Tout le corps et Quantification régionale d’homme actif brun tissu adipeux à l’aide de 18F-FDG TEP/CT
1 avril 2019
Avec le logiciel gratuit, open-source, nous avons développé une approche analytique afin de quantifier le volume total et régionales tissu adipeux brun (TAB) et l’activité métabolique de BAT à l’aide de 18F-FDG TEP/CT.
L’utilisation de cette méthode permet aux chercheurs d’obtenir des mesures hautement quantitatives du tissu adipeux brun actif, ou BAT, chez les sujets humains. Notre méthodologie est conçue pour éviter les faux positifs courants et fournir des instructions approfondies sur la façon d’identifier et de classer les dépossipent les tissus adipeux bruns. Le principal avantage de cette technique est l’exclusion des faux positifs et la classification des déposants bruns métaboliquement actifs de tissu adipeux.
Commencez cette procédure par le chargement et la préparation des images PET-CT décrites dans le protocole texte. Après avoir parcouru des tranches sur toutes les vues, sélectionnez modifier en haut à gauche de la barre d’outils et sélectionnez la graisse brune, ROM du menu drop-down qui apparaît. Dans la nouvelle boîte de dialogue qui apparaît, cochez l’utilisation suv et utilisez des cases à cocher CT.
Ensuite, sélectionnez l’un des trois critères d’inclusion vauxhall. Sélectionnez intérieur pour appliquer l’algorithme de détection BAT pour examiner les vauxhalls à l’intérieur de la zone du ROI. Maintenant, entrez une limite inférieure suv normalisé à la masse corporelle maigre mesurée ou prévue de l’individu et une limite supérieure suffisante pour accueillir des niveaux d’activité élevés.
Entrez la plage de densité BAT dans la deuxième rangée de champs de texte libre. Cochez la case à cochée située sous les temps de volume signifie que tous les vauxhalls considérés comme BAT seront mis en surbrillance en bleu tandis que la fenêtre de retour sur investissement brun gras est ouverte. Dessinez les ROM en cliquant sur le bouton de tirage dans la boîte de dialogue roi brun gras.
Ensuite, cliquez n’importe où dans l’une des trois vues pour commencer à dessiner un retour sur investissement. Pour compiler les IA et obtenir le volume bat total, définissez la limite de tranche de départ et de fin à la même tranche de sorte que le roi ne s’applique qu’à la tranche axialée actuelle. Entourez un depo de BAT sans terminer le retour sur investissement.
Continuez le retour sur investissement en étendant une ligne de raccordement à travers le corps au segment éloigné de BAT. Enfermez le deuxième bat depo et double clic sur le point précédemment identifié au début de la deuxième région. Ajuster les points de retour sur investissement au besoin afin de réduire davantage la possibilité de faux positifs.
Utilisez des repères anatomiques uniques, tels que la forme vertébrale, d’autres structures osseuses et la présence d’organes pour identifier la région anatomique actuelle. Pour identifier bat dans la région cervicale, naviguer à la vue axiaale à la troisième vertèbre cervicale. Commencez le retour sur investissement sur le côté latéral du depo tissu adipeux, en évitant les muscles du cou autour du processus épineux de la vertèbre et en créant une bordure juste postérieure au bord inférieur de la mandibule.
Maintenant, identifiez BAT dans la région dorsocervical en incluant soigneusement le tissu adipeux sous-cutané seulement où l’activité métabolique se produit. Pour identifier bat dans la région supraclavicular, commencez par dessiner le ROI sur le côté le plus superficiel, près de la région fortement active de BAT. Pour l’identification de bat dans la région axillaire, sélectionnez BAT près de l’endroit où le bras commence à se séparer du torse, mais évite les côtes et les poumons.
Pour identifier la chauve-souris dans la région médiastinale, sélectionnez BAT où le sternum commence à apparaître au début du T2, près de la région antérieure de la cavité thoracique de l’individu et continuez les IA de façon inférieure jusqu’à la fin du processus xyphoïde. Identifiez bat dans la région paraspinale en dessinant des ROM autour des BATs entourant le corps, pas le processus épineux de la vertèbre. Enfin, identifiez bat dans la région abdominale inférieure à T12 en traçant la graisse active entourant directement les reins jusqu’à ce que l’activité métabolique n’est plus présente.
Générez un masque BAT dans l’éditeur roi gras brun en sélectionnant l’onglet masque et appuyez sur, faire PET masqué. Fermez la visionneuse PET-CT, mais laissez les boîtes individuelles ouvertes. Ensuite, rouvrir une nouvelle fenêtre de visionneuse PET-CT.
Sélectionnez les cases à cocher suivantes dans la boîte de dialogue qui apparaît. L’ensemble CT et le dernier ensemble PET. Modifiez la vue des images PET-CT en images sagittales et commencez à dessiner toutes les IA pour une analyse à l’échelle de la région à partir de la même tranche sagittale.
Puis, dessiner et étiqueter le retour sur investissement cervical en commençant par le haut de la C3 et en étendant le retour sur investissement à C7, en tirant une ligne sous le corps de C7 avant de fermer le retour sur investissement. Maintenant, dessinez et étiquetez le roi supraclavicular. Commencez à C7, mais n’incluez pas le corps des vertèbres thoraciques tout en prolongeant le retour sur investissement à T3. Puis étendre la bordure gauche du roi jusqu’au sommet du manubrium du sternum.
Pour dessiner et étiqueter le retour sur investissement axillaire, commencez à T3, mais n’incluez pas le corps des vertèbres thoraciques tout en étendant le retour sur investissement à T7. Puis, étendre la bordure gauche du roi juste à côté du corps du sternum. Dessinez et étiquetez le retour sur investissement mediastinal en englobant l’ensemble du sternum dans un seul retour sur investissement. Ensuite, dessinez et étiquetez le retour sur investissement paraspinal, à partir de T1, y compris toutes les vertèbres thoraciques dans le roi.
Dessinez et étiquetez le retour sur investissement abdominal en commençant par le haut de la L1 et incluez n’importe quel BAT qui n’a été pris en compte dans aucune des régions précédentes dans le roi abdominal. Enfin, dessinez et étiquetez le roi dorsocervical. Inclure la région de graisse sous-cutanée dorsale près du col de l’utérus et le sommet de la région paraspinale.
C’est là que le corps du sujet a pris contact avec le lit de balayage. Vérifiez s’afficher pour afficher les ROM de toutes les régions. Maintenant, alignez toutes les IA afin d’éviter les chevauchements ou la sous-estimation.
Placez le périmètre des ROM adjacents les uns avec les autres afin qu’aucune CHAUVE-SOURIS ne soit incluse dans deux régions et qu’aucune CHAUVE-SOURIS ne manque à toutes les régions. Pour éviter les faux positifs dans la quantification bat, PET, CT, et l’information anatomique doivent tous être considérés lors du dessin d’IA. Plusieurs régions communes à inclure et à éviter lors de la quantification de bat corps entier dans les sujets stimulés par le froid sont montrés, tels que bat cervical métaboliquement actif contre les glandes salivaires, cordes vocales, et thyroïde.
En outre, bat supraclavicular devrait être inclus, tandis que le muscle frissonnant près des frontières de l’air et des tissus solides devrait être évité. Enfin, lors de l’inclusion bat abdominale, éviter les calyces des reins. Une fois que les IA de chaque tranche axialée sont compilées, les dépôts BAT peuvent être segmentés dans le plan sagittal pour examiner les différences intra, inter et individuelles dans l’activation régionale du BAT.
Les régions montrées ici incluent cervicale, supraclavicular, axillaire, mediastinal, paraspinal, abdominal, et dorsocervical. L’image composite avec toutes les régions est également affichée. Il est important d’utiliser des organes et des structures identifiables dans le cadre de l’image pour comprendre votre emplacement dans le corps et pour déterminer si une structure est vraiment brun gras.
En fin de compte, nous espérons développer une méthode automatisée utilisant l’apprentissage profond ou la méthodologie de l’IA. La création d’un atlas détaillé de la graisse brune est essentielle pour s’assurer que la méthode automatisée identifie bat. En utilisant cette méthode de traitement d’image, nous avons développé une carte quantitative et non invasive du tissu adipeux brun humain.
Avec cette méthode, les chercheurs peuvent faire des comparaisons plus complètes de bat funcitonal chez l’homme.
Aperçu
Cette étude présente une nouvelle approche analytique pour quantifier le volume et l'activité métabolique du tissu adipeux brun (BAT) à l'aide de la TEP/TDM au 18F-FDG. La méthodologie vise à fournir des mesures précises tout en minimisant les faux positifs dans la détection du BAT.
Composantes clés de l'étude
Domaine scientifique
- Neurosciences
- Imagerie métabolique
- Analyse des tissus adipeux
Contexte
- Le tissu adipeux brun joue un rôle crucial dans la thermogenèse et le métabolisme énergétique.
- La quantification précise du tissu adipeux brun est essentielle pour comprendre la santé métabolique.
- Les techniques d'imagerie courantes produisent souvent des faux positifs lors de l'identification du tissu adipeux brun.
- Cette étude aborde ces défis à l'aide d'une méthodologie améliorée.
Objectif de l'étude
- Développer une méthode fiable pour quantifier le tissu adipeux brun (BAT) actif chez les sujets humains.
- Réduire les faux positifs dans la détection du BAT.
- Fournir des instructions détaillées aux chercheurs sur la classification du BAT.
Méthodes utilisées
- Utilisation de l'imagerie TEP/TDM avec 18F-FDG.
- Protocole étape par étape pour le chargement et l'édition des images TEP-TDM.
- Mise en œuvre de critères spécifiques pour la détection du tissu adipeux brun (BAT).
- Guide anatomique détaillé pour le tracé précis des régions d'intérêt (ROI).
Résultats principaux
- Identification et classification réussies des dépôts de tissu adipeux brun (BAT) métaboliquement actifs.
- Réduction démontrée des faux positifs grâce à des techniques raffinées de région d'intérêt (ROI).
- Analyse complète du BAT dans diverses régions anatomiques.
- Compréhension améliorée des profils d'activation du BAT selon les régions.
Conclusions
- La méthodologie développée fournit un cadre solide pour la quantification du tissu adipeux brun.
- Une mesure précise du tissu adipeux brun peut contribuer à la recherche sur la santé métabolique.
- Des études futures pourront s'appuyer sur cette approche pour explorer le rôle du tissu adipeux brun dans le métabolisme humain.
Questions fréquemment posées
Pertinence sectorielle pour les cadres
La quantification précise du tissu adipeux brun (BAT) métaboliquement actif soutient la validation des cibles en recherche sur les maladies métaboliques en permettant une évaluation fiable de la capacité thermogénique. Cette méthode réduit les faux positifs dans la détection du BAT, améliorant ainsi la fiabilité prédictive des modèles précliniques de l'obésité et des troubles associés. Une analyse régionale standardisée facilite la collaboration interfonctionnelle et la continuité translationnelle, de la découverte à la validation préclinique.
Applications stratégiques en R&D biopharmaceutique
Début de la Découverte et Validation de Cibles
- Valeur scientifique : Permet l'interrogation d'hypothèses thérapeutiques liées à la dépense énergétique et à la thermogenèse.
- Valeur opérationnelle : Fournit des métriques quantitatives du volume et de l'activité du tissu adipeux brun pour l'évaluation de l'engagement de la cible.
- Valeur prédictive : Contribue à la réduction des risques biologiques en précisant la distribution fonctionnelle du tissu adipeux brun chez les sujets humains.
Développement de tests et criblage
- Valeur scientifique : Génère des mesures standardisées et reproductibles de la TBG dans différentes régions anatomiques pour l'évaluation comparative des tests.
- Valeur opérationnelle : Établit des protocoles fondés sur des régions d'intérêt (ROI) qui améliorent la cohérence des études longitudinales.
- Préparation au criblage : Fournit des paramètres quantitatifs volumétriques et basés sur la SUV permettant un criblage fiable de composés modulateurs du métabolisme.
Recherche translationnelle et préclinique
- Continuité translationnelle : Relie les résultats in vitro aux profils d'activation du tissu adipeux brun humain par une quantification spécifique aux régions.
- Adéquation au modèle préclinique : Permet la validation de systèmes pertinents pour les maladies en comparant la distribution du tissu adipeux brun chez le rongeur et chez l'humain.
- Progression ajustée au risque : Guide les décisions d'aller ou de ne pas aller plus loin en se basant sur les seuils d'activation du tissu adipeux brun et leur spécificité régionale.
Intégration des pipelines et des flux de travail
La méthode s'intègre à la biologie de la découverte grâce à des études d'activation du BAT guidées par des hypothèses, soutient le criblage par des lectures métaboliques quantitatives et permet des recherches translationnelles en cartographiant les dépôts actifs à travers l'anatomie humaine.
- Découverte en biologie : Permet la clarification des voies biologiques et la validation des cibles grâce à une identification précise du tissu adipeux brun (BAT) et à l'exclusion des faux positifs.
- Écrans biologiques : Fournit des mesures normalisées par SUV et des données volumétriques reproductibles, essentielles pour évaluer les modulateurs du métabolisme.
- Analyse : Propose des indicateurs d'activité spécifiques aux régions anatomiques et des cartes de distribution permettant l'analyse comparative entre différentes conditions.
- Recherche translationnelle : Relie les mécanismes cellulaires aux réponses au niveau tissulaire chez l'humain par la cartographie anatomique du tissu adipeux brun.
- Réutilisation institutionnelle : Met en place un cadre d'analyse d'imagerie réutilisable applicable à l'ensemble des programmes sur les maladies métaboliques.
Impact opérationnel et organisationnel
- Valeur scientifique : Accroît la confiance prédictive dans la validation des cibles en réduisant l'ambiguïté mécanistique liée à la thermogenèse médiée par le tissu adipeux brun (BAT).
- Valeur opérationnelle : Renforce la standardisation et la reproductibilité grâce à des protocoles d’analyse de régions d’intérêt (ROI) guidés par des repères anatomiques.
- Valeur stratégique : Améliore l’efficacité du capital en permettant une élimination précoce des risques associés aux cibles métaboliques à partir de données humaines sur le tissu adipeux brun.
- Impact sur le portefeuille : Favorise la priorisation ajustée au risque de composés ciblant les voies de dépense énergétique.
Considérations relatives à la mise en œuvre
- Nécessite une expertise en imagerie TEP/TDM, en identification de repères anatomiques et en techniques de segmentation de régions d'intérêt (ROI).
- Dépend de l'accès à des appareils de TEP/TDM, à des outils de calibration de la SUV et à des logiciels d'analyse d'images open source.
- Exige une standardisation interéquipes entre les groupes d'imagerie, de pharmacologie et de science des données afin d'assurer une quantification cohérente du tissu adipeux brun (BAT).
- Implique des adaptations à prendre en compte lors de l'application de la méthode à différentes cohortes de sujets ou à différents protocoles d'activation.
- Est limitée par la nature chronophage du tracé manuel des ROI, ce qui peut restreindre l'évolutivité dans des contextes à haut débit.
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