unit controlled by custom firmware to enable measurements next to small-animal scanners. Data corrections required to use the input function in pharmacokinetic models were established using calibrated solutions of the most common PET and SPECT radiotracers. Sensitivity, dead time, propagation delay, dispersion, background sensitivity, and the effect of sample temperature were characterized. The system was tested for pharmacokinetic studies in mice by quantifying myocardial perfusion and oxygen consumption with (11)C-acetate (PET) and by measuring the arterial input function using (99m)TcO4 (-) (SPECT). RESULTS: Sensitivity for PET isotopes reached 20%-47%, a 2- to 10-fold improvement relative to conventional catheter-based geometries. Furthermore, the system detected (99m)Tc-based SPECT tracers with an efficiency of 4%, an outcome not possible through a catheter. Correction for dead time was found to be unnecessary for small-animal experiments, whereas propagation delay and dispersion within the microfluidic channel were accurately corrected. Background activity and sample temperature were shown to have no influence on measurements. Finally, the system was successfully used in animal studies. CONCLUSION: A fully operational microfluidic blood-counting system for preclinical pharmacokinetic studies was developed. Microfluidics enabled reliable and high-efficiency measurement of the blood concentration of most common PET and SPECT radiotracers with high temporal resolution in small blood volume.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».