Artykuł metodologiczny

Kwantyfikacja całego ciała i regionu aktywnej ludzkiej brunatnej tkanki tłuszczowej przy użyciu 18F-FDG PET/CT

10.8K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/58469

⸱

1 kwietnia 2019

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Diabetes, Endocrinology, and Obesity Branch, National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases, National Institutes of Health, 2National Cancer Institute, National Institutes of Health, 3Division of Nuclear Medicine and Molecular Imaging, Department of Radiology, Beth Israel Deaconess Medical Center, Harvard Medical School

W tym artykule

Podsumowanie

Korzystając z darmowego, otwartego oprogramowania, opracowaliśmy analityczne podejście do ilościowego określania całkowitej i regionalnej objętości brunatnej tkanki tłuszczowej (BAT) oraz aktywności metabolicznej BAT przy użyciu 18F-FDG PET/CT.

Streszczenie

U zwierząt endotermicznych, brunatna tkanka tłuszczowa (BAT) jest aktywowana do wytwarzania ciepła w celu obrony temperatury ciała w odpowiedzi na zimno. Zdolność BAT do wydatkowania energii sprawiła, że stał się on potencjalnym celem dla nowych terapii mających na celu złagodzenie otyłości i związanych z nią zaburzeń metabolicznych u ludzi. Chociaż tkanka ta została dobrze przebadana na małych zwierzętach, zdolność termogeniczna BAT u ludzi pozostaje w dużej mierze nieznana ze względu na trudności w pomiarze jej objętości, aktywności i dystrybucji. Identyfikacja i ilościowe określenie aktywnych BAT u człowieka jest zwykle przeprowadzane przy użyciu pozytonowej tomografii emisyjnej 18F-fluorodeoksyglukozy (18F-FDG) i tomografii komputerowej (PET/CT) po ekspozycji na zimno lub aktywacji farmakologicznej. W tym miejscu opisujemy szczegółowe podejście do analizy obrazu w celu ilościowego określenia BAT całego ciała człowieka na podstawie 18skanów PET/CT F-FDG przy użyciu oprogramowania typu open source. Demonstrujemy rysunek określonych przez użytkownika obszarów zainteresowania w celu identyfikacji metabolicznie aktywnej tkanki tłuszczowej przy jednoczesnym unikaniu typowych tkanek innych niż BAT, pomiaru objętości i aktywności BAT oraz dalszego scharakteryzowania jej anatomicznego rozmieszczenia. Chociaż to rygorystyczne podejście jest czasochłonne, wierzymy, że ostatecznie zapewni podstawę do opracowania przyszłych zautomatyzowanych algorytmów kwantyfikacji BAT.

Wprowadzenie

Rosnące rozpowszechnienie otyłości na całym świecie1 skłoniło do zbadania nowych metod leczenia zapobiegającego i łagodzącego otyłość i związane z nią powikłania. Otyłość jest częściowo spowodowana nadmiarem energii zmagazynowanej w białej tkance tłuszczowej (WAT) w postaci trójglicerydów2. Brunatna tkanka tłuszczowa (BAT) różni się od WAT przede wszystkim wyższą zawartością mitochondriów, mniejszymi i wielopłatkowymi kropelkami lipidów, wyraźnym rozmieszczeniem anatomicznym, większym unerwieniem współczulnym i zdolnością wytwarzania ciepła. Chociaż kiedyś uważano, że BAT występuje tylko u małych ssaków i noworodków, obecność funkcjonalnego BAT została potwierdzona u dorosłych ludzi w 2009 roku3,4,5. Zdolność termogeniczna ludzkiego BAT nie jest jeszcze znana, ale szeroko zakrojone badania na małych zwierzętach wykazały, że termogeneza bez dreszczy może stanowić do 60% ich metabolizmu podczas ekspozycji na zimno6. W rezultacie, ludzki BAT jest obecnie badany jako cel w leczeniu i profilaktyce otyłości i powiązanych zaburzeń7. Kilka badań klinicznych wykazało, że termogeneza BAT koreluje ze zwiększonym wychwytem glukozy i wydatkiem energetycznym po aktywacji przez łagodną ekspozycję na zimno8,9,10. Jednak wkład BAT w termogenezę wywołaną zimnem pozostaje kontrowersyjny11,12,13,14, a wiele dyskusji koncentruje się wokół sposobu ilościowego określenia ludzkiego BAT15. Aby lepiej zrozumieć, czy termogenezę BAT można wykorzystać do walki z otyłością, kluczowe znaczenie ma dokładny pomiar jej objętości i aktywności metabolicznej.

Uzyskanie precyzyjnych pomiarów BAT jest trudne ze względu na unikalny anatomiczny rozkład BAT u ludzi. BAT jest rozprowadzany w białych magazynach tłuszczowych na szyi, klatce piersiowej i brzuchu w miejscach niedostępnych dla nieskomplikowanych biopsji14. Autopsje zostały wykorzystane do scharakteryzowania BAT anatomicznie16, ale są niewykonalne dla większości laboratoriów badawczych przeprowadzających duże badania i nie mogą dostarczyć informacji podłużnych lub funkcjonalnych. Ponieważ BAT ma podobną gęstość do WAT i może występować w wąskich warstwach powięziowych lub w małych kieszeniach przeplatanych WAT16, trudno jest go zidentyfikować przy użyciu pojedynczej, konwencjonalnej techniki obrazowania. Ta niejednorodność sprawia również, że automatyczna kwantyfikacja BAT jest trudniejsza niż kwantyfikacja struktur jednorodnych, takich jak wątroba17.

Aby sprostać tym wyzwaniom, objętość i aktywność BAT są zwykle oznaczane ilościowo za pomocą sprzężenia tomografii komputerowej (CT) i pozytonowej tomografii emisyjnej (PET). Znakowany radioizotopowo analog glukozy 18F-fluourodeoksyglukoza (18F-FDG) jest najczęściej stosowanym znacznikiem do badania aktywności metabolicznej BAT18. Tkankę tłuszczową można odróżnić od innych tkanek i powietrza na podstawie informacji o gęstości dostarczonych przez obraz CT w jednostkach Hounsfielda (HU). Obrazy PET pokazują ilość 18F-FDG pobranych do objętości tkanki w jednostkach o standaryzowanych wartościach wychwytu (SUV). Aktywny BAT można oddzielić od tkanki o nieznacznym wychwycie znacznika, w tym WAT i nieaktywnego BAT, poprzez jednoczesną rejestrację obrazów PET z odpowiednimi skanami CT i wybór odpowiedniego progu SUV.

W tym artykule staramy się przedstawić krok po kroku podejście z filmem instruktażowym, który może być wykorzystany przez badaczy klinicznych do ilościowego określenia ludzkiego BAT za pomocą 18skanów F-FDG PET/CT. Ta technika analizy obrazu jest idealnie stosowana po wystawieniu osoby (osób) na działanie zimna lub leczeniu farmakologicznymi stymulantami BAT. W szczególności pokazujemy użytkownikom, jak konstruować obszary zainteresowania (ROI) przy jednoczesnej minimalizacji wyników fałszywie dodatnich za pomocą bezpłatnego oprogramowania do przetwarzania obrazów (ImageJ) o otwartym kodzie źródłowym ze specjalną wtyczką (petctviewer.org). Wynik tego podejścia może być wykorzystany do badania objętości BAT, aktywności (wychwytu glukozy) i rozkładu anatomicznego u poszczególnych badanych.

Protokół

Wszystkie obrazy PET/CT pokazane w tym manuskrypcie zostały uzyskane od uczestników protokołu National Institutes of Health nr 12-DK-0097 (identyfikator ClinicalTrials.gov NCT01568671). Wszyscy uczestnicy wyrazili pisemną świadomą zgodę, a wszystkie eksperymenty zostały zatwierdzone przez Instytucjonalną Komisję Rewizyjną Narodowego Instytutu Cukrzycy i Chorób Trawiennych i Nerek.

1. Instalacja oprogramowania

  1. Pobierz ImageJ z imagej.net lub skorzystaj z linku w petctviewer.org, aby pobrać Fiji.
    Uwaga: 64-bitowa wersja ImageJ jest wymagana w przypadku zestawów zawierających ponad 1000 obrazów.
  2. Pobierz i zainstaluj wtyczkę PET/CT Viewer do ImageJ, postępując zgodnie z instrukcjami instalacji podanymi na petctviewer.org. Zapoznaj się z tą witryną, aby uzyskać obszerny przewodnik po przeglądarce PET/CT Viewer i pamiętaj, aby sprawdzać regularne aktualizacje oprogramowania oraz link do ogólnych instrukcji (http://sourceforge.net/p/bifijiplugins/wiki/Brown%20fat%20Volume/).

2. Wczytywanie obrazów PET/CT

  1. Prześlij następujące trzy stosy obrazów do wtyczki PET/CT Viewer: PET z korekcją tłumienia (CPet), PET z korekcją tłumienia (UPet) i CT z korekcją tłumienia (CT). Prześlij obrazy za pomocą jednej z dwóch metod (Rysunek 1).
    1. Metoda 1: Przeciągnij i upuść
      1. Przeciągnij i upuść z zestawów plików CT, CPet i UPet eksploratora plików.
      2. Kliknij "tak" na trzech wyświetlonych monitach (Otwórz wszystkie obrazy X w "folderze" jako stos), pozostawiając pola wyboru w podpowiedziach niezaznaczone.
      3. Po załadowaniu wszystkich trzech zestawów obrazów przejdź do paska narzędzi ImageJ, wybierz "wtyczki" i przewiń menu rozwijane w dół, aby wybrać "Przeglądarka Pet-ct".
    2. Metoda 2: Przeczytaj badania z płyty CD lub lokalizacji na dysku:
      1. Przypisz nazwę lokalizacji do zestawu danych w zakładce "Konfiguracja". Przypisz "ścieżkę DICOM", klikając "Przeglądaj" i przechodząc do folderu pamięci wysokiego poziomu zawierającego wszystkie zestawy obrazów.
        Uwaga: DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) to format pliku powszechnie używany w przypadku obrazów medycznych, a "ścieżka DICOM" odnosi się do zestawu folderów zawierających wszystkie nieprzetworzone obrazy DICOM.
      2. Wróć do zakładki "Przeczytaj", w której poszczególne skany (z jednego tematu i jednej daty) będą mogły zostać wybrane do przetwarzania obrazu.
      3. Wybierz temat, naciśnij "Odczyt", a ImageJ automatycznie prześle wszystkie trzy powiązane zestawy i uruchomi przeglądarkę PET/CT.
  2. Załaduj wcześniej utworzony zestaw ROI z powrotem do przeglądarki PET/CT, klikając przycisk "załaduj" w edytorze "Brązowy tłuszcz, ROI".
    Uwaga: ImageJ pozwoli na załadowanie tylko pliku .csv ROI utworzonego z bieżącego zestawu obrazów CT, CPET i UPET.

3. Poruszanie się po wtyczce przeglądarki PET/CT

  1. Poczekaj, aż przeglądarka PET/CT pojawi się po załadowaniu jako nowe okno z trzema oddzielnymi widokami obrazów PET/CT, prezentowanymi pojedynczo lub w połączeniu.
    1. Kliknij przycisk "MIP" w lewym górnym rogu przeglądarki PET/CT, aby zastąpić jedno z dwóch pozostałych okien widokiem PET/CT z włączonym ekranem. Jeśli jednak ten przycisk zostanie kliknięty tylko raz, MIP nie będzie już dostępny.
      Uwaga: Projekcja MIP lub projekcja maksymalnej intensywności to dwuwymiarowy obraz całego ciała, na którym wyświetlane są tylko piksele o największej intensywności w każdym wycinku osiowym.
    2. Kliknij ponownie przycisk "MIP", aby przywrócić MIP; teraz powinny być dostępne widoki połączonych PET/CT, CT i MIP.
  2. Przełącz orientację obrazu MIP za pomocą przycisków ">>", "F" i "S" w górnej części przeglądarki PET-CT.
  3. Zmień orientację obrazów PET, CT i połączonych obrazów PET/CT na płaszczyznę osiową, czołową lub strzałkową za pomocą trzech przycisków po lewej stronie szkła powiększającego.
  4. Kliknij lupę na pasku narzędzi w górnej części przeglądarki PET-CT, aby przełączyć funkcję kółka przewijania myszy.
    1. Powiększ wszystkie widoki (z wyjątkiem MIP), przewijając z wybraną lupą.
    2. Poruszanie się po plasterkach we wszystkich widokach (z wyjątkiem MIP) przez przewijanie, gdy lupa nie jest wybrana.
      Uwaga: Kliknięcie MIP spowoduje również zmianę wycinków PET i CT na anatomiczne położenie na poziomie kursora.
  5. Wybierz "Edytuj" w lewym górnym rogu paska narzędzi i wybierz "Brązowy tłuszcz, ROI" z wyświetlonego menu rozwijanego. Pojawi się nowe okno dialogowe. Przed rozpoczęciem kwantyfikacji upewnij się, że wybrano następujące opcje:
    1. Zaznacz pola wyboru "Użyj SUV-a" i "Użyj CT".
    2. Wybierz jedno z trzech kryteriów włączenia wokseli ("Dowolne", "Średnia" lub "Wszystkie").
      Uwaga: "Any" zostało użyte w Leitner et al. 201719. Aby uzyskać szczegółowe wyjaśnienie innych opcji, zapoznaj się z petctviewer.org.
    3. Wybierz opcję "Wnętrze", aby zastosować algorytm wykrywania BAT w celu zbadania wokseli wewnątrz (a nie na zewnątrz) obszaru ROI.
  6. Wprowadź limity SUV dla BAT w pierwszym wierszu pól tekstowych tego okna dialogowego.
    1. Wprowadź dolną granicę SUV-a znormalizowaną do zmierzonej lub przewidywanej beztłuszczowej masy ciała danej osoby oraz górną granicę wystarczającą do uwzględnienia wysokich poziomów aktywności19,20.
      Uwaga: W poprzednich badaniach zgłoszono maksymalne BAT SUV-y o maksymalnej zawartości ~75 g/ml17; w związku z tym 100 g/ml jest rozsądną górną granicą.
  7. Wprowadź zakres gęstości BAT w drugim wierszu pól tekstowych.
    Uwaga: Dolna granica -300 HU i górna granica -10 HU były używane w Leitner et al. 201719, a zakres od -190 do -10 HU był również wcześniej zalecany21.
  8. Zaznacz pole wyboru znajdujące się poniżej "Vol*mean", aby wszystkie woksele uznane za BAT były podświetlone na niebiesko, gdy otwarte jest okno "brązowy tłuszcz, ROI".
    Uwaga: SUVmax pojawi się na czerwono, a regulowana liczba obok tego pola wyboru dyktuje grubość podświetlenia.
  9. Narysuj ROI
    1. Kliknij przycisk "Rysuj" w oknie dialogowym "brązowy tłuszcz, ROI". Wszystkie kliknięcia wykonane w oknie przeglądarki PET/CT będą traktowane jako punkty składające się na ROI.
      1. Kliknij w dowolnym miejscu w jednym z trzech widoków, aby rozpocząć rysowanie ROI.
        Uwaga: Do uzyskania zwrotu z inwestycji wymagane są co najmniej trzy punkty. Kliknij dwukrotnie za pierwszym lub drugim punktem, aby automatycznie usunąć punkty i wyjść z trybu rysowania ROI.
      2. Zamknij i zapisz ROI, klikając dwukrotnie po zdefiniowaniu więcej niż dwóch punktów.
  10. Kompilowanie ROI w celu uzyskania całkowitego wolumenu BAT
    1. Narysuj ROI w płaszczyźnie osiowej, aby uzyskać całkowitą objętość BAT.
      Uwaga: Najłatwiej jest uzyskać maksymalnie jeden zwrot z inwestycji na wycinek osiowy. Uwzględnienie więcej niż jednego zwrotu z inwestycji na wycinek może prowadzić do niezamierzonego nakładania się. Woksele zidentyfikowane jako BAT w nakładających się regionach byłyby wówczas wliczane więcej niż jeden raz do całkowitej objętości BAT.
    2. Ustaw początkowy i końcowy "limit wycinka" na ten sam wycinek, tak aby zwrot z inwestycji miał zastosowanie tylko do bieżącego wycinka osiowego (np. wycinek początkowy = 90 i wycinek końcowy = 90).
    3. Zakreślić jeden magazyn BAT (np. w lewej okolicy nadobojczykowej) bez wypełniania ROI. Kontynuuj zwrot z inwestycji, przedłużając linię łączącą w poprzek ciała do odległego segmentu BAT. Zamknij drugi magazyn BAT i kliknij dwukrotnie na wcześniej zidentyfikowany punkt na początku 2. regionu. W razie potrzeby dostosuj punkty zwrotu z inwestycji, aby jeszcze bardziej zmniejszyć prawdopodobieństwo fałszywych alarmów.
    4. Oznacz obszar zwrotu (ROI) na podstawie poziomu anatomicznego do wykorzystania w przyszłości, korzystając z pola tekstowego w lewym dolnym rogu okna dialogowego.
  11. Usuwanie niechcianych ROI
    1. Usuń niechciany zwrot z inwestycji zaraz po zakończeniu.
      1. Kliknij dwukrotnie w dowolnym miejscu przeglądarki PET/CT, aby zakończyć niechciany zwrot z inwestycji.
      2. Kliknij przycisk z ikoną kosza do recyklingu w oknie dialogowym "Brązowy tłuszcz, ROI".
      3. Kliknij "tak" po wyświetleniu monitu, czy użytkownik chce usunąć bieżący zwrot z inwestycji.
    2. Usuń wcześniej utworzony zwrot z inwestycji.
      1. Wybierz żądany zwrot z inwestycji za pomocą strzałek w górę lub w dół obok numeru ROI.
      2. Kliknij przycisk recyklingu.
        Uwaga: Po usunięciu ROI liczby powiązane z każdym ROI większym niż usunięty ROI zostaną odpowiednio przesunięte w dół (np. jeśli ROI #2 zostanie usunięty, ROI #3 stanie się #2, a ROI #4 stanie się #3 i tak dalej). Oznaczone zwroty z inwestycji ułatwiają ten proces.
  12. Oszczędność zwrotu z inwestycji
    1. Kliknij przycisk "Zapisz" i podaj nazwę pliku, aby zapisać zakończone ROI w pliku .csv.
      Uwaga: Zaleca się, aby ROI były zapisywane w odstępach po 10 wycinków, aby nie utracić postępu. Pliki .csv można otworzyć w edytorze tekstu lub arkuszu kalkulacyjnym i zawierają one wszystkie istotne dane dotyczące zidentyfikowanych BAT w każdym ROI, w tym objętość, aktywność, SUVmean itp. Zmiana wartości w programie arkusza kalkulacyjnego może zmienić format pliku i sprawić, że będzie on nieczytelny w ImageJ.

4. Kwantyfikacja BAT całego ciała

  1. Niniejsze ogólne wytyczne służą do identyfikacji BAT we wszystkich obszarach ciała.
    1. Unikaj odcinków tkanki graniczącej o dużej gęstości lub kontrastach aktywności, ponieważ drobne problemy ze współrejestracją mogą prowadzić do wyników fałszywie dodatnich.
      Uwaga: Należy pamiętać, że magazyny BAT są często symetryczne, co pomoże w wizualnej identyfikacji BAT.
  2. Korzystaj z unikalnych anatomicznych punktów orientacyjnych, takich jak kształt kręgów, inne struktury kostne i obecność narządów, aby zidentyfikować aktualny obszar anatomiczny. Unikaj struktur specyficznych dla regionu, o których wiadomo, że generują wyniki fałszywie dodatnie.
    1. Zidentyfikować BAT w odcinku szyjnym (kręgi C3-C7).
      1. Przejdź do widoku osiowego na trzecim kręgu szyjnym (C3).
        Uwaga: Regiony C1-C2 mogą również zawierać BAT, ale wykrywanie BAT może być zakłócone przez wysoki wychwyt FDG w mózgu i mięśniach szkieletowych.
      2. Rozpocznij ROI po bocznej stronie magazynu tkanki tłuszczowej, unikając mięśni szyi wokół wyrostka kolczystego kręgu i tworząc granicę tuż za dolną krawędzią żuchwy.
      3. Z wyłączeniem tarczycy, która może mieć podobną gęstość i poziom aktywności jak BAT (Rysunek 2A i 2B).
    2. Zidentyfikuj BAT w okolicy grzbietowo-szyjnej (kręgi C5-C7).
      1. Uwzględnij ten mały, podskórny magazyn BAT.
        Uwaga: Pojawia się symetrycznie w podskórnej tkance tłuszczowej grzbietu w pobliżu C5-C7, Ryc. 2B.
      2. Ostrożnie uwzględnij podskórną tkankę tłuszczową tylko tam, gdzie występuje aktywność metaboliczna.
    3. Zidentyfikować BAT w okolicy nadobojczykowej (kręgi C7-T3; Od przodu do kręgosłupa, od tyłu do śródpiersia)
      1. Rozpocznij rysowanie zwrotu z inwestycji z jednej strony najbardziej powierzchownej, blisko wysoce aktywnego regionu BAT.
        Uwaga: BAT mogą obejmować obszar wokół głowy kości ramiennej.
      2. Unikaj obszaru bezpośrednio nad tchawicą, w którym znajduje się tarczyca, i zamknij ROI, aby wykluczyć wyniki fałszywie dodatnie w pobliżu mięśni szyi i płuc
        3. .
    4. Zidentyfikować BAT w okolicy pachowej (kręgi T3-T7).
      1. Znajdź BAT pod pachą jako progresję z okolicy nadobojczykowej.
      2. Wybierz BAT w pobliżu miejsca, w którym ramię zaczyna oddzielać się od tułowia, ale unikaj żeber i płuc.
        Uwaga: Te magazyny tłuszczu ostatecznie przejdą do podskórnego WAT na linii środkowej pachy.
    5. Zidentyfikować BAT w okolicy śródpiersia (kręgi T1-T7; Przedni):
      Uwaga: W przypadku niektórych osób BAT mogą gromadzić się wokół całego mostka.
      1. Wybierz BAT, w którym mostek zaczyna pojawiać się na początku T2 w pobliżu najbardziej przedniego obszaru klatki piersiowej danej osoby, i kontynuuj ROI niżej aż do końca wyrostka mieczykowatego.
    6. Zidentyfikuj BAT w okolicy przykręgosłupowej (kręgi T1-T12), rysując ROI wokół BAT otaczającego ciało, a nie wyrostek kolczysty kręgu.
      1. Włączenie BAT przykręgosłupowego należy rozpocząć od momentu pojawienia się pierwszego żebra na dolnej krawędzi C7.
      2. Nie uwzględniaj obszarów między żebrami, w których zlokalizowane są mięśnie międzyżebrowe.
    7. Zidentyfikuj BAT w okolicy brzucha (gorszy od T12).
      1. Unikaj moczowodów, które mają podobną gęstość do BAT i bardzo wysoki poziom aktywności. (Rysunek 2D).
      2. Ślad aktywnego tłuszczu bezpośrednio otaczającego nerki, aż do momentu, gdy aktywność metaboliczna przestanie być obecna.
      3. Dostosuj ROI jamy brzusznej w tym obszarze, aby wykluczyć moczowody, jeśli woksel SUVmax pojawia się w lub w pobliżu przyśrodkowej części nerek.

5. Zapewnienie jakości

  1. Sprawdź MIP pod kątem oczywistych wyników fałszywie dodatnich po narysowaniu ROI na wszystkich wycinkach osiowych mierzonych od kręgów C3 do około L3-4.
  2. Upewnij się, że czerwony woksel SUVmax znajduje się w regionie, w którym występuje BAT, a nie w strukturach takich jak moczowody, które wykazują podobne wartości gęstości do BAT i bardzo wysokie wartości SUV.
  3. Zapisz końcowy plik .csv, gdy masz pewność, że wszystkie BAT zostały zidentyfikowane, a wszystkie wyniki fałszywie dodatnie zostały wykluczone.

6. Podział BAT na poszczególne magazyny

Uwaga: Poniższa sekcja skupia się tylko na ilościowym określaniu regionalnych składów BAT17. Kroki te nie są konieczne do uzyskania objętości i aktywności BAT całego ciała.

  1. Wygeneruj maskę BAT w edytorze "brązowy tłuszcz, ROI" (Rysunek 1).
    Uwaga: Maska jest zdefiniowana jako zregenerowany obraz PET zawierający tylko wartości SUV dla wokseli potwierdzonych jako BAT w ramach ROI utworzonych w poprzednich krokach tego protokołu. Wartość SUV dla wszystkich innych wokseli jest ustawiona na 0.
    1. Pozostaw przeglądarkę PET/CT otwartą ze wszystkimi zidentyfikowanymi BAT lub ponownie otwórz przeglądarkę PET/CT z menu rozwijanego "Wtyczki" i załaduj ROI zapisane powyżej.
      1. Otwórz trzy zestawy skanowania obiektu.
      2. Otwórz okno dialogowe "brązowy tłuszcz, zwrot z inwestycji".
    2. Wybierz zakładkę "maska" i naciśnij "Zrób zamaskowanego zwierzaka".
    3. Poczekaj, aż pojawi się dodatkowe okno z nazwą pliku zaczynającą się od "DUP_... "
    4. Zamknij przeglądarkę PET/CT, ale pozostaw otwarte poszczególne pola (z tomografią komputerową i skanami PET), a następnie ponownie otwórz nowe okno przeglądarki PET/CT.
    5. Zaznacz następujące trzy pola wyboru w wyświetlonym oknie dialogowym: zestaw CT, zestaw UPET i najnowszy zestaw CPET (tj. zestaw CPET znajdujący się najbliżej dołu listy) - jest to plik zawierający wygenerowaną wcześniej maskę.
    6. Zmień widok obrazów PET/CT na strzałkowy i zacznij rysować wszystkie ROI do analizy w całym regionie, zaczynając od tego samego wycinka strzałkowego.
      Uwaga: Orientacja obrazu MIP nie ulegnie zmianie. Również najbardziej centralny wycinek (tj. wzdłuż środka kręgosłupa) jest dobrym miejscem początkowym.
    7. Zmień limity wycinków, aby mieściły się w zakresie od wycinka 1 do ostatniego wycinka w analizowanym skanowaniu.
    8. Usuń zaznaczenie progu gęstości (HU) i zmień dolną granicę progu PET (SUV) na 0,01 SUV, aby wykluczyć wszystkie woksele inne niż BAT, które mają teraz wartość SUV równą 0. Zaznacz pole nad przyciskiem "Narysuj następny".
      1. Oznacz regiony, wpisując żądaną etykietę (np. "szyjka macicy", "nadobojczykowa" itp.) w polu tekstowym w lewym dolnym rogu okna dialogowego "Brązowy tłuszcz, ROI".
  2. Narysuj i oznacz ROI szyjki macicy (Rysunek 3a), zaczynając od góry C3 i przedłużając ROI do C7, rysując linię pod ciałem C7 przed zamknięciem ROI.
  3. Narysuj i oznacz ROI nadobojczykowy (Rysunek 3b).
    1. Zacznij od C7, ale nie uwzględniaj trzonu kręgów piersiowych podczas przedłużania ROI do T3, a następnie przedłuż lewą granicę ROI do górnej części manubrium mostka.
    2. Wyrównaj prawą granicę ROI w górę z przednią krawędzią trzonu kręgów piersiowych zawartych w tym obszarze.
  4. Narysuj i oznacz pachowy zwrot z inwestycji (Rysunek 3c).
    1. Zacznij od T3, ale nie uwzględniaj trzonu kręgów piersiowych podczas rozszerzania ROI do T7, a następnie przedłuż lewą granicę ROI poniżej korpusu mostka.
    2. Wyrównaj prawą granicę ROI z przednią krawędzią trzonu kręgów piersiowych zawartych w tym obszarze.
  5. Narysuj i oznacz ROI śródpiersia (Rysunek 3d), obejmując cały mostek w jednym ROI.
  6. Narysuj i oznacz przykręgosłupowy ROI (Rysunek 3e) zaczynając od T1, obejmując wszystkie kręgi piersiowe (do T12) w ROI.
    1. Wyrównaj lewą granicę ROI z przednią krawędzią trzonu kręgów piersiowych.
      Rozszerz prawe obramowanie ROI, tak aby uwzględniono wszystkie BAT w regionie.
  7. Narysuj i oznacz zwrot z inwestycji w brzuch (Rysunek 3f), zaczynając od góry L1 i uwzględniając wszelkie BAT, które nie zostały uwzględnione w żadnym z innych poprzednich regionów w ramach ROI brzucha.
  8. Narysuj i oznacz grzbietowo-szyjkowy ROI (Rysunek 3g).
    1. Uwzględnij obszar grzbietowej podskórnej tkanki tłuszczowej w pobliżu szyjki macicy i górnej części okolicy przykręgosłupowej; jest to miejsce, w którym ciało osoby badanej zetknęło się z łóżkiem skanującym.
  9. Zaznacz "pokaż wszystko", aby wyświetlić ROI ze wszystkich regionów, aby wyrównać wszystkie ROI, aby zapobiec nakładaniu się lub niedoszacowaniu.
    1. Obwód sąsiadujących obszarów roboczych należy ustawić równo ze sobą, tak aby w dwóch regionach nie uwzględniono żadnych BAT i aby we wszystkich regionach nie brakowało BAT.
    2. Obserwuj MIP zarówno z przodu, jak i z boku, aby sprawdzić, czy wszystkie plasterki są uwzględniane w wyznaczonych regionach. Sprawdź granice przekrojów, jeśli istnieją obszary, które nie są podświetlone na niebiesko (krok 6.2.2).
  10. Zapisz końcowe dane w nowym pliku .csv. Plik ten będzie zawierał regionalne sumy lub średnie dla wszystkich parametrów BAT z każdej zidentyfikowanej zajezdni.

Wyniki

Tkankę tłuszczową brunatną (BAT) kwantyfikuje się poprzez serię kroków przetwarzania obrazu po jego akwizycji, co przedstawiono na Rysunku 1. Progi PET i CT są wykorzystywane do identyfikacji wokseli, które są metabolicznie aktywne i wykazują gęstość charakterystyczną dla tkanki tłuszczowej. Jednak niektóre woksele spełniające te kryteria mogą występować w lokalizacjach anatomicznych, w których prawdopodobnie nie znajduje się BAT. Aby uniknąć takich wyników fałszywie dodatnich, podczas wyznaczania obszarów zainteresowania (ROI) należy brać pod uwagę informacje z PET, CT oraz dane anatomiczne (Rysunek 2). Na Rysunku 2 przedstawiono kilka typowych obszarów, które należy uwzględnić lub pominąć podczas kwantyfikacji BAT w całym organizmie u osób poddanych stymulacji zimnem, takich jak metabolicznie aktywna BAT szyjna vs. ślinianki, struny głosowe i tarczyca (Rysunek 2A i 2B); BAT nadobojczykowa vs. drżące mięśnie w pobliżu granic między powietrzem a tkanką stałą (np. mięśnie międzyżebrowe) (Rysunek 2C) oraz BAT brzuszna vs. kielichy nerkowe podczas usuwania znakowanej glukozy (Rysunek 2D). Po zestawieniu ROI dla każdego przekroju osiowego, depozyty BAT mogą zostać podzielone w płaszczyźnie strzałkowej w celu zbadania wewnątrz- i międzyindywidualnych różnic w regionalnej aktywacji BAT (Rysunek 3).

Proces badania PET-CT, segmentacja regionalna, ilościowa ocena BAT, schemat zidentyfikowanej maski BAT.
Rycina 1. Schematyczny przebieg etapów przetwarzania obrazu. W pierwszej kolejności obrazy PET oraz odpowiadające im obrazy CT są przesyłane do wtyczki PET/CT (A). Po wyznaczeniu osiowych ROI na każdym przekroju PET/CT (B), każdy woxel spełniający kryteria zarówno PET, jak i CT zostaje zidentyfikowany w kolorze niebieskim (C). Z tych zidentyfikowanych w BAT wokseli generowana jest maska (D), która zastępuje oryginalny skorygowany skan PET (E), a następnie w widoku strzałkowym następuje segmentacja depot (F). Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Analiza tomografii komputerowej, przekroje osiowe, ustawienie kręgów, schemat obrazowania medycznego, porównanie lokalizacji przekrojów.
Rysunek 2. Wybór obszaru zainteresowania (ROI) w osiowej projekcji BAT oraz obszary, których należy unikać w przypadku wielu depot BAT. Przekroje osiowe z połączonego obrazu PET/CT (kolumny 1 i 2) oraz obraz maksymalnej projekcji intensywności (MIP, kolumna 3) z zielonymi liniami wyznaczającymi wysokość przekroju z badania wykonanego po stymulacji zimnem. W kolumnach 1 i 2 zielone obszary ROI wyznaczono wokół obszarów o gęstości tkanki tłuszczowej, wysokim wychwycie FDG i lokalizacji anatomicznej, w której prawdopodobnie znajduje się aktywna BAT. Obszary anatomiczne, w których prawdopodobne nie jest występowanie BAT, zaznaczono na czerwono w kolumnie 2. Voksele spełniające kryteria PET i CT dla BAT zostały potwierdzone za pomocą programu ImageJ i zaznaczone na niebiesko. Przykłady pochodzą z: (A) przedniego depotu szyjnego, (B) depotu szyjnego na poziomie tarczycy, (C) depotu nadobojczykowego/pachowego w pobliżu drgających mięśni szkieletowych (t. j. (C) mięśnie międzyżebrowe oraz (D) depot brzuszny na poziomie moczowodów nerek. Prosimy kliknąć tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej figury.

Analiza obrazów tomografii komputerowej odcinków kręgosłupa (od szyjnego do piersiowego) w rzutach strzałkowym i czołowym; schemat anatomiczny.
Rycina 3. Regionalna segmentacja siedmiu obszarów BAT w widoku strzałkowym. Po wygenerowaniu obrazu „maski BAT”, zawierającego wyłącznie woksele PET wcześniej zidentyfikowane jako aktywna tkanka brunatna (BAT), można wydzielić następujące obszary za pomocą obszarów zainteresowania (ROI) wyrysowanych w płaszczyźnie strzałkowej: (A) szyjny (C3-C7), (B) nadobojczykowy (C7-T3, z wyłączeniem kręgów), (C) pachowy (T3-T7, z wyłączeniem kręgów), (D) śródpiersia (przednia część śródpiersia), (E) przykręgowy (T1-T12, od przedniej krawędzi kręgów do wyrostków kolczystych), (F) brzuszny (T12-L3, zaotrzewnowy) oraz (G) grzbietowo-szyjny (depozyt tłuszczowy odrębny od depozytu przykręgowego i położony za nim; w pobliżu obszaru szyjnego). Obraz złożony obejmujący wszystkie obszary przedstawiono w (H). Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Dyskusja

Od czasu potwierdzenia funkcjonalnego BAT u dorosłych ludzi istnieje duże zainteresowanie zrozumieniem roli BAT w fizjologii człowieka. Ponieważ jednak ta termogeniczna tkanka często znajduje się w wąskich płaszczyznach powięziowych, przeplatana białym tłuszczem i otaczająca inne narządy, trudno jest określić ilościowo. W 2016 r. międzynarodowy panel ekspertów BAT opublikował dokument konsensusu z zaleceniami dotyczącymi zgłaszania istotnych cech uczestników, kryteriami przygotowania uczestników oraz protokołem pozyskiwania obrazów PET/CT21. Zespół stwierdził również potrzebę większej spójności w przetwarzaniu PET/CT na potrzeby oznaczania ilościowego BAT, zauważając, że metody identyfikacji BAT są bardzo zróżnicowane i w większości przypadków przedstawiono jedynie ograniczone szczegóły procedury kwantyfikacji BAT. W rezultacie, podczas gdy doniesienia o odtwarzalności w badaniu są wysokie 22,23,24, znacznie różna objętość i aktywność BAT została zgłoszona przez grupy stosujące różne metody kwantyfikacji, nawet jeśli uczestnicy są w podobnym wieku, płci i BMI 25,26. Te niespójności utrudniają porównywanie wyników i doprowadziły do kontrowersji dotyczących ilości BAT u dorosłego człowieka15.

Nieodłącznym ograniczeniem przetwarzania obrazów PET/CT jest włączenie wokseli, które spełniają zarówno kryteria PET, jak i CT, ale znajdują się w lokalizacjach anatomicznych odpowiadających strukturom innym niż BAT. Idealna jednoczesna rejestracja obrazów PET i CT jest prawie niemożliwa ze względu na różnice w rozdzielczości i ruchu obiektu podczas skanowania. W związku z tym struktury graniczące z powietrzem lub kośćmi oraz obszary o wysokim wychwycie znaczników są często błędnie identyfikowane jako aktywne BAT. Aby ograniczyć włączanie fałszywie dodatnich wokseli, należy stosować kryteria PET i CT tylko w ramach ROI konstruowanych przez użytkowników. Jednak obecne podejścia do ilościowego określania BAT za pomocą określonych przez użytkownika zwrotów z inwestycji lub zautomatyzowanych analiz różnią się pod względem zaangażowania użytkowników i wymaganej wiedzy. Wykazaliśmy, że użycie pojedynczego, dwuwymiarowego, zdefiniowanego przez użytkownika koronalnego zwrotu z inwestycji zastosowanego do całego stosu obrazów może być bardziej podatne na uwzględnianie obszarów fałszywie dodatnich19. Kilka grup opracowało zautomatyzowane metody ilościowego określania BAT, które są w stanie szybko przetwarzać duże zbiory danych bez większego udziału użytkownika. Jednak metody te albo nie uwzględniają wszystkich potencjalnych regionów zawierających BAT, w szczególności w dolnej części ciała27, albo powodują stosunkowo wysoki odsetek wyników fałszywie dodatnich28 i fałszywie ujemnych26. Ponieważ objętość BAT u człowieka jest na ogół niska (<600 ml, czyli <2 % całkowitej masy ciała), małe błędy bezwzględne w oznaczaniu ilościowym mogą prowadzić do dużych różnic względnych.

Bardziej rygorystyczne podejście opisane w tym badaniu, polegające na rysowaniu ROI na każdym osiowym wycinku PET-CT, pozwala na wykrycie BAT w wąskich warstwach powięziowych, zapewniając jednocześnie większą pewność, że wyniki fałszywie dodatnie zostały wykluczone. W ten sposób uzyskuje się szczegółową kwantyfikację w odniesieniu do każdej jednostki, a nie binarną ocenę występowania lub braku BAT29. W związku z tym może być bardziej odpowiedni do kontrolowanych eksperymentów na małych próbach mających na celu zbadanie fizjologii BAT lub skutków interwencji. Co więcej, możliwość zdefiniowania składów BAT specyficznych dla danego regionu może zapewnić lepszy wgląd w znaczenie funkcjonalne BAT i pochodzenie rozwojowe. Uważamy, że te miary ilościowe są ważne nie tylko dla porównań w całej dziedzinie, ale także dla lepszego oszacowania wkładu BAT w metabolizm energetyczny i termoregulację u dorosłych ludzi.

Kilka cech anatomicznych BAT pomoże użytkownikom naszej metody ograniczyć włączenie fałszywie dodatnich wokseli. BAT zwykle występuje w ciągłych i symetrycznych warstwach powięziowych. W związku z tym, podczas rysowania i udoskonalania zwrotu z inwestycji, badanie górnych i dolnych warstw osiowych pod kątem ciągłości i symetrii wybranej tkanki tłuszczowej może pomóc użytkownikom zmaksymalizować włączenie tkanki tłuszczowej, jednocześnie minimalizując włączenie mięśni szkieletowych, kości i innych oczywistych struktur innych niż BAT. Aktywny BAT jest również rzadko obecny w podskórnych magazynach tłuszczu, dlatego zalecamy użytkownikom unikanie tych obszarów podczas konstruowania ROI. Jak zauważono w protokole, BAT jest rozmieszczony w kilku odrębnych regionach anatomicznych, w tym w odcinku szyjnym, grzbietowo-szyjnym, nadobojczykowym, pachowym, śródpiersiowym, przykręgosłupowym i brzusznym. Magazyny te są rozmieszczone w taki sposób, że jeden wycinek osiowy może zawierać więcej niż BAT z wielu magazynów. Na przykład wycinek osiowy w okolicy klatki piersiowej może zawierać BAT z magazynu śródpiersia (proksymalnego i przedniego), zajezdnia przykręgosłupowego (bliższego i tylnego, wzdłuż kręgosłupa) i zajezdni pachowej (bocznej i w pobliżu środkowej linii przednio-tylnej). Wiedza o tych magazynach zawartości może pomóc użytkownikom w tworzeniu zwrotów z inwestycji w różnych regionach ciała, ponieważ występują one we wcześniej opisanych lokalizacjach, które są w dużej mierze ciągłe, jak opisano w naszym protokole. Ponieważ jednak zachęcamy użytkowników do rysowania tylko jednego zwrotu z inwestycji na wycinek, aby uniknąć nakładania się zwrotów z inwestycji, wymagane są dodatkowe kroki generowania maski BAT i rysowania strzałkowych zwrotów z inwestycji w celu rozdzielenia wcześniej zidentyfikowanych wokseli BAT na odrębne regionalne magazyny, jeśli pożądane są informacje o dystrybucji BAT, tj. oddzielenie BAT śródśrodkowej, przykręgosłupowej i pachowej wykrytych w tym samym osiowym ROI na magazyny na podstawie lokalizacji strzałkowej (rysunek 3).

Oprogramowanie przeglądarki PET/CT może być również wykorzystywane do ilościowego określania aktywności tkanek innych niż BAT, na przykład drżących mięśni szkieletowych, które również odgrywają główną rolę w termogenezie indukowanej zimnem19 lub różnych obszarów mózgu lub wątroby, które zostały zasugerowane jako tkanki referencyjne do analizy PET/CT21. Jednak tkanki te będą miały gęstości i rozkłady anatomiczne, które różnią się od BAT i nie są przedmiotem naszego obecnego protokołu. Odsyłamy czytelników do dokumentu konsensusu w celu uzyskania bardziej szczegółowych informacji na te tematy21. Na koniec radzimy wszystkim użytkownikom, aby stale aktualizowali ImageJ i odwiedzali petctviewer.org w celu aktualizacji wtyczek i pomocy w zakresie oprogramowania.

Chociaż uważamy, że ta rygorystyczna metoda jest bardziej precyzyjna niż metody zautomatyzowane26,28 i metody, które wykorzystują uproszczony, pojedynczy zwrot z inwestycji do oszacowania całkowitej wielkości BATna poziomie 9,30, nie jest ona pozbawiona ograniczeń. Nie ma idealnej metody nieinwazyjnego ilościowego określania BAT u ludzi, a 18F-FDG reprezentuje jedynie wychwyt glukozy, który nie jest tym samym, co metabolizm glukozy11. Jednakże, mimo że zastosowano inne znaczniki promieniotwórcze 31,32,33, 18F-FDG jest najbardziej znanym znacznikiem używanym do badania ludzkich BAT. W związku z tym opracowanie ustandaryzowanych metod analizy 18obrazów PET/CT F-FDG PET/CT będzie nadal miało wpływ na badania nad fizjologią ludzkich BAT w dającej się przewidzieć przyszłości.

Proponowana przez nas metoda, polegająca na tworzeniu zwrotu z inwestycji na każdym wycinku osiowym zawierającym BAT przy jednoczesnym unikaniu typowych obszarów problemowych, jest pracochłonna i wymaga od użytkownika pewnej wiedzy na temat anatomii podłoża. Możliwe jest również, że rygorystyczna selekcja ROI może prowadzić do wyników fałszywie ujemnych, ponieważ można uniknąć niektórych magazynów zawierających BAT. Rysowanie ROI na każdym osiowym wycinku stopionego obrazu PET/CT pozwala na dokładne rozróżnienie między tkanką tłuszczową a sąsiednimi tkankami metabolicznie aktywnymi i/lub regionami dotkniętymi rozlaniem i częściowymi efektami objętości34. Jednak czas potrzebny na pełną analizę pojedynczego skanu może wynosić od trzech do ośmiu godzin, z możliwością skrócenia ram czasowych wraz z praktyką i doświadczeniem. Różne podejścia do uczenia maszynowego mogą być w stanie zmniejszyć nakład pracy i wiedzę specjalistyczną wymaganą do wykonania tego zadania. Jednak stworzenie bardziej zautomatyzowanej metody, która może dokładnie wykrywać BAT i jest odporna na wyniki fałszywie dodatnie spowodowane obecnymi ograniczeniami obrazowania, będzie wymagało dużego zestawu danych z osobnikami o zróżnicowanym składzie ciała i rozmieszczeniu BAT. Mamy nadzieję, że metoda ta może zostać wykorzystana do stworzenia szczegółowego atlasu BAT, który może posłużyć jako szablon dla bardziej wyrafinowanych podejść do dużych zbiorów danych.

Podsumowując, zademonstrowaliśmy podejście do analizy obrazu krok po kroku w celu ilościowego określenia objętości, aktywności i dystrybucji ludzkiej brunatnej tkanki tłuszczowej za pomocą skanów PET / CT wywołanych zimnem FDG. Kluczowe etapy obejmują: 1) ciągłą i sekwencyjną analizę osiowych zwrotów z inwestycji oraz 2) ocenę odpowiednich magazynów BAT na podstawie ich anatomicznego położenia, przy jednoczesnym unikaniu innych metabolicznie aktywnych tkanek. To rygorystyczne podejście do kwantyfikacji może być wykorzystywane przez badaczy w tej dziedzinie do badania fizjologii BAT i służyć jako standard odniesienia do opracowywania zautomatyzowanych podejść do kwantyfikacji BAT u ludzi w przyszłości.

Oświadczenia

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Podziękowania

Chcielibyśmy podziękować wszystkim ochotnikom, personelowi pielęgniarskiemu i klinicznemu oraz dietetykom z Centrum Klinicznego NIH za ich udział w naszych badaniach nad ekspozycją na zimno i opiekę zapewnioną podczas pobytów w szpitalu. Chcielibyśmy również podziękować dr Billowi Dieckmannowi za całą jego pomoc w pozyskiwaniu i dystrybucji obrazów PET-CT do naszych badań. Praca ta była wspierana przez Intramural Research Program of the National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases Grants Z01 DK071014 (dla K.Y.C.) i DK075116-02 (dla A.M.C.).

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Oprogramowanie ImageJ/FijiImageJhttps://imagej.net/Fiji/DownloadsOprogramowanie Open Source

Bibliografia

  1. Bovet, P., Chiolero, A., Gedeon, J. Health effects of overweight and obesity in 195 countries. The New England Journal of Medicine. 377 (15), 1495-1496 (2017).
  2. Maughan, R. Carbohydrate metabolism. Surgery (Oxford). 27 (1), 6-10 (2009).
  3. Cypess, A. M., et al. Identification and importance of brown adipose tissue in adult humans. The New England Journal of Medicine. 360 (15), 1509-1517 (2009).
  4. van Marken Lichtenbelt, W. D., et al. Cold-activated brown adipose tissue in healthy men. The New England Journal of Medicine. 360 (15), 1500-1508 (2009).
  5. Virtanen, K. A., et al. Functional brown adipose tissue in healthy adults. The New England Journal of Medicine. 360 (15), 1518-1525 (2009).
  6. Abreu-Vieira, G., Xiao, C., Gavrilova, O., Reitman, M. L. Integration of body temperature into the analysis of energy expenditure in the mouse. Molecular Metabolism. 4 (6), 461-470 (2015).
  7. Cypess, A. M., Kahn, C. R. Brown fat as a therapy for obesity and diabetes. Current Opinion in Endocrinology, Diabetes, and Obesity. 17 (2), 143-149 (2010).
  8. Orava, J., et al. Different metabolic responses of human brown adipose tissue to activation by cold and insulin. Cell Metabolism. 14 (2), 272-279 (2011).
  9. Chen, K. Y., et al. Brown fat activation mediates cold-induced thermogenesis in adult humans in response to a mild decrease in ambient temperature. The Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism. 98 (7), E1218-E1223 (2013).
  10. Ouellet, V., et al. Brown adipose tissue oxidative metabolism contributes to energy expenditure during acute cold exposure in humans. The Journal of Clinical Investigation. 122 (2), 545-552 (2012).
  11. Blondin, D. P., et al. Contributions of white and brown adipose tissues and skeletal muscles to acute cold-induced metabolic responses in healthy men. The Journal of Physiology. 593 (3), 701-714 (2015).
  12. Ruiz, J. R., Martinez-Tellez, B., Sanchez-Delgado, G., Aguilera, C. M., Gil, A. Regulation of energy balance by brown adipose tissue: at least three potential roles for physical activity. British Journal of Sports Medicine. 49 (15), 972-973 (2015).
  13. Bakker, L. E. H., et al. Brown adipose tissue volume in healthy lean south Asian adults compared with white Caucasians: a prospective, case-controlled observational study. The Lancet Diabetes & Endocrinology. 2 (3), 210-217 (2014).
  14. Lee, P., et al. Temperature-acclimated brown adipose tissue modulates insulin sensitivity in humans. Diabetes. 63 (11), 3686-3698 (2014).
  15. Jensen, M. D. Brown adipose tissue - not as hot as we thought. The Journal of Physiology. 593 (3), 489-490 (2015).
  16. Heaton, J. M. The distribution of brown adipose tissue in the human. Journal of Anatomy. 112 (Pt 1), 35-39 (1972).
  17. Chauvie, S., Bertone, E., Bergesio, F., Terulla, A., Botto, D., Cerello, P. Automatic liver detection and standardised uptake value evaluation in whole-body Positron Emission Tomography/Computed Tomography scans. Computer Methods and Programs in Biomedicine. , 47-52 (2018).
  18. Chondronikola, M., Beeman, S. C., Wahl, R. L. Non-invasive methods for the assessment of brown adipose tissue in humans. The Journal of Physiology. 596 (3), 363-378 (2018).
  19. Leitner, B. P., et al. Mapping of human brown adipose tissue in lean and obese young men. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 114 (32), 8649-8654 (2017).
  20. Martinez-Tellez, B., et al. The impact of using BARCIST 1.0 criteria on quantification of BAT volume and activity in three independent cohorts of adults. Scientific Reports. 8 (1), 8567(2018).
  21. Chen, K. Y., et al. Brown Adipose Reporting Criteria in Imaging STudies (BARCIST 1.0): recommendations for standardized FDG-PET/CT experiments in humans. Cell Metabolism. 24 (2), 210-222 (2016).
  22. Rasmussen, J. M., et al. Brown adipose tissue quantification in human neonates using water-fat separated MRI. PloS One. 8 (10), e77907(2013).
  23. Becker, A. S., et al. In-depth analysis of interreader agreement and accuracy in categorical assessment of brown adipose tissue in (18)FDG-PET/CT. European Journal of Radiology. 91 (18), 41-46 (2017).
  24. Lee, Y. -H., Hsiao, H. -F., Yang, H. -T., Huang, S. -Y., Chan, W. P. Reproducibility and repeatability of computer tomography-based measurement of abdominal subcutaneous and visceral adipose tissues. Scientific Reports. 7, 40389(2017).
  25. Lundström, E., Strand, R., Johansson, L., Bergsten, P., Ahlström, H., Kullberg, J. Magnetic resonance imaging cooling-reheating protocol indicates decreased fat fraction via lipid consumption in suspected brown adipose tissue. PLOS One. 10 (4), e0126705(2015).
  26. Gifford, A., Towse, T. F., Walker, R. C., Avison, M. J., Welch, E. B. Human brown adipose tissue depots automatically segmented by positron emission tomography/computed tomography and registered magnetic resonance images. Journal of Visualized Experiments. (96), (2015).
  27. Jones, T. A., et al. Brown fat depots in adult humans remain static in their locations on PET/CT despite changes in seasonality. Physiological Reports. 5 (11), (2017).
  28. Ruth, M. R., Wellman, T., Mercier, G., Szabo, T., Apovian, C. M. An automated algorithm to identify and quantify brown adipose tissue in human 18F-FDG-PET/CT scans. Obesity (Silver Spring, Md). 21 (8), 1554-1560 (2013).
  29. Hibi, M., et al. Brown adipose tissue is involved in diet-induced thermogenesis and whole-body fat utilization in healthy humans. International Journal of Obesity. 40 (2005), 1655-1661 (2005).
  30. Hanssen, M. J. W., et al. Short-term cold acclimation recruits brown adipose tissue in obese humans. Diabetes. 65 (5), 1179-1189 (2016).
  31. Muzik, O., Mangner, T. J., Leonard, W. R., Kumar, A., Janisse, J., Granneman, J. G. 15O PET measurement of blood flow and oxygen consumption in cold-activated human brown fat. Journal of Nuclear Medicine: Official Publication, Society of Nuclear Medicine. 54 (4), 523-531 (2013).
  32. Blondin, D. P., et al. Inhibition of intracellular triglyceride lipolysis suppresses cold-induced brown adipose tissue metabolism and increases shivering in humans. Cell Metabolism. 25 (2), 438-447 (2017).
  33. Admiraal, W. M., Holleman, F., Bahler, L., Soeters, M. R., Hoekstra, J. B., Verberne, H. J. Combining 123I-metaiodobenzylguanidine SPECT/CT and 18F-FDG PET/CT for the assessment of brown adipose tissue activity in humans during cold exposure. Journal of Nuclear Medicine: Official Publication, Society of Nuclear Medicine. 54 (2), 208-212 (2013).
  34. Soret, M., Bacharach, S. L., Buvat, I. Partial-volume effect in PET tumor imaging. Journal of Nuclear Medicine: Official Publication, Society of Nuclear Medicine. 48 (6), 932-945 (2007).

Przedruki i uprawnienia

Tagi

Obrazowanie PET CTkwantyfikacja BATaktywacja ekspozycj na zimnonormalizacja SUVanaliza ROIprzetwarzanie obrazupunkty orientacyjne anatomicznewykluczanie wynik w fa szywie dodatnichregionalna dystrybucja BAT
Kwantyfikacja całego ciała i regionu aktywnej ludzkiej brunatnej tkanki tłuszczowej przy użyciu 18F-FDG PET/CT
Skontaktuj się z nami
Poleć bibliotece

Prywatność

Warunki Korzystania

Zasady

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.