인간의 갈색 지방 조직의 종점은 자동으로 양전자 방출 단층 촬영 / 전산화 단층 촬영 분단과 자기 공명 이미지 등록

본 절차의 목적은 열중립 상태와 냉각 활성화 상태의 PET CT를 모두 사용하여 갈색 지방 조직의 저장소를 자동으로 분할하고, 이를 동일 피험자의 코어지스트레이션(coregistered) MRI 스캔에 적용하는 것입니다. 이는 먼저 동일 피험자에 대해 열중립 및 냉각 활성화 상태의 MRI와 PET CT 스캔을 모두 획득함으로써 수행됩니다. 두 번째 단계는 한 피험자의 네 가지 스캔 영상을 모두 공간적으로 정합하는 것입니다.

전신 영상의 등록(registration)이 어렵기 때문에 쇄골 상부 영역의 정확한 등록에 집중해야 합니다. 다음으로, 한 피험자에 대해 등록된 저온 활성화 및 온도 중립 PET CT 스캔을 사용하여 해당 피험자의 BAT 영역을 정의합니다. 마지막 단계는 동일한 피험자의 PET CT 스캔에 등록된 MRI 스캔에 BAT 관심 영역(ROI)을 적용하는 것입니다.

궁극적으로, 이 절차는 수동으로 정의된 영역 대신 자동으로 생성된 갈색 지방 조직(BAT) 관심 영역을 사용하여 갈색 지방 조직의 정량적 MRI 지표를 제공합니다. 인간의 갈색 지방 조직 연구에 사용되는 기존 방법들과 비교했을 때 이 기술의 주요 장점은, 동일한 피험자에 대해 열중립 상태와 한랭 활성 상태 모두에서 MRI 및 PET CT 스캔을 획득하고 결합한다는 점입니다. 이 접근 방식으로 얻은 MRI 지표를 사용하면, MRI만으로 인간 갈색 지방 조직의 유병률 및 공간적 분포와 같은 핵심 질문에 답하는 것이 가능할 수 있습니다. 온도 조절실을 준비하십시오.

MRI 촬영 시에는 온도를 낮게 유지하기 위해 작은 방을 사용하며, 이동식 에어컨과 회전식 바닥 선풍기를 사용하여 실내 온도를 유지하고 찬 공기를 순환시킵니다. 더 높은 온도가 필요한 경우에는 프로그래밍 가능한 이동식 히터를 사용하여 따뜻한 공기가 방 안에 순환하도록 회전시킵니다. 온도 조절실에 들어가기 전, 피험자가 표준 의료용 반바지와 표준 의료용 셔츠로 갈아입도록 합니다.

양말과 신발을 벗깁니다. 표준 복장으로 갈아입은 후 피험자의 신장, 체중 및 허리둘레를 측정합니다. 또한, 설하 체온계를 사용하여 피험자의 체온을 측정합니다.

그런 다음 피험자가 온도 조절실로 들어가도록 안내합니다. 피험자에게 조용히 앉아 있도록 요청하고, 운동, 타이핑 또는 수면과 같이 체온을 변화시킬 수 있는 어떠한 활동도 하지 않도록 합니다. 해당 실내에서 한 시간 동안 앉아 있은 후, 설하 체온계를 사용하여 체온을 다시 측정합니다.

온도 조절실에서 두 시간 동안 대기한 후, 설하 체온계를 사용하여 체온을 세 번째로 측정합니다. 냉각 MRI를 수행하는 경우, 피험자가 온도 조절실을 나가기 전에 냉각 조끼를 착용시킵니다. 온도 조절실에서 두 시간을 보낸 후, 피험자를 휠체어로 MRI 스캐너까지 이동시킵니다.

2채널 병렬 송신 기능이 탑재된 3Tesla MRI 스캐너를 사용하여 MRI 스캔을 획득합니다. 초대형 16채널 흉부 수신 코일과 수정된 테이블탑 행거를 사용합니다. 흉부의 전면부입니다.

스캐너 보어 상단에서 코일을 받습니다. 패브릭 슬링을 사용하여 슬링이 피험자의 몸에 밀착될 수 있도록 충분히 낮게 늘어뜨립니다. 이는 신호 대 잡음비를 극대화하기 위함입니다.

수신 코일의 흉부 후면 부분을 롤링 코일 왜건에 배치하고, 테이블이 스캐너 보어를 통과할 때 테이블 상판의 두 층 사이에 끼워 둡니다. 후면 코일 엘리먼트가 고정된 상태로 유지되도록 스캐너 보어 앞뒤의 스캐너 커버에 부착된 스트랩을 사용하여 코일 왜건을 ISO 센터에 고정합니다. 피험자가 발부터 스캐너로 들어갈 수 있도록 베드 위에 배치합니다.

먼저 피험자가 눕기 전에 앙와위 상태에서 조끼를 제거하십시오. 그다음 피험자가 베갯잇과 유사한 가방 안에 양팔을 넣고 팔을 몸 양옆으로 내리게 하십시오. MRI와 PET CT 스캔 시 피험자의 자세 차이를 최소화하려면, 피험자가 스캐너 베드에 자연스럽게 눕도록 하고, 매 스캔 시 머리 아래에 동일한 양의 쿠션을 사용하며, 베갯잇 가방을 사용하여 팔을 지지하는 것이 중요합니다.

한 번의 스캔 동안 피험자에게 사용된 모든 지지물(예: 무릎 또는 허리 아래의 베개)은 해당 피험자에 대해 항상 동일한 방식으로 사용해야 합니다. 피험자가 위치를 잡으면, 20장의 축상면 슬라이스로 구성된 7개의 스택을 사용하는 multi-stack multis slice, multi-facet field echo 획득 방식을 통해 지방-수분 MRI를 획득합니다. 머리 정수리부터 허벅지 상단까지 커버하며, 슬라이스 간 간격은 0 mm로 연속적으로 배치합니다.

PET CT 기술자가 피험자의 손 또는 팔 정맥에 IV 포트를 삽입하도록 합니다. 이 IV 포트를 통해 방사선 기술자는 피험자가 온도 조절실에 앉아 있을 때 방사성 추적자를 주입할 수 있습니다. 이전과 동일하게 온도 조절실을 설정한 후, 피험자가 입장하도록 안내합니다.

피험자에게 조용히 앉아 있도록 요청하고, 체온을 변화시킬 수 있는 어떠한 활동도 하지 않게 합니다. 해당 실내에서 1시간 동안 앉아 있었을 때, 설하 체온계를 사용하여 체온을 다시 측정합니다. 온도 조절실에서의 첫 1시간이 지난 후, 방사선사에게 IV 포트를 통해 fluoro deoxy glucose를 주사하도록 합니다.

kg당 0.14 milli의 F 18 FDG를 주입합니다. 피험자의 정확한 체중을 바탕으로 정밀 용량을 계산하십시오. 온도 조절실에서 2시간 동안 휴식을 취한 후, 설하 체온계를 사용하여 체온을 다시 측정합니다.

온도 조절실에서 2시간을 보낸 후, 피험자를 휠체어로 PET CT 스캐너로 이동시킵니다. discovery C 및 treat lead PET CT 스캐너로 PET CT 스캔을 획득합니다. 피험자를 침대에 눕혀 앙와위 상태로 머리부터 스캐너에 들어가도록 배치합니다.

피험자가 누운 후, 베개 커버와 유사한 주머니 안에 양팔을 넣고 몸의 양옆으로 내리게 합니다. 이는 MRI와 PET CT 검사 시 어깨 위치를 동일하게 유지하도록 하여 영상 공동 등록(co-registration)을 더 쉽게 만들어 줍니다. PET CT 영상의 시야(field of view)는 피험자의 키에 따라 7~9개의 베드 위치에서 머리 정수리부터 허벅지 중간까지 커버합니다.

텍스트 프로토콜에 기재된 권장 PET CT 파라미터를 사용하여 PET CT 영상을 획득하십시오. 텍스트 프로토콜에 상세히 설명된 대로 처리 및 분석을 진행하십시오. 동일한 피험자에 대해 MRI와 PET CT 스캔을 모두 획득하고 모든 스캔에 대해 공동 등록(co-registration)을 수행하면 정량적 MRI의 신뢰할 수 있는 측정이 가능합니다.

여기에 제시된 BAT 지표는 한 피험자로부터 얻은 처리 전의 온열 및 냉각 PET CT 및 MRI 스캔 영상입니다. 온열 및 냉각 PET CT 데이터를 모두 획득함으로써, 18 FFDG 섭취 증가를 통해 냉각으로 활성화된 bat 저장소를 명확하게 구분할 수 있습니다. 여기에는 재등록 후의 쇄골 높이 축상면 슬라이스가 표시되어 있습니다.

냉각 PET 스캔에서 관찰되는 18 FFDG 섭취 증가는 지방 조직의 쇄골상부 영역에서 발생합니다. 이 영역의 MRI 지방 신호 분율은 이전 연구 결과와 유사하게 50에서 80% 범위에 해당합니다. 4개의 모든 스캔을 공동 등록한 후, PET CT 이미지에서 도출된 기준을 사용하여 피험자 맞춤형 BAT 마스크를 생성할 수 있습니다.

그런 다음, 한 명의 피험자에 대해 여기서 보여주는 것과 같이, 이 마스크를 공동 등록된 4개의 스캔에 적용하여 갈색지방 조직(bat depots)의 영상 지표를 획득할 수 있습니다. 등록된 스캔에 BAT 마스크를 적용하면 획득한 데이터로부터 수치값이 산출되며, 이는 평균 및 95% 신뢰 구간으로 표시됩니다. 이 절차를 수행할 때, 4번의 각 스캔마다 피험자의 자세를 항상 동일하게 유지하는 것이 중요하며, 이는 이후 과정에서 영상의 공동 등록 정확도를 크게 향상시킵니다.

확산 강조 영상, 관류 및 온도 측정과 같은 다른 MRI 기법을 추가함으로써, 인간의 갈색 지방 조직의 공간적 분포와 유병률을 연구하는 것이 가능할 것입니다.