人間の褐色脂肪組織デポは自動的に陽電子放射断層撮影/コンピュータ断層撮影法で区分されると磁気共鳴画像登録

本手順の目的は、熱中立条件下および寒冷刺激下でのPET CTの両方を用いて褐色脂肪組織の蓄積部位を自動的にセグメンテーションし、同一被験者の共登録MRIスキャンに適用することである。これは、まず同一被験者に対して熱中立条件下および寒冷刺激下のMRIとPET CTの両方のスキャンを取得することで達成される。第2のステップは、1人の被験者のこれら4つのすべてのスキャンを空間的にレジストレーションすることである。

全身画像のレジストレーションは困難であるため、鎖骨上領域の正確なレジストレーションに重点を置く必要があります。次に、1人の被験者についてレジストレーション済みの寒冷刺激時および熱中性時のPET CTスキャンを用いて、その被験者のBAT領域を定義します。最終ステップとして、同一被験者のPET CTスキャンにレジストレーションされたMRIスキャンに、これらのBAT関心領域を適用します。

最終的に、本手順では、手動で定義した領域ではなく、自動生成された褐色脂肪組織（BAT）の関心領域（ROI）を用いることで、褐色脂肪組織における定量的なMRI指標を提供します。ヒトの褐色脂肪組織の研究で用いられている既存の手法に対する本手法の主な利点は、同一被験者に対して、温度中立条件と寒冷刺激条件の両方でMRIおよびPET-CTスキャンを取得し、それらを組み合わせることができる点にあります。このアプローチによって得られるMRI指標を用いることで、MRIのみを用いて、ヒト褐色脂肪組織の普及率や空間分布といった重要な疑問に答えることが可能になるかもしれません。温度管理室を準備します。

MRIを行う際は、温度を低く保てる小部屋を使用し、ポータブルエアコンと回転式のフロアファンを用いて室温を維持し、冷気を循環させます。温度を上げたい場合は、プログラム可能なポータブルヒーターを使用し、首振り機能で室内に温気を循環させます。温度管理された部屋に入る前に、被験者に標準的な医療用ショーツと標準的な医療用シャツに着替えてもらいます。

靴下と靴を脱ぐ。標準服に着替えた後、被験者の身長、体重、および腹囲を測定する。また、舌下体温計を用いて被験者の体温を測定する。

次に、被験者に温度管理された部屋に入るよう指示します。被験者には静かに座ってもらい、運動やタイピング、入眠など、体温を変化させる可能性のある活動を行わないよう伝えます。室内に1時間座った後、舌下体温計を用いて再度体温を測定します。

温度調節室での2回目の待機時間が経過した後、舌下体温計を用いて3回目の体温測定を行います。コールドMRIを実施する場合は、被験者が温度調節室を出る前に冷却ベストを着用させてください。温度調節室での2時間の待機後、被験者を車椅子でMRIスキャナーまで搬送します。

2チャンネル並行送信機能を備えた3 Tesla MRIスキャナーを使用して、MRIスキャンを取得します。特大の16チャンネル体幹受信コイルと、改造したテーブルトップハンガーを使用します。体幹の前面を撮影します。

スキャナーボア上部からコイルを受け取ります。ファブリックスリングを用いて、被験者の体に沿って滑り込ませることができる十分な低さに吊り下げます。これにより、信号対雑音比（S/N比）を最大化します。

受信コイルの体幹後部側を、テーブルがスキャナーボアを通過する際にテーブルトップの2層に挟まれる形で、ローリングコイルワゴンに配置します。後部コイルエレメントが静止した状態を維持できるよう、スキャナーボアの前後に配置されたスキャナーカバーに取り付けられたストラップで、コイルワゴンをISOセンターに固定します。被験者をベッドに寝かせ、足側からスキャナー内へ進入させます。

まず、被験者が仰向けになる前にベストを脱がせます。次に、被験者の両腕を枕カバーのような袋に入れ、体の両側に沿って腕を下げさせます。MRIとPET CTスキャンにおける被験者のポジショニングの差を最小限に抑えるためには、被験者がスキャナーベッドの上に自然に横たわることができるようにし、各スキャンで頭の下に同じ量のクッションを使用し、さらに腕を支えるために枕カバー状の袋を使用することが重要です。

1回のスキャン中に被験者に使用したサポート（例：膝下や腰の下に置いた枕など）は、その被験者に対して常に同じ方法で使用する必要があります。被験者の配置が完了したら、マルチスタック・マルチスライス、マルチファセット・フィールドエコー法を用い、20枚の軸位断スライスを7スタックで構成して、脂肪・水MRIデータを取得します。頭頂部から大腿上部までをカバーし、スライス間のギャップを0 mmとして連続的に撮影します。

PET CT技師に、被験者の手または腕の静脈にIVポートを留置させます。このIVポートにより、放射線技師は、被験者が温度制御室に座っている時に放射性トレーサーを注入できるようになります。前述と同様に温度制御室を準備した後、被験者に室内に案内してください。

被験者に静かに座ってもらい、体温を変化させる可能性のある活動を行わないよう指示します。室内で1時間経過した後、舌下体温計を用いて再度体温を測定します。温度調節室での最初の1時間が経過した後、放射線技師にIVポートからフルオロデオキシグルコースを注射させます。

F 18 FDGを0.14 mg/kg投与します。被験者の体重に基づき、正確な投与量を算出してください。温度管理された室内で2時間経過した後、舌下体温計を用いて再度体温を測定します。

温度管理された室内で2時間経過した後、被験者を車椅子でPET CTスキャナーへ搬送します。Discovery CおよびTreat Lead PET CTスキャナーを用いてPET CTスキャンを取得します。被験者をベッド上に配置し、仰向け（背臥位）の状態で頭からスキャナーに入るようにします。

被験者が横になったら、枕カバーのようなバッグに両腕を入れ、体の両側に腕を下ろさせます。これにより、MRI検査とPET CT検査の両方で肩の位置が同様に保たれ、画像の共登録（co-registration）が容易になります。PET CTの撮像視野は、被験者の身長に応じて7〜9箇所のベッドポジションで、頭頂部から大腿部の中央までをカバーします。

テキストプロトコルに記載されている推奨PET CTパラメータを用いて、PET CT画像を収集します。その後、テキストプロトコルに詳述されている処理および解析に進みます。同一被験者でMRIとPET CTの両方のスキャンを取得し、すべてのスキャンで共登録（co-registration）を行うことで、定量的MRIの信頼性の高い測定が可能になります。

ここに示されているBATの指標は、1名の被験者から得られた未処理の温暖時および寒冷時のPET CTおよびMRIスキャンです。温暖時と寒冷時の両方のPET CTデータを取得することで、18 FFDG取り込みの増加により、寒冷刺激で活性化したBAT貯蔵部位を明確に区別することが可能です。ここでは、再レジストレーション後の鎖骨レベルの軸位断像を示しています。

冷態PETスキャンで認められた18 FFDG集積の増加は、鎖骨上部の脂肪組織領域で起こっています。この領域におけるMRI脂肪信号分率は50〜80%の範囲であり、先行研究の結果と同様です。4つのスキャンすべてを共登録した後、PET CT画像から得られた基準を用いて、被験者固有のBATマスクを作成することが可能です。

次に、このマスクを共登録された4つのスキャンに適用し、ここで1つの被験者について示しているように、BATデポ内の画像メトリクスを取得します。登録済みスキャンにBATマスクを適用すると、取得データからの数値が平均値 ± 95%信頼区間として提示されます。この手順を行う際は、4回すべてのスキャンにおいて被験者を常に同じ方法で配置することが重要です。これにより、この手順に従った後の画像の共登録精度が大幅に向上します。

拡散強調画像、灌流、温度計測などの他のMRI手法を併用することで、ヒトにおける褐色脂肪組織の空間分布および普及率を研究することが可能になると考えられます。