2015年2月18日
这里介绍的方法,使用(18)F-氟脱氧(18F-FDG)正电子发射断层扫描/计算机断层扫描(PET-CT)和脂肪-水分离的磁共振成像(MRI),每个被扫描之后2小时暴露于热中性(24℃下),并以图中成年人受试者褐色脂肪组织(BAT)寒冷条件(17℃)。
该程序的目标是使用热中性和冷激活 PET CT 自动分割棕色脂肪组织的贮库,并应用于同一受试者的共同注册 MRI 扫描。这是通过首先对同一受试者进行热中性和冷激活 MRI 和 PET CT 扫描来实现的。第二步是在空间上注册一个主体的所有四次扫描。
由于难以配准全身图像,应将重点放在锁骨上区域的准确配准上。接下来,使用一个受试者的注册冷激活和热中性 PET CT 扫描来定义该特定受试者的 BAT 区域。最后一步是将感兴趣的 BAT 区域应用于已注册到同一受试者的 PET CT 扫描的 MRI 扫描。
最终,该程序使用自动生成的感兴趣 BAT 区域而不是手动定义的区域在棕色脂肪组织中提供定量 MRI 指标。与用于人类棕色脂肪组织研究的现有方法相比,该技术的主要优点是该技术在热中性和冷激活条件下对同一受试者进行 MRI 和 PET CT 扫描并结合。使用这种方法产生的 MRI 指标,可能可以仅使用 MRI 来回答关键问题,例如人类棕色脂肪组织的患病率和空间分布 准备温控室。
对于 MRI,请使用温度较低的小房间,使用便携式空调装置和旋转地板风扇保持室温,以保持冷空气流通。当需要更高的温度时,使用可编程的便携式加热器,该加热器会摆动以使暖空气在房间内循环。在进入温度控制室之前,让对象换上标准医用短裤和标准医用衬衫。
脱掉袜子和鞋子。测量被试者换上标准服装后的身高、体重和腰围。此外,使用舌下温度计测量受试者的体温。
然后指示受试者进入温控室。让受试者安静地坐着,不要进行任何可能改变体温的活动,例如锻炼、打字或入睡。在房间里坐一小时后,使用舌下温度计再次测量体温。
在温控室中坐第二个小时后,使用舌下温度计第三次测量体温。如果进行冷 MRI,请在受试者之前将冷背心放在受试者身上,离开温控室。在温控室中放置两个小时后,用轮椅将受试者运送到 MRI 扫描仪处。
使用配备双通道并行传输功能的三特斯拉 MRI 扫描仪获取 MRI 扫描。一个超大的 16 通道躯干接收线圈和一个改进的桌面吊架。躯干的前部。
从扫描仪孔的顶部接收线圈。在织物吊索中,让吊索垂得足够低,以便在受试者的身体上滑动。为了最大限度地提高信噪比。
将躯干接收线圈的后部放在滚动线圈车中,当桌子穿过扫描仪孔时,夹在桌面的两层之间。通过连接到扫描仪前后扫描仪盖上的带子将线圈托架保持在 ISO 中心,以便后线圈元件保持静止。将被摄体放在床上以进入扫描仪支脚。
首先在仰卧位,在受试者躺下之前脱掉背心。然后让受试者将双臂放在一个类似于枕套的袋子里,并将手臂降低到身体的两侧。为了尽量减少 MRI 和 PET CT 扫描中受试者位置之间的差异,重要的是要让受试者自然地躺在扫描仪床上,在每次扫描期间在头部下方使用相同数量的缓冲垫,并使用枕套袋支撑手臂。
在一次扫描期间为拍摄对象使用的任何支撑,例如,膝盖或下背部的枕头,应始终以相同的方式用于该拍摄对象。一旦受试者就位,使用多堆栈多切片、多面场回波采集(七叠 20 个轴向切片)获取脂肪水 MRI。从头顶到大腿上部的覆盖物切片是连续的,切片之间的间隙为零毫米。
让宠物 CT 技术人员将 IV 端口放置在受试者的手或手臂静脉中。该 IV 端口允许放射技师稍后在受试者坐在温控室中时注射放射性示踪剂。像以前一样设置温控室后,指示受试者进入。
让受试者安静地坐着,不要进行任何可能改变体温的活动。在房间里坐一小时后,使用舌下温度计再次测量体温。在温控室的第一个小时后,让放射技师通过 IV 端口注射氟脱氧葡萄糖。
每公斤 F 18 FDG 注射 0.14 毫米。根据受试者的比重计算确切剂量。在温控室中坐下第二个小时后,使用舌下温度计再次测量体温。
在温控室中 2 小时后,用轮椅将受试者运送到 PET CT 扫描仪处。在发现 C 上获取 PET CT 扫描并治疗铅 PET CT 扫描仪。将拍摄对象放在床上,以仰卧位头朝下进入扫描仪。
躺下后,让受试者将双臂放在一个类似于枕套的袋子里,然后将手臂降低到身体的两侧。这有助于确保在 MRI 和 PET CT 检查期间肩部的位置相似,从而使图像协同配准更容易。PET CT 成像视野涵盖从头顶到大腿中部的 7 到 9 个床位,具体取决于受试者的身高。
使用文本协议中列出的推荐 PET CT 参数获取 PET CT 图像。按照文本协议中的详细说明继续处理和分析。同时获取同一受试者的 MRI 和 PET CT 扫描,并对所有扫描进行联合配准,可以可靠地测量定量 MRI。
此处显示的 BAT 指标是来自一个受试者的未经处理的冷暖 PET CT 和 MRI 扫描。通过获取暖和冷 PET CT 数据,可以通过增加的 18 FFDG 吸收来清楚地区分冷激活蝙蝠仓库。这里显示的是重新配准后的锁骨水平轴向切片。
在冷 PET 扫描中观察到的 18 FFDG 摄取增加发生在脂肪组织的锁骨上区域。该区域的 MRI 脂肪信号分数在 50% 到 80% 范围内,与之前的研究相似。在协同注册所有四个扫描后,可以使用从 PET CT 图像得出的标准创建特定于主题的蝙蝠掩码。
然后,可以将此掩码应用于四个共同配准的扫描,以在 bat 仓库中获取图像量度,如此处的一个主题所示。将 BAT 掩码应用于注册扫描会导致采集数据中的数值表示为平均 N 95% 置信区间。在尝试此过程时,请务必记住始终以相同的方式为四次扫描中的每一次定位主体,因为这大大改善了遵循此过程的图像的共同配准。
随着其他 MRI 方法的加入,例如弥散加权成像、灌注和测温,应该可以研究人类棕色脂肪组织的空间分布和患病率。
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本研究提出了一种利用18 F-氟氧葡萄糖(18 F-FDG)正电子发射断层扫描/计算机断层扫描(PET-CT)以及脂肪-水分离磁共振成像(MRI)来绘制成年人棕色脂肪组织(BAT)分布图的方法。扫描在接触恒温和冷环境2小时后进行。
Automated segmentation of human brown adipose tissue (BAT) using co-registered PET-CT and MRI enables quantitative, non-invasive assessment of BAT depots, addressing a key challenge in metabolic disease research. This workflow enhances predictive confidence in tissue identification and supports translational continuity from discovery to preclinical model development. The approach positions MRI-based BAT quantification as a scalable, radiation-free alternative for future metabolic and obesity-targeted R&D portfolios.
This automated imaging protocol integrates into the discovery-to-preclinical continuum, bridging early mechanistic studies and translational research in metabolic disease.