Name: 몸 전체와 활성 인간의 지역 정량화 갈색 지방 조직 18F FDG PET/CT를 사용 하 여 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-04-01T13:30:00.000+00:00
Duration: 10 min 30 s
Description: 배우세요 18F-FDG PET/CT를 사용하여 활성 갈색지방조직(BAT)을 정량화하는 방법을. 이 기법은 대사 건강 연구에서 거짓 양성을 줄이고 정확한 BAT 측정을 제공합니다.

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우리 모두 간호 연구 자원 봉사자 감사 하 고 임상 직원, 그리고 우리의 찬 노출 연구와 치료는 입원 기간 동안 제공에 그들의 참여에 대 한 NIH 임상 센터의 영양사 유지. 우리는 또한 수집 및 연구에 대 한 애완 동물-CT 이미지의 그의 지원의 모든 박사 빌 Dieckmann 감사 하 고 싶습니다. 이 작품은 국립 연구소의 당뇨병과 소화와 신장 질병 보조금 Z01 DK071014 (K.Y.C.)에 DK075116-02 (A.M.C.)에 교내 연구 프로그램에 의해 지원 되었다.

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<li>van Marken Lichtenbelt, W. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cold-activated+brown+adipose+tissue+in+healthy+men%5BTitle%5D)+AND+%22The+New+England+Journal+of+Medicine%22%5BJournal%5D)">Cold-activated brown adipose tissue in healthy men.</a> The New England Journal of Medicine. 360 (15), 1500-1508 (2009).</li>
<li>Virtanen, K. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+brown+adipose+tissue+in+healthy+adults%5BTitle%5D)+AND+%22The+New+England+Journal+of+Medicine%22%5BJournal%5D)">Functional brown adipose tissue in healthy adults.</a> The New England Journal of Medicine. 360 (15), 1518-1525 (2009).</li>
<li>Abreu-Vieira, G., Xiao, C., Gavrilova, O., Reitman, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Integration+of+body+temperature+into+the+analysis+of+energy+expenditure+in+the+mouse%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Metabolism%22%5BJournal%5D)">Integration of body temperature into the analysis of energy expenditure in the mouse.</a> Molecular Metabolism. 4 (6), 461-470 (2015).</li>
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<li>Ouellet, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brown+adipose+tissue+oxidative+metabolism+contributes+to+energy+expenditure+during+acute+cold+exposure+in+humans%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Clinical+Investigation%22%5BJournal%5D)">Brown adipose tissue oxidative metabolism contributes to energy expenditure during acute cold exposure in humans.</a> The Journal of Clinical Investigation. 122 (2), 545-552 (2012).</li>
<li>Blondin, D. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Contributions+of+white+and+brown+adipose+tissues+and+skeletal+muscles+to+acute+cold-induced+metabolic+responses+in+healthy+men%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Physiology%22%5BJournal%5D)">Contributions of white and brown adipose tissues and skeletal muscles to acute cold-induced metabolic responses in healthy men.</a> The Journal of Physiology. 593 (3), 701-714 (2015).</li>
<li>Ruiz, J. R., Martinez-Tellez, B., Sanchez-Delgado, G., Aguilera, C. M., Gil, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regulation+of+energy+balance+by+brown+adipose+tissue%3A+at+least+three+potential+roles+for+physical+activity%5BTitle%5D)+AND+%22British+Journal+of+Sports+Medicine%22%5BJournal%5D)">Regulation of energy balance by brown adipose tissue: at least three potential roles for physical activity.</a> British Journal of Sports Medicine. 49 (15), 972-973 (2015).</li>
<li>Bakker, L. E. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brown+adipose+tissue+volume+in+healthy+lean+south+Asian+adults+compared+with+white+Caucasians%3A+a+prospective%2C+case-controlled+observational+study%5BTitle%5D)+AND+%22The+Lancet+Diabetes+%26+Endocrinology%22%5BJournal%5D)">Brown adipose tissue volume in healthy lean south Asian adults compared with white Caucasians: a prospective, case-controlled observational study.</a> The Lancet Diabetes & Endocrinology. 2 (3), 210-217 (2014).</li>
<li>Lee, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Temperature-acclimated+brown+adipose+tissue+modulates+insulin+sensitivity+in+humans%5BTitle%5D)+AND+%22Diabetes%22%5BJournal%5D)">Temperature-acclimated brown adipose tissue modulates insulin sensitivity in humans.</a> Diabetes. 63 (11), 3686-3698 (2014).</li>
<li>Jensen, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brown+adipose+tissue+-+not+as+hot+as+we+thought%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Physiology%22%5BJournal%5D)">Brown adipose tissue - not as hot as we thought.</a> The Journal of Physiology. 593 (3), 489-490 (2015).</li>
<li>Heaton, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+distribution+of+brown+adipose+tissue+in+the+human%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Anatomy%22%5BJournal%5D)">The distribution of brown adipose tissue in the human.</a> Journal of Anatomy. 112 (Pt 1), 35-39 (1972).</li>
<li>Chauvie, S., Bertone, E., Bergesio, F., Terulla, A., Botto, D., Cerello, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automatic+liver+detection+and+standardised+uptake+value+evaluation+in+whole-body+Positron+Emission+Tomography%2FComputed+Tomography+scans%5BTitle%5D)+AND+%22Computer+Methods+and+Programs+in+Biomedicine%22%5BJournal%5D)">Automatic liver detection and standardised uptake value evaluation in whole-body Positron Emission Tomography/Computed Tomography scans.</a> Computer Methods and Programs in Biomedicine. , 47-52 (2018).</li>
<li>Chondronikola, M., Beeman, S. C., Wahl, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Non-invasive+methods+for+the+assessment+of+brown+adipose+tissue+in+humans%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Physiology%22%5BJournal%5D)">Non-invasive methods for the assessment of brown adipose tissue in humans.</a> The Journal of Physiology. 596 (3), 363-378 (2018).</li>
<li>Leitner, B. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mapping+of+human+brown+adipose+tissue+in+lean+and+obese+young+men%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Mapping of human brown adipose tissue in lean and obese young men.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 114 (32), 8649-8654 (2017).</li>
<li>Martinez-Tellez, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+impact+of+using+BARCIST+1.0+criteria+on+quantification+of+BAT+volume+and+activity+in+three+independent+cohorts+of+adults%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">The impact of using BARCIST 1.0 criteria on quantification of BAT volume and activity in three independent cohorts of adults.</a> Scientific Reports. 8 (1), 8567(2018).</li>
<li>Chen, K. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brown+Adipose+Reporting+Criteria+in+Imaging+STudies+%28BARCIST+1.0%29%3A+recommendations+for+standardized+FDG-PET%2FCT+experiments+in+humans%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Metabolism%22%5BJournal%5D)">Brown Adipose Reporting Criteria in Imaging STudies (BARCIST 1.0): recommendations for standardized FDG-PET/CT experiments in humans.</a> Cell Metabolism. 24 (2), 210-222 (2016).</li>
<li>Rasmussen, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brown+adipose+tissue+quantification+in+human+neonates+using+water-fat+separated+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+One%22%5BJournal%5D)">Brown adipose tissue quantification in human neonates using water-fat separated MRI.</a> PloS One. 8 (10), e77907(2013).</li>
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<li>Jones, T. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brown+fat+depots+in+adult+humans+remain+static+in+their+locations+on+PET%2FCT+despite+changes+in+seasonality%5BTitle%5D)+AND+%22Physiological+Reports%22%5BJournal%5D)">Brown fat depots in adult humans remain static in their locations on PET/CT despite changes in seasonality.</a> Physiological Reports. 5 (11), (2017).</li>
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<li>Blondin, D. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inhibition+of+intracellular+triglyceride+lipolysis+suppresses+cold-induced+brown+adipose+tissue+metabolism+and+increases+shivering+in+humans%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Metabolism%22%5BJournal%5D)">Inhibition of intracellular triglyceride lipolysis suppresses cold-induced brown adipose tissue metabolism and increases shivering in humans.</a> Cell Metabolism. 25 (2), 438-447 (2017).</li>
<li>Admiraal, W. M., Holleman, F., Bahler, L., Soeters, M. R., Hoekstra, J. B., Verberne, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Combining+123I-metaiodobenzylguanidine+SPECT%2FCT+and+18F-FDG+PET%2FCT+for+the+assessment+of+brown+adipose+tissue+activity+in+humans+during+cold+exposure%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Nuclear+Medicine%3A+Official+Publication%2C+Society+of+Nuclear+Medicine%22%5BJournal%5D)">Combining 123I-metaiodobenzylguanidine SPECT/CT and 18F-FDG PET/CT for the assessment of brown adipose tissue activity in humans during cold exposure.</a> Journal of Nuclear Medicine: Official Publication, Society of Nuclear Medicine. 54 (2), 208-212 (2013).</li>
<li>Soret, M., Bacharach, S. L., Buvat, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Partial-volume+effect+in+PET+tumor+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Nuclear+Medicine%3A+Official+Publication%2C+Society+of+Nuclear+Medicine%22%5BJournal%5D)">Partial-volume effect in PET tumor imaging.</a> Journal of Nuclear Medicine: Official Publication, Society of Nuclear Medicine. 48 (6), 932-945 (2007).</li>
</ol>

저자는 공개 없다.

성인 인 간에 있는 기능 박쥐의 확인, 이후 인간 생리학에 박쥐의 역할 이해에 큰 관심이 되었습니다. 그러나,이 thermogenic 조직에서 자주 발견 된다 때문에 좁은 fascial 비행기, 백색 지방, 내 산재와 주변 다른 기관, 그것은 도전 계량 하기. 2016 년, 합의 문서 보고 관련 참가자 특성, 주제 준비에 대 한 기준 및 PET/CT 이미지21을 획득을 위한 프로토콜에 대 한 권장 사항을 국제 박쥐 전문가 패널에 의해 출판 되었다. 패널도 박쥐 정량화, 박쥐를 식별 하는 방법을 광범위 하 게 변화는 지적에 대 한 PET/CT의 처리로 하 고, 대부분의 경우, 더 많은 일관성에 대 한 필요성을 식별 박쥐 정량화 절차의 제한 된 세부만 제공 됩니다. 따라서, 내 연구 재현성의 보고서는 높은22,,2324, 평가할 수 있 다른 박쥐 볼륨 및 활동 보고 되었습니다 다른 정량화 방법을 사용 하 여 그룹에 의해 경우에 참가자 들은 비슷한 나이, 성별, BMI25,26의입니다. 이러한 불일치 어렵게 비교 결과, 그리고 성인 인간의15에서 박쥐의 금액 논란이 이어졌다.
PET/CT 영상 처리의 제한을 애완 동물 및 CT 기준을 충족 하지만 박쥐 이외의 구조에 해당 하는 해 부 위치에 복의 포함 이다. 애완 동물 및 CT 이미지의 완벽 한 공동 등록 검사 동안 해상도 주제 모션에서 차이 거의 불가능 하다. 결과적으로, 공기 또는 뼈와 높은 추적 통풍 관의 지역 경계 구조 활성 박쥐로 하지 식별 종종 올바르게 됩니다. 거짓 긍정적인 복의 포함을 제한 하려면 한 사용자 생성 ROIs 에서만 애완 동물 및 CT 기준을 적용 해야 합니다. 하지만 사용자 지정 ROIs 또는 자동된 분석 박쥐 척도를 현재 접근 사용자 참여와 지식이 필요한 양을 다. 우리는 단일 사용 하 여, 투자 수익에 이미지의 전체 스택을 적용 하는 2 차원 사용자 정의 화관 수 있다는 거짓 긍정적인 지역19를 포함 하는 경향이 나타났습니다. 몇몇 그룹은 빠르게 많은 사용자 입력 없이 큰 데이터 집합을 처리할 수 있는 박쥐를 계량 자동화 된 방법을 개발 했습니다. 그러나, 이러한 방법을 낮은 몸27, 특히 모든 잠재적인 박쥐 포함 된 영역을 포함 하거나 가양성28 의 상대적으로 높은 요금을 부과 하거나 실패 하 고 false 음화26. 이후 인간 박쥐의 볼륨은 일반적으로 낮은 (< 600 mL 또는 < 전체의 2% 신체 질량), 큰 상대적 차이를 정량화에 작은 절대 오류 발생할 수 있습니다.
각 축 PET-CT 조각에 ROIs를 그리기의이 연구에 의해 설명 하는 더 엄격한 접근 가양성 제외 되었습니다 더 많은 자신감을 제공 하면서 좁은 fascial 레이어에 박쥐의 검색 수 있습니다. 이 박쥐의 존재 또는 부재29이진 평가 보다는 오히려 각 individial에는 상세한 정량화를 생성합니다. 따라서, 그것은 박쥐 생리학 및 개입에서 효과 공부 하려는 작은 샘플 크기에 제어 실험에 대 한 더 적합 한 수 있습니다. 또한, 지역별 박쥐 저장소를 정의 하는 박쥐의 기능적 관련성 및 발달 근원에 더 많은 통찰력을 제공할 수 있습니다. 생각이 양적 측정 비교를 위해 뿐만 아니라 중요 한 분야에 걸쳐 아니라 에너지 대사와 체온 조절 성인 인간에서 더 나은 견적 박쥐의 기여를 합니다.
박쥐의 여러 가지 해 부 기능 거짓 긍정적인 복의 우리의 방법 제한 포함의 사용자가 도움이 됩니다. 박쥐는 일반적으로 연속 및 대칭 fascial 계층에서 발견 됩니다. 따라서, 그리기 및 ROI를 정제, 연속성 및 선택한 지방 조직의 대칭에 대 한 우수 하 고 열 등 한 축 조각 검사 수 극대화 골격 근육, 뼈, 및 기타의 포함을 최소화 하면서 지방 조직의 포함 하는 사용자 명백한 비 박쥐 구조입니다. 활성 박쥐 ROIs를 생성할 때 이러한 영역을 피하기 위해 사용자 때문에 피하 지방이 많은 저장소에 거의 존재 이기도 합니다. 프로토콜에서 설명 했 듯이, 박쥐는 몇 가지는 자 궁 경부를 포함 하 여 다른 해 부 지역, dorsocervical, supraclavicular, 겨드랑이, mediastinal, paraspinal, 그리고 복 부 창 고에서 배포 됩니다. 이러한 저장소는 분산 축 하나 슬라이스 5 월 여러 플랫폼에서 박쥐 보다 더 포함. 예를 들어, 흉부 지역에서 축 조각 mediastinal 디포 (인접 하 고 앞쪽), paraspinal 디포 (인접 하 고 척추를 따라 후부), 겨드랑이 디포 (측면 및 중반-antero-후부 선 근처)에서 박쥐를 포함할 수 있습니다. 이러한 플랫폼의 기술 사용자가 본문의 다양 한 지역에서 ROIs를 만들 수 있습니다, 우리의 프로토콜에 설명 된 대로 사전 설명된 위치는 크게 인접에서 발생 하기 때문. 그러나, ROI 중복을 피하기 위해 슬라이스 당 하나의 수익을 그리는 사용자는 것이 좋습니다, 때문에 박쥐 마스크를 생성 하 고 화살 ROIs 그리기 추가 단계는 필요한 경우 뚜렷한 지역 저장소에 이전 식별 박쥐 복을 구분 하 박쥐 배급의 정보를 원하는, 저장소에 동일한 축 투자 수익에서 감지 하는 박쥐 sagital 위치 (그림 3) 기반 즉, mediastinal 분리, paraspinal, 그리고 겨드랑이.
박쥐, 예를 들어 떨고는 또한 주요 놀이 역할 감기 유도 thermogenesis19또는 다양 한 뇌 또는 간의 있다 골격 근육, 다른 조직의 활동을 계량 하는 PET/CT 뷰어 소프트웨어를 사용하실 수 있습니다. PET/CT 분석21참조 조직으로 제안 했다. 그러나,이 조직 밀도 및 해 부 배포판과 다 박쥐를 우리의 현재 프로토콜의 초점 밖에 있을 것 이다. 우리는 이러한 과목21에 자세히에 대 한 합의 문서에 독자를 직접. 마지막으로, 우리 모든 사용자가 지속적으로 ImageJ를 업데이 트 하 고 플러그인 업데이트 및 소프트웨어 지원에 대 한 petctviewer.org를 방문 하도록 조언 한다.
비록 우리는 엄격한 방법이 더 자동화 된 방법26,28 와 총 박쥐 볼륨9,30추정을 단순화, 단일 투자 수익을 사용 하는 방법을 보다 정확 하 게 믿고, 그것은 한계 없이 하지. 비 접촉 박쥐 인간, 계량을 이상적인 방법 이며 18F FDG 나타냅니다만 포도 당 통풍 관, 포도 당 물질 대사11와 동일 하지 않습니다. 그러나, 비록 다른 방사성 추적기 사용된31,,3233, 18F FDG 인간 박쥐를 공부 하는 데 사용 하는 가장 눈에 띄는 추적 프로그램입니다. 따라서, 18F FDG PET/CT 이미지를 분석 하는 표준화 된 방법을 개발 예측 가능한 미래에 대 한 인간의 박쥐 생리학의 연구에 강렬한 될 계속 됩니다.
우리가 제안 하는 방법은 각 포함 하는 박쥐 축 조각에 ROI를 만드는 일반적인 문제 영역을 피하는 동안 노동 집약 이며 기본 해부학의 몇 가지 지식을 해야 합니다. 그것은 또한 가능한 엄격한 ROI 선택 이후 일부 박쥐를 포함 하는 창 고를 피할 수 있습니다 false 네거티브를 발생할 수 있습니다. 지방 조직 및 인접 metabolically 활성 조직 또는 지역에 유출에 의해 영향을 부분 볼륨 효과34사이 주의 차별 융합된 PET/CT 이미지의 모든 축 슬라이스에 ROIs를 드로잉 할 수 있습니다. 그러나, 단일 검사의 분석을 완료 하는 데 걸리는 시간 3 ~ 8 시간 연습 기간 단축의 가능성과 함께 다양 하 고 경험 수 있습니다. 다양 한 기계 학습 접근을 줄이기 위해이 작업을 수행 하는 데 필요한 지식과 노동 수 있습니다. 그러나, 박쥐를 정확 하 게 검색할 수 있습니다 이며 현재 이미징 제한에 의해 만들어진 잘못 된 반응에 강력한 더 자동화 된 방법 만드는 다양 한 신체 구성 및 박쥐 배급의 개인과 큰 데이터 집합이 필요 합니다. 우리는 더 정교한 큰 데이터 접근에 대 한 템플릿으로 사용할 수 있습니다 자세한 박쥐 아틀라스를 생산 하기 위해이 메서드를 사용할 수 있습니다 바랍니다.
결론적으로, 우리는 계량 인간의 갈색 지방 조직의 볼륨, 활동, 및 감기 유도 FDG PET/CT 검사를 사용 하 여 배포 하는 단계별 이미지 분석 접근 방식을 설명 했다. 중요 한 단계 1) 지속적으로 하 고 순차적으로 축 ROIs 분석 등 2) 다른 metabolically 활성 조직을 피하고 있는 동안 그들의 해 부 위치에 의해 박쥐 저장소 관련 평가. 이 엄격한 정량화 방법 박쥐 생리학을 연구 하 고 미래에 자동화 된 인간 박쥐 정량 방법 개발을 위한 표준 참고로 봉사 분야에서 조사 하 여 사용할 수 있습니다.

비만 전세계1 의 증가 보급 방지 하 고 비만 관련 된 합병증의 개량 새로운 치료제에 대 한 조사를 자극 했다. 비만 중성 지방2의 형태로 흰색 adipose 조직 (WAT)에 저장 된 에너지를 초과 하는 부분에 예정 이다. 갈색 지방이 많은 직물 (박쥐)의 높은 미토 콘 드 리아 콘텐츠, 작고 multilocular 지질 방울, 뚜렷한 해부학 적 분포, 큰 동 정적인 신경 분포, 및 능력을 생성 하는 열 때문에 특히 와트에서 다릅니다. 박쥐 한 번 작은 포유류와 신생아 유아에만 존재 하 생각 되었다, 비록 기능 박쥐의 존재는 20093,,45성인 인간에서 확인 되었다. 인간 박쥐의 thermogenic 용량 아직 알려져 있지 않습니다, 하지만 작은 동물에 광범위 한 연구 비 떨는 thermogenesis 추위 노출6동안 그들의 물질 대사의 60%를 구성 수 있습니다 나타났습니다. 결과적으로, 인간 박쥐는 지금 비만 관련된 질환7의 예방과 치료에 대 한 대상으로 탐험 되 고. 여러 임상 연구는 박쥐 thermogenesis와 상관 한다 활성화 시 증가 포도 당 통풍 관 및 에너지 지출 가벼운 감기 노출8,,910으로 나타났습니다. 아직, 감기 유도 thermogenesis 남아 논란11,12,13,14, 많은 논쟁을 중심으로 인간 박쥐15를 계량 하는 방법에 박쥐의 기여. 이해 하 고 더 나은 전투 비만에 박쥐 thermogenesis를 다룰 수 있는 경우, 그것은 그것의 양 및 대사 활동의 정확한 측정을 중요.
박쥐의 정확한 측정을 얻기 때문에 인 간에 있는 박쥐의 독특한 해 부 배포 도전적 이다. 박쥐 목, 흉부, 그리고 단순한 biopsies14에 액세스할 수 없는 사이트에 복 부에 백색 지방이 많은 저장소 내에서 배포 됩니다. 부검 해부학 박쥐를 특성화 하는 데 사용 되었습니다16, 하지만 대부분 실행 불가능 큰 연구 하 고 실험실 연구 및 경도 또는 기능 정보를 제공할 수 없습니다. 박쥐 와트 비슷한 밀도가지고 있기 때문에 좁은 fascial 레이어 또는 와트16interspersed 작은 주머니에 발생할 수 있습니다, 단일, 기존의 이미징 기술을 사용 하 여 식별 하기가 어렵습니다. 이 또한 박쥐의 자동 부 량을 간17같은 균질 성 구조의 부 량 보다 더 어렵게 만든다.
이러한 과제를 극복 하기 위해 박쥐 볼륨 및 활동은 일반적으로 정량 계산 된 단층 촬영 (CT)과 양전자 방출 단층 촬영 (PET) 커플링에 의해. F-Fluourodeoxyglucose (18F FDG) 방사선된 포도 당 아날로그 18박쥐 신진 대사 활동18공부를 가장 널리 사용 되 추적 프로그램입니다. 지방 조직에서 다른 조직 및 공기 밀도 Hounsfield 단위 (HU) CT 이미지 제공 하는 정보에 따라 분화 될 수 있다. 애완 동물 이미지 18F FDG 통풍 관에 표준화 된 값 (SUV)의 단위에는 조직의 볼륨으로 촬영의 금액을 표시 합니다. 활동적인 박쥐와 하 찮은 추적 프로그램 이해, 와트 및 비활성 박쥐를 포함 하 여 공동 해당 CT 검사와 적절 한 SUV 임계값을 선택 애완 동물 이미지를 등록 하 여 조직에서 분리 수 있습니다.
이 문서를 통해 우리 인간의 박쥐 18F FDG PET/CT 검사를 사용 하 여 계량 임상 연구자에 의해 사용할 수 있는 교육용 비디오와 단계별 접근을 제공 하고자 합니다. 이 이미지 분석 기술 과목 추위에 노출 되거나 약리 박쥐 자극 치료 후에 이상적으로 사용 됩니다. 특히, 우리는 특정 플러그인 (petctviewer.org)와 무료, 오픈 소스 이미지 처리 소프트웨어 (ImageJ)를 사용 하 여 가양성을 최소화 하면서 관심사 (ROIs)의 영역을 구성 하는 방법에는 사용자에 게 보여 줍니다. 이 방법의 결과 박쥐 볼륨, 활동 (포도 당 통풍 관), 개별 연구 과목에 해부학 적 분포를 공부 하 고 사용할 수 있습니다.

<table><tbody><tr><td>ImageJ/Fiji Software</td><td>ImageJ</td><td>https://imagej.net/Fiji/Downloads</td><td>오픈 소스 소프트웨어</td></tr></tbody></table>

몸 전체와 활성 인간의 지역 정량화 갈색 지방 조직 18f fdg pet/ct를 사용 하 여

Whole Body and Regional Quantification of Active Human Brown Adipose Tissue Using 18F-FDG PET/CT

발열 동물, 갈색 지방이 많은 직물 (박쥐) 추위에 체온을 방어에 대 한 열을 생산 하기 위해 활성화 됩니다. 에너지를 소비 하는 박쥐의 능력 비만 및 인 간에 있는 관련된 대사 장애 개선에 새로운 치료에 대 한 잠재적인 대상을 제출 했다. 이 조직의 작은 동물에서 잘 공부 하고있다, 인 간에 있는 박쥐의 thermogenic 용량 측정의 볼륨, 활동, 및 유통의 어려움 때문에 크게 알려지지 않은 남아 있습니다. 식별 및 활성 인간 박쥐 측정 18F-Fluorodeoxyglucose (18F FDG) 양전자 방출 단층 촬영을 사용 하 여 일반적으로 수행 됩니다 및 컴퓨터 단층 촬영 (PET/CT) 검사 다음 냉 노출 이나 약리 활성화. 여기 총 몸 인간의 박쥐 18F FDG PET/CT 검사는 오픈 소스 소프트웨어를 사용 하 여 계량 하는 상세한 이미지 분석 접근 방식을 설명 합니다. 우리 관심 측정 박쥐 볼륨 및 활동, 일반적인 비 박쥐 조직, 피하고 있는 동안 metabolically 활성 지방 조직을 식별 하 고 추가 해부학 적 분포 특성 영역 사용자 지정 그리기 방법을 보여 줍니다. 이 엄격한 접근 시간이 있지만, 우리는 궁극적으로 미래의 자동화 된 박쥐 정량화 알고리즘을 개발 하는 기초를 제공할 것입니다 믿습니다.

박쥐는 일련의 그림 1에 표시 된 대로 게시물 이미지 수집 처리 단계를 통해 정량 이다. 애완 동물 및 CT 임계값 metabolically 활성 고 지방이 많은 직물의 밀도가지고 복을 식별 하는 데 사용 됩니다. 그러나, 이러한 기준에 부합 하는 일부 복 가능성이 박쥐를 포함 해 부 위치에서 발생할 수 있습니다. 이러한 잘못 된 반응, 애완 동물, 코네티컷, 및 해 부 정보를 피하기 위해 모두 고려 되어야 한다 ROIs (그림 2)를 그릴 때. 포함 하 고 몸 박쥐 냉 자극 과목에서 전체를 측정 하는 경우를 피하기 위해 몇 가지 일반적인 지역 침 샘 대 metabolically 활성 자 궁 경부 박쥐, 성 대, 갑 상선 (그림 2A 등 그림 2에 표시 됩니다. 그리고 2B); supraclavicular 박쥐 대 공기와 단단한 조직 (예: 있는 근육)의 국경 근처 근육 떨고 (그림 2C); 그리고 복 부 박쥐 대 신장 calyces 그들은 분명히 분류 포도 (그림 2D). 각 축 조각의 ROI는 컴파일된 후 박쥐 플랫폼 검사 내부-화살 비행기에 분단 될 수 있다 간 개인 차이 지역 박쥐 활성화 (그림 3)에서 /.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58469/58469fig1.jpg"> 그림 1입니다. 이미지 처리 단계의 도식 흐름. 첫째, 애완 동물 이미지와 해당 CT 이미지는 PET/CT 플러그인 (A)에 업로드 됩니다. 후 축 ROIs 각 PET/CT 조각 (B)에 그려지는, 애완 동물 및 CT 기준 각 복 블루 (C)에서 식별 됩니다. 마스크 이러한 박쥐 식별 복 (D)는 원래 수정 된 애완 동물 검사 (E)에 대 한 대체에서 생성 되 고 저장소 화살 보기 (F)에서 분단 된다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58469/58469fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58469/58469fig2.jpg"> 그림 2입니다. 축 박쥐 관심 지역 선택 및 일반적인 지역 여러 박쥐 저장소에서 피하려고. 융합된 PET/CT 이미지 (열 1과 2)와 최대 강도 프로젝션 이미지 (MIP, 열 3) 냉 자극에 따라 인수 검사에서 슬라이스 높이를 녹색 라인에서 축 조각. 그린 ROIs는 drawnaround 지방 조직 밀도, 높은 FDG 통풍 관 및 해 부 위치 활성 박쥐 열 1 및 2에에서 포함 될 가능성이 있다. 해 부 지역 박쥐를 포함 가능성 열 2에서에서 빨간색으로 강조 표시 됩니다. 복 박쥐 애완 동물 및 CT 기준 ImageJ로 확인 하 고 파란색으로 강조 표시 됩니다. 예 (A) 이전 자 궁 경부 창 고, 갑 상선 수준 (B) 자 궁 경부 창 고, 떨고 골격 근육 (즉, 늑), 가까운 서비스 센터 (C) Supraclavicular/겨드랑이 및 (D)의 ureters의 수준에서 복 부 창 고에서 가져옵니다. 신장입니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58469/58469fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58469/58469fig3.jpg"> 그림 3입니다. 화살 보기에서 7 박쥐 저장소의 지역 세분화. 이전 활성 박쥐로 식별 애완 동물 복만을 포함 하는 "박쥐 마스크" 이미지의 생성, 다음 다음 지역 ROIs 화살 비행기에 그려진와 분리 될 수 있다: (A) 자 궁 경부 (C3-C7), (B) Supraclavicular (C7-T3, 척추를 제외), (C ) 겨드랑이 (T3-T7, 척추를 제외), (D) Mediastinal (앞쪽 mediastinum), (E) Paraspinal (spinous 프로세스에 척추의 앞쪽 가장자리에서 T1-T12), (F) 복 (T12-L3, 후), 및 (G) Dorsocervical (뚜렷한 지방 창 고와 후부 paraspinal 창 고; 근처 자 궁 경부 지역). 모든 지역 복합 이미지 (H)에 나타납니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58469/58469fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>

무료, 오픈 소스 소프트웨어를 사용 하 여, 우리는 총 및 지역 갈색 지방이 많은 직물 (박쥐) 볼륨 및 18F FDG PET/ct.를 사용 하 여 박쥐의 신진 대사 활동을 계량 분석 방법 개발

몸 전체와 활성 인간의 지역 정량화 갈색 지방 조직 18F FDG PET/CT를 사용 하 여

In endothermic animals, brown adipose tissue (BAT) is activated to produce heat for defending body temperature in response to cold. BAT&#39;s ability to ...

이 방법을 사용하여 연구원은 인간 과목에서 활성 갈색 지방 조직, 또는 BAT의 고정량 측정을 얻을 수 있습니다. 우리의 방법론은 일반적인 거짓 긍정을 방지하고 갈색 지방 조직 depos를 식별하고 분류하는 방법에 대한 심층적 인 지침을 제공하도록 설계되었습니다. 이 기술의 주요 장점은 거짓 긍정을 배제하고 대사 활성 갈색 지방 조직 depos의 분류입니다.텍스트 프로토콜에 설명된 대로 PET-CT 이미지를 로드하고 준비하면서 이 절차를 시작합니다. 모든 뷰에서 슬라이스를 탐색한 후 도구 모음 왼쪽 상단에서 편집을 선택하고 나타나는 드롭다운 메뉴에서 갈색 지방 ROI를 선택합니다. 나타나는 새 대화 상자에서 SUV를 사용하고 CT 확인란을 사용하십시오.그런 다음 세 가지 복스홀 포함 기준 중 하나를 선택합니다. 내부를 선택하여 BAT 감지 알고리즘을 적용하여 ROI 영역 내부의 복스홀을 검사합니다. 이제 SUV 하한을 개인의 측정 또는 예측 된 린 체질량으로 정상화하고 높은 활동 수준을 수용할 수 있는 상한을 입력합니다.무료 텍스트 필드의 두 번째 행에 BAT 밀도 범위를 입력합니다. 볼륨 시간 아래에 있는 확인란을 확인하여 BAT로 간주되는 모든 복스홀이 갈색 지방 ROI 창이 열려 있는 동안 파란색으로 강조 표시되도록 합니다. 갈색 지방 ROI 대화 상자에서 그리기 버튼을 클릭하여 ROI를 그립니다.그런 다음 세 뷰 중 하나 중 하나를 클릭하여 ROI 그리기를 시작합니다. ROI를 컴파일하고 총 BAT 볼륨을 얻으려면 시작 및 끝 슬라이스 제한을 동일한 조각으로 설정하여 ROI가 현재 축 조각에만 적용되도록 합니다. ROI를 완료하지 않고 BAT의 1 개의 디포를 동그라미.몸 전체에 연결 선을 BAT의 먼 세그먼트로 확장하여 ROI를 계속합니다. 두 번째 BAT 디포를 클로즈러 하고 두 번째 영역의 시작 시 이전에 식별된 지점을 두 번 클릭합니다. 거짓 긍정의 가능성을 더욱 줄이기 위해 필요에 따라 ROI 포인트를 조정합니다.척추 모양, 다른 뼈 구조 및 장기의 존재와 같은 독특한 해부학 적 랜드 마크를 사용하여 현재 해부학 적 영역을 식별하십시오. 자궁 경부 부위의 BAT를 식별하려면 세 번째 자궁 경부 척추의 축 보기로 이동하십시오. 척추의 가시 과정 주위목 근육을 피하고 하악의 하부 가장자리에 단지 후방을 만드는, 지방 조직 depo의 측면에 ROI를 시작합니다.지금, 대사 활동이 일어나는 경우에만 피하 지방 조직을 신중하게 포함시킴으로써 등소 자궁 경부 부위에서 BAT를 식별한다. supraclavicular 지역에서 BAT를 식별하려면, 가장 피상적 인 측면에 ROI를 그리는 것으로 시작, 매우 활성 BAT 지역에 가까운. 축기 부위의 BAT 를 식별하려면 팔이 몸통에서 분리되기 시작하지만 갈비뼈와 폐를 피하는 곳 근처의 BAT를 선택하십시오.중진 부위에서 박쥐를 식별하려면 흉골이 T2의 시작 부분에서 나타나기 시작하는 BAT를 선택하고 개인의 흉부 구멍의 앞쪽 영역 근처에서 XYphoid 프로세스가 끝날 때까지 ROI를 열등하게 계속하십시오. 척추의 가시 과정이 아니라 신체를 둘러싼 BAT 주위에 ROI를 그려 기생충 부위의 BAT를 식별합니다. 마지막으로, 대사 활동이 더 이상 존재하지 않을 때까지 신장을 직접 둘러싼 활성 지방을 추적하여 T12에 복부 영역에서 BAT를 식별합니다.마스크 탭을 선택하고 눌러 갈색 지방 ROI 편집기에서 BAT 마스크를 생성하고 마스크 PET를 만듭니다. PET-CT 뷰어를 닫지만 개별 상자를 열어 둡니다. 그런 다음 새 PET-CT 뷰어 창을 다시 엽니다.표시되는 대화 상자에서 다음 확인란을 선택합니다. CT 세트와 최신 PET 세트입니다. PET-CT 이미지의 뷰를 간구로 변경하고 동일한 처진 슬라이스에서 시작하여 지역 전체 분석을 위해 모든 ROI그리기를 시작합니다.그런 다음, C3의 상단에서 시작하여 ROI를 C7로 확장하여 자궁 경부 ROI를 끌어서 레이블을 지정하여 ROI를 닫기 전에 C7의 본체 아래에 선을 그립니다. 이제, 무변 ROI를 그리고 레이블을 지정합니다. C7에서 시작하지만 ROI를 T3로 확장하면서 흉부 척추의 체체는 포함하지 않습니다. 그런 다음 ROI의 왼쪽 경계를 흉골의 주브리움 꼭대기까지 확장합니다.부조류 ROI를 그리기 및 라벨을 부착하려면 T3에서 시작하지만 ROI를 T7로 확장하면서 흉부 척추의 본체는 포함하지 않습니다. 그런 다음, 흉골의 몸체의 짧은 ROI의 왼쪽 경계를 확장합니다. 단일 ROI 내에서 전체 흉골을 포괄하여 중간 ROI를 그리기 및 레이블을 지정합니다. 다음으로, ROI 내의 모든 흉부 척추를 포함하여 T1에서 시작하여 기생충 ROI를 그리기 및 라벨을 붙입니다.L1의 상단에서 시작하여 복부 ROI를 그리기 및 라벨을 지정하고 복부 ROI 내의 이전 부위중 어느 한 쪽에서설명되지 않은 모든 BAT를 포함한다. 마지막으로, 도소체르비칼 ROI를 그리기 및 라벨. 자궁 경부 및 파라척추 부위의 상단 근처의 등쪽 피하 지방 영역을 포함하십시오.이것은 피사체의 몸이 스캔 침대와 접촉한 곳입니다. 모든 영역의 ROI를 표시하려면 모두 표시합니다. 이제 겹치거나 과소 평가되지 않도록 모든 ROI를 정렬합니다.인접한 ROI의 둘레를 서로 배치하여 BAT가 두 영역에 포함되지 않고 모든 영역에서 BAT가 누락되지 않도록 합니다. BAT 정량화에서 거짓 긍정을 피하려면 ROI를 그릴 때 PET, CT 및 해부학 적 정보를 모두 고려해야합니다. 감기 자극 대상에서 전신 BAT를 정량화할 때 를 포함시키고 피하는 몇몇 일반적인 지역은 타액 선지 대 신진대사 활성 자궁 경부 BAT, 성대 및 갑상선과 같은 표시됩니다.또한, 공기와 고체 조직의 경계 근처에 떨고 근육을 떨고 있는 동안, supraclavicular BAT를 포함 해야 합니다. 마지막으로, 복부 BAT를 포함 할 때, 신장의 칼립을 피하십시오. 각 축 슬라이스의 ROI가 컴파일된 후 BAT 침전물은 각 기동에서 분할되어 지역 BAT 활성화의 내부, 중간, 개별 차이를 검사할 수 있습니다.여기에 표시된 지역은 자궁 경부, 편도, 축가, 근간, 기생충, 복부 및 등소 자궁 경부를 포함합니다. 모든 영역이 있는 합성 이미지도 표시됩니다. 이미지 프레임 내에서 식별 가능한 장기와 구조를 사용하여 신체의 위치를 이해하고 구조가 진정으로 갈색 지방인지 여부를 결정하는 것이 중요합니다.궁극적으로 딥 러닝이나 AI 방법론을 사용하여 자동화된 방법을 개발할 수 있기를 바랍니다. 자동화된 방법이 BAT를 식별하는지 확인하기 위해서는 갈색 지방의 상세한 아틀라스를 만드는 것이 필수적입니다. 이 이미지 처리 방법을 사용하여, 우리는 인간의 갈색 지방 조직의 정량적이고 비침습적지도를 개발했습니다.이 방법으로, 연구원은 인간에 있는 살균형 BAT의 더 포괄적인 비교를 만들 수 있습니다.

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Research

연구

JoVE Journal

Medicine

의학

18F-FDG PET/CT를 사용한 활성 인간 갈색 지방 조직의 전신 및 부위 정량화

마우스 갈색 지방 조직 (BAT)의 기능 영상의 방식은 BAT에서 18F-Fluorodeoxyglucose의 냉 자극 이해 (FDG)가 아닌 invasively 표준화 micro-PET/CT 프로토콜로 과세되는 설명되어 있습니다. 이 방법은 마우스 모델에서 BAT 활동의 차이를 감지 할 강력하고 민감하다.

FDG micro-PET/CT와 마우스의 브라운 지방의 기능 영상

이 비디오 보고서에서는 활성화 및 우울한 조건에서 마우스의 견갑골 갈색 지방 조직에 대한 Cerenkov Luminescence Imaging(CLI)의 적용을 보여줍니다.

견갑골 갈색 지방 조직의 Cerenkov 발광 이미징

여기에 제시된 방법은 18 F-Fluorodeoxyglucose를 사용 (18 F-FDG) 양전자 방출 단층 촬영 / 전산화 단층 촬영 (PET-CT) 및 지방 물 분리 자기 공명 영상 (MRI), 각각 thermoneutral에 2 시간 노출 (24 ° C 다음 스캔 ) 및 성인 인간을 대상으로 갈색 지방 조직 (BAT)을지도하기 위해 추운 환경 (17 ° C).

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

마이크로 PET/MR 이미징 기반 접근법을 사용하여 마우스에서 열원성 지방 창고의 기능적 이미징 및 정량화.

[18F]FDG 마이크로 PET/MR 이미징을 사용한 마우스의 갈색 및 베이지 지방 조직의 시각화 및 정량화

여기에서 우리는 갈색 지방 조직(BAT) 활동이 인간 대사에 미치는 영향의 생리학적 중요성을 정량화하기 위한 프로토콜을 제시합니다. 이것은 탄수화물 부하와 간접 열량계를 쇄골 상 온도 변화의 측정과 결합하여 달성됩니다. 이 새로운 접근법은 인간의 BAT 열 발생에 대한 약리학적 표적을 개발하는 데 도움이 될 수 있습니다.

간접 열량계, 적외선 체온 측정 및 혈당 수치의 조합을 사용하여 인간의 갈색 지방 조직 열 발생을 측정합니다.

여기에서 우리는 인간과 실험실 동물에서 식사 후 갈색 지방 조직 활성을 측정하기 위한 프로토콜을 제시합니다.

갈색 지방 조직 활동의 변화를 감지하기 위한 적외선 열화상 촬영

비 invasively 죽상 경화증을 식별하고, 여기서 우리가 FDG-PET/CT가 atherosclerotic 플라크 활동 및 혈관 염증을 감지하고 계량하는 데 사용할 수있는 방법을 설명하는 훌륭한 필요가있다.

Atherosclerotic 플라크 현황 및 혈관 염증의 부량 사용하여 [을 18-F] Fluorodeoxyglucose 양전자 방출 Tomography / 계산된 Tomography (FDG-PET/CT)

CD4 열거 방법, α-테스트는 신속하고 정확한 CD4 카운트를 제공하기 위해 전체 타액을 사용하는 설명되어 있습니다. α-테스트 비용 동전과 같은 단클론 항체, 계측, 냉동, 샘플 운송뿐만 아니라 수집 및 혈액의 처리와 같은 기술 교육, 값비싼 시약의 필요성을 없애줍니다.

α-테스트 : 전체 타액을 사용하여 빠른 셀 프리 CD4의 열거

우리는 여기에서 비 침습적 18F-fluorodeoxyglucose와 양전자 방출 단층 촬영을 이용하여 급성 이식 거부 반응을 평가하기 위해 쥐의 신장 이식 모델을 제시한다.

쥐 신장 이식 후 급성 동종 이식 거부의 비 침습 이미징 사용<sup&gt; 18</sup&gt; F-FDG PET

뇌허혈로 인한 뇌 손상은 주사 가능한 방사성 프로브인 18F-fluorodeoxyglucose와 결합된 전임상 양전자 방출 단층 촬영을 사용하여 쥐에서 비침습적으로 이미지화하고 연구할 수 있습니다. 또한 VOI(Volume of Interest) 뇌 템플릿을 포함하는 최신 소프트웨어 도구를 사용하면 이러한 연구에서 수집한 정량적 정보가 크게 증가합니다.

과 양전자 방출 단층 촬영을 이용하여 비 침습적 영상 및 뇌허혈의 분석 생활 쥐<sup&gt; (18)</sup&gt; F-FDG

배우세요 18F-FDG PET/CT를 사용하여 활성 갈색지방조직(BAT)을 정량화하는 방법을. 이 기법은 대사 건강 연구에서 거짓 양성을 줄이고 정확한 BAT 측정을 제공합니다.

몸 전체와 활성 인간의 지역 정량화 갈색 지방 조직 ¹⁸F FDG PET/CT를 사용 하 여

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