Umano Brown adipose Depositi tessuti segmentato automaticamente da Positron Emission Tomography / tomografia computerizzata e registrati Risonanza Magnetica Images

L'obiettivo di questa procedura è utilizzare sia la PET-TAC in condizioni termoneutre che quella attivata dal freddo per segmentare automaticamente i depositi di tessuto adiposo bruno e applicarli a scansioni MRI coregistrate dello stesso soggetto. Questo viene ottenuto innanzitutto acquisendo sia scansioni MRI che PET-TAC in condizioni termoneutre e attivate dal freddo sullo stesso soggetto. Il secondo passaggio consiste nel registrare spazialmente tutte e quattro le scansioni di un soggetto.

A causa della difficoltà di registrare immagini dell'intero corpo, l'attenzione dovrebbe essere concentrata sulla registrazione accurata della regione sopraclaveare. Successivamente, le scansioni PET TC registrate a freddo attivato e in condizioni termoneutre per un soggetto vengono utilizzate per definire le regioni di BAT per quel soggetto specifico. L'ultimo passaggio consiste nell'applicare le regioni di interesse di BAT alle scansioni MRI che sono state registrate alle scansioni PET TC dello stesso soggetto.

In definitiva, questa procedura fornisce metriche quantitative di risonanza magnetica nel tessuto adiposo bruno utilizzando regioni di interesse del BAT generate automaticamente anziché definite manualmente. Il vantaggio principale di questa tecnica rispetto ai metodi esistenti utilizzati negli studi sul tessuto adiposo bruno umano è che questa tecnica acquisisce e combina scansioni di risonanza magnetica e TAC-PET in condizioni sia termoneutre sia di attivazione al freddo sullo stesso soggetto. Utilizzando le metriche di risonanza magnetica ottenute con questo approccio, potrebbe essere possibile rispondere a domande fondamentali, come la prevalenza e la distribuzione spaziale del tessuto adiposo bruno umano, utilizzando esclusivamente la risonanza magnetica. Per preparare la stanza con temperatura controllata.

Per la risonanza magnetica, utilizzare una stanza piccola per temperature più fresche, mantenendo la temperatura ambiente con un'unità di condizionamento portatile e un ventilatore da pavimento rotante per favorire la circolazione dell'aria fredda. Quando si desiderano temperature più elevate, utilizzare un riscaldatore portatile programmabile, che oscilla per distribuire uniformemente l'aria calda nella stanza. Prima di entrare nella stanza a temperatura controllata, far indossare al soggetto dei pantaloncini medici standard e una camicia medica standard.

Rimuovere calze e scarpe. Misurare l'altezza, il peso e la circonferenza della vita del soggetto dopo che si è cambiato nell'abbigliamento standard. Inoltre, misurare la temperatura corporea del soggetto utilizzando un termometro sublinguale.

Quindi chiedere al soggetto di entrare nella stanza con temperatura controllata. Chiedere al soggetto di sedersi tranquillamente e di non svolgere alcuna attività che potrebbe alterare la temperatura corporea, come fare esercizio fisico, digitare o addormentarsi. Dopo aver trascorso un'ora seduto nella stanza, misurare nuovamente la temperatura corporea utilizzando un termometro sublinguale.

Dopo la seconda ora trascorsa nella stanza a temperatura controllata, misurare la temperatura corporea per la terza volta utilizzando un termometro sublinguale. Se si esegue la risonanza magnetica a freddo, far indossare al soggetto il gilet freddo prima che questi lasci la stanza a temperatura controllata. Dopo due ore nella stanza a temperatura controllata, trasportare il soggetto in una sedia a rotelle fino allo scanner di risonanza magnetica.

Acquisire scansioni MRI utilizzando uno scanner MRI da tre Tesla, dotato di capacità di trasmissione parallela a due canali. Una bobina ricevente toracica extra large a 16 canali e un tavolo modificato con supporto sospeso. La porzione anteriore del tronco.

Ricevere la bobina dalla parte superiore del foro dello scanner. In un'imbracatura di tessuto, lasciare che l'imbracatura penda abbastanza in basso da poter scivolare contro il corpo del soggetto. Al fine di massimizzare il rapporto segnale-rumore.

Posizionare la porzione posteriore del torace con la bobina ricevente su un carrello a rulli, inserita tra due strati del piano del tavolo mentre il tavolo si muove attraverso il foro dello scanner. Tenere fermo il carrello della bobina al centro ISO mediante cinghie fissate alle coperture dello scanner all'estremità anteriore e posteriore dello scanner, in modo che l'elemento della bobina posteriore rimanga stazionario. Posizionare il soggetto sul lettino in modo che entri nello scanner con i piedi.

Prima, in posizione supina, rimuovere il gilet prima che il soggetto si sdrai. Quindi chiedere al soggetto di inserire entrambe le braccia in un sacco simile a una federa e abbassare le braccia lungo i lati del corpo. Per ridurre al minimo le differenze nella posizione del soggetto tra le scansioni con risonanza magnetica e PET-TAC, è importante permettere al soggetto di sdraiarsi naturalmente sul lettino dello scanner, utilizzare la stessa quantità di imbottitura sotto la testa durante ciascuna scansione e impiegare il sacco a forma di federa per sostenere le braccia.

Ogni supporto utilizzato per il soggetto durante una scansione, ad esempio un cuscino sotto le ginocchia o la parte bassa della schiena, deve essere sempre impiegato nello stesso modo per quello stesso soggetto. Una volta posizionato il soggetto, acquisire una risonanza magnetica con separazione tra grasso e acqua utilizzando un'acquisizione eco-gradientale multistack, multislice e multifaccetta con sette stack di 20 fette assiali. Le fette, contigue tra loro con un intervallo nullo di zero millimetri, coprono dalla sommità del capo fino alla parte superiore della coscia.

Fare inserire da un tecnico radiologo specializzato un accesso venoso nell'arto superiore del soggetto. Questo accesso consente al tecnico radiologo di iniettare in seguito il tracciante radioattivo quando il soggetto si trova nella stanza a temperatura controllata. Dopo aver predisposto la stanza a temperatura controllata come in precedenza, invitare il soggetto a entrare.

Chiedere al soggetto di sedersi tranquillamente e di non svolgere alcuna attività che possa modificare la temperatura corporea. Dopo aver trascorso un'ora nella stanza, misurare nuovamente la temperatura corporea utilizzando un termometro sublinguale. Al termine della prima ora nella stanza a temperatura controllata, il tecnico radiologo deve somministrare l'iniezione di fluoro deossiglucosio attraverso il porto venoso.

Iniettare 0,14 milli per chilogrammo di F 18 FDG. Calcolare la dose esatta in base al peso specifico del soggetto. Dopo la seconda ora trascorsa nella stanza a temperatura controllata, misurare nuovamente la temperatura corporea utilizzando un termometro sublinguale.

Dopo due ore nella stanza a temperatura controllata, trasportare il soggetto in sedia a rotelle fino allo scanner PET TC. Eseguire scansioni PET TC su uno scanner Discovery C e trattare lo scanner PET TC con piombo. Posizionare il soggetto sul lettino in modo da entrare nello scanner testa avanti e in posizione supina.

Dopo essersi sdraiato, chiedere al soggetto di posizionare entrambe le braccia all'interno di un sacco simile a una federa e di abbassare le braccia lungo i lati del corpo. Questo accorgimento aiuta a garantire che le spalle siano posizionate in modo simile durante entrambi gli esami, RM e TC-PET, facilitando la co-registrazione delle immagini. Il campo di vista dell'immagine TC-PET copre dalla sommità del capo alla metà della coscia, in sette o nove posizioni del lettino a seconda dell'altezza del soggetto.

Acquisire le immagini PET TC utilizzando i parametri PET TC raccomandati riportati nel protocollo testuale. Procedere con l'elaborazione e l'analisi come descritto nel protocollo testuale. L'acquisizione sia di scansioni RM che di scansioni PET TC sullo stesso soggetto e l'esecuzione della co-registrazione di tutte le scansioni consentono una misurazione affidabile della RM quantitativa.

Le metriche del BAT mostrate qui sono scansioni PET TC e MRI non elaborate, in condizioni di caldo e freddo, provenienti da un singolo soggetto. Acquisendo dati PET TC sia in condizioni di caldo che di freddo, è possibile distinguere chiaramente i depositi di BAT attivati dal freddo grazie all'aumentato assorbimento di 18F-FDG. Qui viene mostrata la sezione assiale al livello clavicolare dopo la reregistrazione.

L'aumento dell'assorbimento di 18 FFDG osservato nella PET a freddo si verifica nella regione sopraclaveare del tessuto adiposo. La frazione del segnale grasso all'MRI in questa regione rientra nel range dal 50 all'80%, simile a quanto riportato in ricerche precedenti. Dopo aver effettuato il coregistro di tutte e quattro le scansioni, è possibile creare una maschera specifica per il tessuto adiposo bruno (BAT) utilizzando criteri derivati dalle immagini PET-TC.

Questa maschera può quindi essere applicata alle quattro scansioni coregistrate per ottenere metriche immagine nei depositi di BAT, come mostrato qui per un soggetto. L'applicazione della maschera BAT alle scansioni registrate produce valori numerici dai dati acquisiti, presentati come media con intervallo di confidenza al 95%. Durante l'esecuzione di questa procedura, è importante ricordare di posizionare sempre il soggetto nello stesso modo per ciascuna delle quattro scansioni, poiché ciò migliora notevolmente la coregistrazione delle immagini seguendo questa procedura.

Con l'aggiunta di altri metodi di risonanza magnetica, come l'imaging pesato in diffusione, la perfusione e la termometria, dovrebbe essere possibile studiare la distribuzione spaziale e la prevalenza del tessuto adiposo bruno negli esseri umani.