Menschen braunes Fettgewebe Depots automatisch durch Positronenemissionstomographie / Computertomographie Segmentierte und Registrierte Magnetic Resonance Images

Das Ziel dieses Verfahrens ist es, sowohl die thermoneutrale als auch die kaltaktivierte PET-CT zu verwenden, um Depots von braunem Fettgewebe automatisch zu segmentieren und auf coregistrierte MRT-Scans desselben Probanden anzuwenden. Dies wird erreicht, indem zunächst sowohl thermoneutrale als auch kaltaktivierte MRT- und PET-CT-Scans desselben Probanden aufgenommen werden. Der zweite Schritt besteht darin, alle vier Scans eines Motivs räumlich zu registrieren.

Aufgrund der Schwierigkeit, Ganzkörperbilder zu registrieren, sollte der Fokus auf eine genaue Registrierung der supraklavikulären Region gelegt werden. Als nächstes werden die registrierten kälteaktivierten und thermoneutralen PET-CT-Scans für einen Probanden verwendet, um die BAT-Bereiche für diesen spezifischen Probanden zu definieren. Der letzte Schritt besteht darin, die BAT-Regionen von Interesse auf die MRT-Scans anzuwenden, die für die PET-CT-Scans desselben Probanden registriert wurden.

Letztendlich liefert dieses Verfahren quantitative MRT-Metriken im braunen Fettgewebe unter Verwendung automatisch generierter BAT-Regionen von Interesse anstelle von manuell definierten Regionen. Der Hauptvorteil dieser Technik gegenüber bestehenden Methoden, die in Studien an menschlichem braunem Fettgewebe verwendet werden, besteht darin, dass diese Technik MRT- und PET-CT-Scans sowohl unter thermoneutralen als auch unter kälteaktivierten Bedingungen am selben Probanden erfasst und kombiniert. Unter Verwendung der MRT-Metriken, die sich aus diesem Ansatz ergeben, kann es möglich sein, Schlüsselfragen wie die Prävalenz und räumliche Verteilung des menschlichen braunen Fettgewebes zu beantworten, indem nur MRT verwendet wird, um den temperaturkontrollierten Raum vorzubereiten.

Verwenden Sie für die MRT einen kleinen Raum für kühlere Temperaturen, halten Sie die Raumtemperatur mit einer tragbaren Klimaanlage und einem rotierenden Bodenventilator aufrecht, um die kühle Luft zirkulieren zu lassen. Wenn wärmere Temperaturen gewünscht werden, verwenden Sie eine programmierbare tragbare Heizung, die oszilliert, um die warme Luft im Raum zirkulieren zu lassen. Lassen Sie das Subjekt vor dem Betreten des klimatisierten Raums in eine medizinische Standardshorts und ein medizinisches Standardhemd wechseln.

Socken und Schuhe ausziehen. Messen Sie die Größe, das Gewicht und den Taillenumfang der Person, nachdem Sie die Standardkleidung angezogen haben. Messen Sie auch die Körpertemperatur des Probanden mit einem sublingualen Thermometer.

Weisen Sie dann das Motiv an, den klimatisierten Raum zu betreten. Bitten Sie den Probanden, ruhig zu sitzen und keine Aktivitäten auszuführen, die die Körpertemperatur verändern könnten, wie z. B. Sport, Tippen oder Einschlafen. Nachdem Sie eine Stunde im Raum gesessen haben, messen Sie die Körpertemperatur erneut mit einem sublingualen Thermometer.

Messen Sie nach der zweiten Stunde des Sitzens im klimatisierten Raum die Körpertemperatur ein drittes Mal mit einem sublingualen Thermometer. Wenn Sie die Kälte-MRT durchführen, legen Sie die Kälteweste vor dem Probanden auf den Probanden und verlassen Sie den klimatisierten Raum. Transportieren Sie den Probanden nach zwei Stunden im klimatisierten Raum in einem Rollstuhl zum MRT-Scanner.

Erfassen Sie MRT-Scans mit einem Drei-Tesla-MRT-Scanner, der mit einer parallelen Zweikanal-Sendefunktion ausgestattet ist. Eine extra große 16-Kanal-Torso-Empfangsspule und eine modifizierte Tischaufhängung. Der vordere Teil des Rumpfes.

Nehmen Sie die Spule von der Oberseite der Scannerbohrung auf. Lassen Sie das Tragetuch in einem Stofftuch tief genug hängen, um gegen den Körper des Motivs zu gleiten. Um das Signal-Rausch-Verhältnis zu maximieren.

Platzieren Sie den hinteren Teil der Torsospule in einem rollenden Spulenwagen, der zwischen zwei Schichten der Tischplatte eingeklemmt ist, während sich der Tisch durch die Scannerbohrung bewegt. Halten Sie den Spulenwagen mit Gurten, die an den Scannerabdeckungen an der Vorder- und Rückseite des Scanners befestigt sind, in der ISO-Mitte, so dass das hintere Spulenelement stationär bleibt. Positionieren Sie das Motiv auf dem Bett, um in die Scannerfüße einzudringen.

Entfernen Sie die Weste zunächst in Rückenlage, bevor sich das Subjekt hinlegt. Lassen Sie das Motiv dann beide Arme in eine Tasche stecken, die einem Kissenbezug ähnelt, und senken Sie die Arme zu beiden Seiten des Körpers. Um Unterschiede zwischen der Positionierung des Probanden bei MRT- und PET-CT-Scans zu minimieren, ist es wichtig, dem Probanden zu ermöglichen, sich auf natürliche Weise auf das Scannerbett zu legen, bei jedem Scan die gleiche Polsterung unter dem Kopf zu verwenden und die Kissenbezugstasche zur Unterstützung der Arme zu verwenden.

Jede Unterstützung, die während eines Scans für das Motiv verwendet wird, z. B. ein Kissen unter den Knien oder dem unteren Rücken, sollte immer auf die gleiche Weise für dieses Motiv verwendet werden. Sobald der Proband an seinem Platz ist, nehmen Sie eine Fettwasser-MRT mit einer Multi-Stack-Multislice-Multi-Slice-Multi-Facetten-Feld-Echo-Erfassung mit sieben Stacks à 20 axialen Scheiben auf. Die Abdeckung vom Scheitel bis zum Oberschenkel ist mit einem Abstand von null Millimetern zwischen den Scheiben zusammenhängend.

Lassen Sie einen CT-Techniker einen Infusionsanschluss in die Hand- oder Armvene des Probanden legen. Dieser Infusionsanschluss ermöglicht es dem Radiologietechniker, den Radiotracer später zu injizieren, wenn der Proband in einem klimatisierten Raum sitzt. Nachdem Sie den klimatisierten Raum wie zuvor eingerichtet haben, weisen Sie das Motiv an, einzutreten.

Bitten Sie die Person, ruhig zu sitzen und keine Aktivitäten auszuführen, die die Körpertemperatur verändern könnten. Nachdem Sie eine Stunde im Raum gesessen haben, messen Sie die Körpertemperatur erneut mit einem sublingualen Thermometer. Lassen Sie nach der ersten Stunde im klimatisierten Raum den Radiologietechniker die Injektion von Fluordesoxyglukose durch den IV-Anschluss verabreichen.

Injizieren Sie 0,14 Milli pro Kilogramm F 18 FDG. Berechnen Sie die genaue Dosierung basierend auf dem spezifischen Gewicht des Probanden. Nach der zweiten Stunde des Sitzens im klimatisierten Raum messen Sie die Körpertemperatur erneut mit einem sublingualen Thermometer.

Transportieren Sie den Probanden nach zwei Stunden im klimatisierten Raum in einem Rollstuhl zum PET-CT-Scanner. Erfassen Sie PET-CT-Scans auf einem Discovery C und Treat Lead PET CT-Scanner. Positionieren Sie das Motiv auf dem Bett, um in Rückenlage kopfüber in den Scanner einzusteigen.

Lassen Sie das Motiv im Liegen beide Arme in eine Tasche stecken, die einem Kissenbezug ähnelt, und senken Sie die Arme zu beiden Seiten des Körpers. Dies trägt dazu bei, dass die Schultern sowohl bei MRT- als auch bei PET-CT-Untersuchungen ähnlich positioniert sind, was die Mitregistrierung von Bildern erleichtert. Das Sichtfeld der PET-CT-Bildgebung erstreckt sich vom Scheitel bis zur Mitte des Oberschenkels in sieben bis neun Bettpositionen, je nach Körpergröße des Probanden.

Erfassen Sie die PET-CT-Bilder mit den empfohlenen PET-CT-Parametern, die im Textprotokoll aufgeführt sind. Fahren Sie mit der Verarbeitung und Analyse fort, wie im Textprotokoll beschrieben. Die Aufnahme von MRT- und PET-CT-Scans am selben Probanden und die Durchführung einer Co-Registrierung für alle Scans ermöglicht eine zuverlässige Messung der quantitativen MRT.

Die hier gezeigten BAT-Metriken sind unverarbeitete, warme und kalte PET-CT- und MRT-Scans von einem Probanden. Durch die Erfassung von sowohl warmen als auch kalten PET-CT-Daten ist es möglich, die kälteaktivierten Fledermausdepots anhand der erhöhten 18 FFDG-Aufnahme eindeutig zu unterscheiden. Hier ist die axiale Schicht auf Schlüsselbeinebene nach der Reregistrierung zu sehen.

Die erhöhte 18-FFDG-Aufnahme, die im kalten PET-Scan beobachtet wurde, tritt im supraklavikulären Bereich des Fettgewebes auf. Der Anteil des MRT-Fettsignals in diesem Bereich liegt im Bereich von 50 bis 80 %, ähnlich wie bei früheren Forschungen. Nach der Koregistrierung aller vier Scans ist es möglich, eine subjektspezifische Fledermausmaske anhand von Kriterien zu erstellen, die aus den PET-CT-Bildern abgeleitet wurden.

Diese Maske kann dann auf die vier co-registrierten Scans angewendet werden, um Bildmetriken in den Fledermausdepots zu erfassen, wie hier für ein Subjekt gezeigt. Die Anwendung der BAT-Maske auf die registrierten Scans führt zu numerischen Werten aus den erfassten Daten, die als mittleres Konfidenzintervall von N 95 % dargestellt werden. Wenn Sie dieses Verfahren versuchen, ist es wichtig, daran zu denken, das Motiv bei jedem der vier Scans immer auf die gleiche Weise zu positionieren, da dies die Co-Registrierung der Bilder nach diesem Verfahren erheblich verbessert.

Durch die Ergänzung weiterer MRT-Methoden, wie z.B. diffusionsgewichtete Bildgebung, Perfusion und Thermometrie, soll es möglich sein, die räumliche Verteilung und Prävalenz von braunem Fettgewebe beim Menschen zu untersuchen.