Ziel: Ziel dieser Studien ist erstens die Ermittlung eines optimierten standardisierten Untersuchungsalgorithmus in der Multi-Pinhole Einzelphotonen-Emissionscomputertomographie (SPECT) für die dreidimensionale Nierenfunktions- und Speicheldrüsenszintigraphie an Mäusen zur präklinischen Forschung sowie zweitens die Erstellung von Normwerten für die Uptake-Kinetik von 99mTechnetium-Mercaptoacetyltriglycin (99mTc-MAG3) der Nieren sowie 99mTechnetium-Pertechnetat (99mTcO4) der Speicheldrüsen in Abhängigkeit von Alter, Geschlecht und circadianem Rhythmus. Methoden: Zunächst wurde anhand von Phantomen die optimale Aufnahmetechnik unter Vergleich der räumlichen und zeitlichen Auflösung und des systematischen Fehlers von konventioneller, semi-stationärer sowie stationärer SPECT-Bildgebung ermittelt. Anschließend wurden bei jeweils 12 weiblichen (F) und 12 männlichen (M) Mäusen dynamische semi-stationäre SPECT-Akquisitionen der Nieren mit 99mTc-MAG3 bzw. konventionelle SPECT-Aufnahmen der Speicheldrüsen mit 99mTcO4 durchgeführt. Jede Maus wurde im Altersverlauf mit 1, 3, 6, 12 und 22 – 24 Monaten untersucht. Um physiologische Veränderungen bezüglich des circadianen Rhythmus zu erfassen, wurden die Tiere jeweils während der Schlafphase (SP) sowie der Wachphase (AP) untersucht. Die Nierenfunktion ist als Zeit-Aktivitäts-Kurve dargestellt und die Zeit bis zum Maximum (Tmax) als Median in Minuten aufgeführt. Bei den Speicheldrüsen wurde ebenfalls zum Zeitpunkt Tmax der maximale Uptake ermittelt. Diese Daten wurden getrennt für die Parotiden (PG) und den Submandibulären-Sublingualen-Speicheldrüsen-Komplex (SSC) dargestellt. Ergebnisse: Generell zeigt sich bei den Nieren ein altersabhängiger Einfluss auf Tmax. Bei 1 Monate alten Tieren erfolgt Tmax (1,8 min) später als im Alter von 3 Monaten (1,7 min; p = 0,035). Im weiteren Altersverlauf zeigen die Mäuse einen kontinuierlich späteren Zeitpunkt von Tmax bis 22 Monate (2,3 min; p < 0,001). F zeigen ein späteres Tmax als M (F = 2,1 min, M = 1,7 min; p < 0,001) ab einem Alter von 3 Monaten. Bei gepoolten Daten erfolgt Tmax während der SP (2,0 min) generell später als während der AP (1,8 min; p = 0,019), während sich in den alters- und geschlechtsgetrennten Gruppen keine signifikanten Unterschiede nachweisen lassen. Der maximale 99mTcO4-Uptake erfolgt bei der PG früher im Vergleich zum SSC (11 min versus 79 min; p < 0,001). Weder PG (p = 0,64) noch SSC (p = 0,27) zeigen einen Unterschied in Abhängigkeit vom circadianen Rhythmus. Mit dem Alter fällt der 99mTcO4-Uptake der PG signifikant ab (p < 0,001), während er im SSC (p < 0,001) ansteigt. Bei Normierung des 4 Uptakes auf das Speicheldrüsenvolumen zeigen F einen signifikant höheren Uptake als M in beiden Speicheldrüsen (PG: p < 0,001, SSC: p < 0,001). Schlussfolgerung: Die Studien zeigen einen deutlichen Einfluss von Alter und Geschlecht auf die Funktionsparameter der Szintigraphie von Niere und Speicheldrüsen bei der Maus, während der circadiane Rhythmus keinen eindeutigen Effekt aufweist. Deshalb sollten bei zukünftigen Studien mit Mäusen die Faktoren Alter und Geschlecht berücksichtigt werden, während der circadiane Rhythmus vernachlässigbar erscheint.
Aim: The aim of these studies was to establish optimized and standardized acquisition protocols for multi-pinhole single photon emission computed tomography (SPECT) for kidney and salivary gland scintigraphy and to generate normal values for renal uptake kinetics with 99mtechnetium-mercaptoacetyltriglycine (99mTc-MAG3) and for salivary gland uptake kinetics with 99mtechnetium-pertechnetate (99mTcO4) as a function of age, sex and circadian rhythm in mice. Methods: First, different acquisition modes like conventional, stationary and semi-stationary SPECT were tested to find the best solution with respect to high spatial and time resolution and low systemic error. Subsequently, dynamic semi-stationary SPECT acquisitions with 99mTc-MAG3 for kidney scintigraphy in 12 female (F) and 12 male (M) mice were performed. In another 12 F and M mice conventional SPECT acquisitions were performed with 99mTcO4 for salivary gland scintigraphy. Each mouse had follow-up examinations at 1, 3, 6, 12 and 22 – 24 months of age. To assess physiological changes related to circadian rhythm, animals were imaged during both sleeping phase (SP) and awake phase (AP). Renal excretion time activity curves were analysed to determine time to peak uptake (Tmax). For analysis of salivary gland function, Tmax of the parotid gland (PG) and submandibular-sublingual salivary gland complex (SSC) were calculated separately. Results: There is an age-related effect on renal Tmax. In one-month-old mice, median Tmax (1.8 min) occurs later than in 3-month-old mice (1.7 min; p = 0.035). Thereafter, mice show a continuously increasing time to Tmax up to an age of 22 months (2.3 min; p < 0.001). F show a later renal Tmax than M (F 2.1 min, M 1.7 min; p < 0.001) from 3 months onwards. An effect of circadian rhythm on renal function is also observed with borderline relevance. Pooled results for all animals show that renal Tmax appears at a later timepoint during SP (2.0 min) than during AP (1.8 min; p = 0.019), while in age and sex matched animal groups no significant differences are observed. 5 Maximum 99mTcO4 uptake occurs earlier in PG (11 min) than in SSC (79 min; p < 0.001). No significant effect of circadian rhythm is observed in PG (p = 0.64) and SSC (p = 0.27) uptake. With aging, 99mTcO4 uptake decreases for PG (p < 0.001), while it increases for SSC (p < 0.001). Normalizing the uptake to gland volume shows that F have a higher uptake in PG and SSC than M (each: p < 0.001). Conclusion: These studies show that scintigraphy of kidney and salivary glands in mice is dependent on age and sex, whereas circadian rhythm does not cause a significant effect. Therefore, age and sex should be considered as important parameters for study design considerations for further scintigraphic examinations in mice, while the impact of circadian rhythm seems negligible.
