Human Brown VetWeefsel Depots automatisch gesegmenteerd op basis van Positron Emissie Tomografie / Computed Tomography en geregistreerde Magnetic Resonance Images

Het doel van deze procedure is om zowel thermoneutrale als koudgeactiveerde PET-CT te gebruiken om deposito's van bruin vetweefsel automatisch te segmenteren en deze toe te passen op geregistreerde MRI-scans van hetzelfde subject. Dit wordt bereikt door eerst zowel thermoneutrale als koudgeactiveerde MRI- en PET-CT-scans van hetzelfde subject te verkrijgen. De tweede stap bestaat uit het ruimtelijk registreren van alle vier de scans van één subject.

Vanwege de moeilijkheid bij het registreren van beelden van het gehele lichaam moet de focus liggen op een nauwkeurige registratie van de supraclaviculaire regio. Vervolgens worden de geregistreerde koud-geactiveerde en thermoneutrale PET-CT-scans van één proefpersoon gebruikt om de BAT-regio's voor die specifieke proefpersoon te definiëren. De laatste stap is het toepassen van de BAT-interesseregio's op de MRI-scans die zijn geregistreerd aan de PET-CT-scans van dezelfde proefpersoon.

Uiteindelijk biedt deze procedure kwantitatieve MRI-metrieken in bruin adipose weefsel door gebruik te maken van automatisch gegenereerde BAT-interessesgebieden in plaats van handmatig gedefinieerde gebieden. Het belangrijkste voordeel van deze techniek ten opzichte van bestaande methoden die worden gebruikt in studies naar menselijk bruin adipose weefsel, is dat deze techniek MRI- en PET-CT-scans verwerft en combineert onder zowel thermoneutrale als koudgeactiveerde condities bij hetzelfde subject. Met de MRI-metrieken die door deze benadering worden verkregen, kan het mogelijk zijn om kernvragen te beantwoorden, zoals de prevalentie en ruimtelijke distributie van menselijk bruin adipose weefsel met enkel MRI. Ter voorbereiding van de temperatuurgecontroleerde kamer.

Gebruik voor MRI een kleine kamer voor lagere temperaturen; handhaaf de kamertemperatuur met een draagbare airconditioner en een roterende vloerventilator om de koele lucht te laten circuleren. Wanneer warmere temperaturen gewenst zijn, gebruik dan een programmeerbare draagbare kachel die oscilleert om de warme lucht in de kamer te verspreiden. Laat de proefpersoon standaard medische shorts en een standaard medisch shirt aantrekken voordat hij of zij de temperatuurgecontroleerde kamer betreedt.

Verwijder de sokken en schoenen. Meet de lengte, het gewicht en de middelomtrek van de proefpersoon nadat deze is omgekleed in de standaardkleding. Meet daarnaast de lichaamstemperatuur van de proefpersoon met een sublinguale thermometer.

Instrueer de proefpersoon vervolgens om de temperatuurgecontroleerde ruimte te betreden. Verzoek de proefpersoon om rustig te gaan zitten en geen activiteiten uit te voeren die de lichaamstemperatuur kunnen beïnvloeden, zoals sporten, typen of in slaap vallen. Nadat de proefpersoon een uur in de ruimte heeft gezeten, wordt de lichaamstemperatuur opnieuw gemeten met een sublinguale thermometer.

Na het tweede uur van het zitten in de temperatuurgecontroleerde ruimte wordt de lichaamstemperatuur voor een derde maal gemeten met een sublinguale thermometer. Indien de koude MRI wordt uitgevoerd, wordt het koude vest bij de proefpersoon aangetrokken voordat deze de temperatuurgecontroleerde ruimte verlaat. Na twee uur in de temperatuurgecontroleerde ruimte wordt de proefpersoon in een rolstoel naar de MRI-scanner getransporteerd.

Voer MRI-scans uit met een drie Tesla MRI-scanner, uitgerust met een parallelle zendcapaciteit over twee kanalen. Gebruik een extra grote 16-kanaals torso-ontvangstspoel en een aangepaste tafelophanging. De anterieure zijde van de torso.

Ontvang de spoel aan de bovenzijde van de scanneropening. Laat de spoel in een stoffen draagband laag genoeg hangen om tegen het lichaam van de proefpersoon te kunnen schuiven, om zo de signaal-ruisverhouding te maximaliseren.

Plaats het achterste gedeelte van de torso-ontvangerspoel in een rolwagen voor spoelen, ingeklemd tussen twee lagen van het tafelblad terwijl de tafel door de scannerboring beweegt. Houd de spoelwagen op ISO-centrum met riemen die aan de scannerkappen aan de voor- en achterzijde van de scanner zijn bevestigd, zodat het achterste spoelelement stationair blijft. Positioneer het subject op het bed om met de voeten eerst de scanner in te gaan.

Verwijder eerst het vest voordat de proefpersoon in rugligging gaat liggen. Laat de proefpersoon vervolgens beide armen in een zak plaatsen, vergelijkbaar met een kussensloop, en de armen aan weerszijden van het lichaam laten zakken. Om verschillen in de positionering van de proefpersoon tussen MRI- en PET-CT-scans te minimaliseren, is het belangrijk dat de proefpersoon op een natuurlijke wijze op de scantafel gaat liggen, dat bij elke scan dezelfde hoeveelheid kussenvulling onder het hoofd wordt gebruikt en dat de zak van de kussensloop wordt gebruikt om de armen te ondersteunen.

Elke ondersteuning die voor de proefpersoon tijdens een scan wordt gebruikt, zoals een kussen onder de knieën of de onderrug, moet voor die proefpersoon altijd op dezelfde manier worden toegepast. Zodra de proefpersoon correct is gepositioneerd, wordt er een vet-water MRI gemaakt met een multi-stack, multi-slice, multi-facet field echo acquisitie met zeven stacks van 20 axiale coupes. De coupes bestrijken het gebied van de kruin tot het bovenbeen en zijn opeenvolgend, met een gat van 0 mm tussen de coupes.

Laat een CT-technoloog voor PET-scans een IV-poort plaatsen in een hand- of armader van het subject. Deze IV-poort stelt de radiologietechnicus in staat om de radiotracer later te injecteren wanneer het subject in de temperatuurgecontroleerde kamer zit. Nadat de temperatuurgecontroleerde kamer zoals eerder beschreven is ingericht, instrueert u het subject om binnen te gaan.

Vraag de proefpersoon om rustig te gaan zitten en geen activiteiten uit te voeren die de lichaamstemperatuur kunnen beïnvloeden. Nadat de persoon een uur in de kamer heeft gezeten, wordt de lichaamstemperatuur opnieuw gemeten met een sublinguale thermometer. Na het eerste uur in de temperatuurgecontroleerde kamer laat de radiologisch laborant de injectie met fluorodeoxyglucose via de IV-poort toedienen.

Injecteer 0,14 mCi per kilogram F 18 FDG. Bereken de exacte dosering op basis van het specifieke gewicht van het subject. Meet na het tweede uur zitten in de temperatuurgecontroleerde ruimte de lichaamstemperatuur opnieuw met een sublinguale thermometer.

Na twee uur in de temperatuurgecontroleerde ruimte wordt het subject in een rolstoel naar de PET-CT-scanner getransporteerd. Voer PET-CT-scans uit op een Discovery C en treat lead PET-CT-scanner. Positioneer het subject op de tafel om met het hoofd eerst in rugligging de scanner in te gaan.

Laat de proefpersoon, zodra deze ligt, beide armen in een zak plaatsen die vergelijkbaar is met een kussensloop en breng de armen naar weerszijden van het lichaam. Dit helpt ervoor te zorgen dat de schouders tijdens zowel de MRI- als de PET-CT-examens op een vergelijkbare manier gepositioneerd zijn, wat de co-registratie van de beelden vergemakkelijkt. Het beeldveld van de PET-CT-scan beslaat het gebied van de kruin tot het midden van de dij in zeven tot negen bedposities, afhankelijk van de lengte van de proefpersoon.

Verwerf de PET-CT-beelden met behulp van de aanbevolen PET-CT-parameters die in het tekstprotocol worden vermeld. Ga verder met de verwerking en analyse zoals gedetailleerd in het tekstprotocol. Het verkrijgen van zowel MRI- als PET-CT-scans bij hetzelfde subject en het uitvoeren van co-registratie op alle scans maakt een betrouwbare meting van kwantitatieve MRI mogelijk.

De hier getoonde metrieken van BAT zijn onbewerkte warme en koude PET-CT- en MRI-scans van één proefpersoon. Door zowel warme als koude PET-CT-gegevens te verkrijgen, is het mogelijk om de koudgeactiveerde bat-depots duidelijk te onderscheiden door de verhoogde 18F-FDG-opname. Hier is de axiale doorsnede op claviculair niveau na reregistratie weergegeven.

De verhoogde 18 FFDG-opname waargenomen in de koude PET-scan vindt plaats in het vetweefsel van de supraclaviculaire regio. De MRI-vetaandeel-fractie in deze regio ligt tussen de 50 en 80%, vergelijkbaar met eerdere onderzoeken. Na het co-registreren van alle vier de scans is het mogelijk om een proefpersoonspecifiek vetmasker te maken met behulp van criteria afgeleid van de PET-CT-beelden.

Dit masker kan vervolgens worden toegepast op de vier gecoregistreerde scans om beeldmetrieken in de BAT-depots te verkrijgen, zoals hier wordt getoond voor één subject. Het toepassen van het BAT-masker op de geregistreerde scans resulteert in numerieke waarden van de verkregen gegevens, gepresenteerd als een gemiddelde N 95%betrouwbaarheidsinterval. Bij het uitvoeren van deze procedure is het belangrijk om te onthouden dat het subject voor elk van de vier scans altijd op dezelfde manier moet worden gepositioneerd, aangezien dit de co-registratie van de beelden na deze procedure aanzienlijk verbetert.

Door de toevoeging van andere MRI-methoden, zoals diffusiegewogen beeldvorming, perfusie en thermometrie, zou het mogelijk moeten zijn om de ruimtelijke distributie en prevalentie van bruin vetweefsel bij mensen te bestuderen.