Ludzkie brązowe magazyny tkanki tłuszczowej automatycznie segmentowane za pomocą pozytonowej tomografii emisyjnej/tomografii komputerowej i zarejestrowanych obrazów rezonansu magnetycznego

Celem niniejszej procedury jest wykorzystanie PET CT w warunkach termoneutralnych oraz po aktywacji zimnem do automatycznej segmentacji złogów brunatnej tkanki tłuszczowej i przeniesienie tych danych na zarejestrowane wspólnie skany MRI tego samego badanego. Jest to realizowane poprzez uprzednie wykonanie skanów MRI oraz PET CT w warunkach termoneutralnych i po aktywacji zimnem u tego samego badanego. Drugim krokiem jest rejestracja przestrzenna wszystkich czterech skanów jednego badanego.

Ze względu na trudności w rejestracji obrazów całego ciała, należy skupić się na dokładnej rejestracji obszaru nadobojczykowego. Następnie zarejestrowane skany PET CT w stanie aktywacji zimnem oraz w stanie termoneutralnym dla jednego badanego są wykorzystywane do zdefiniowania obszarów BAT dla tego konkretnego osobnika. Ostatnim krokiem jest przeniesienie zdefiniowanych obszarów zainteresowania BAT na skany MRI, które zostały zarejestrowane z obrazami PET CT tego samego badanego.

Ostatecznie procedura ta dostarcza ilościowych parametrów MRI w brunatnej tkance tłuszczowej, wykorzystując automatycznie generowane obszary zainteresowania BAT zamiast obszarów definiowanych ręcznie. Główną zaletą tej techniki w porównaniu z istniejącymi metodami stosowanymi w badaniach ludzkiej brunatnej tkanki tłuszczowej jest to, że pozwala ona na pozyskanie i połączenie obrazów MRI oraz PET CT w warunkach zarówno termoneutralnych, jak i aktywowanych zimnem u tego samego badanego. Wykorzystując parametry MRI uzyskane dzięki temu podejściu, możliwe może być udzielenie odpowiedzi na kluczowe pytania, takie jak rozpowszechnienie i rozkład przestrzenny ludzkiej brunatnej tkanki tłuszczowej przy użyciu wyłącznie MRI. Przygotuj pomieszczenie z kontrolowaną temperaturą.

Do badań MRI należy wykorzystać niewielkie pomieszczenie, aby uzyskać niższe temperatury; temperaturę w pomieszczeniu utrzymuje się za pomocą przenośnej klimatyzacji oraz obrotowego wentylatora podłogowego, który zapewnia cyrkulację chłodnego powietrza. W przypadku potrzeby uzyskania wyższych temperatur należy zastosować programowalny grzejnik przenośny z funkcją oscylacji, aby rozprowadzić ciepłe powietrze po całym pomieszczeniu. Przed wejściem do pomieszczenia o kontrolowanej temperaturze badany powinien przebrać się w standardowe medyczne spodenki oraz standardową koszulę medyczną.

Poproś badanego o zdjęcie skarpet i butów. Po przebraniu się w standardową odzież zmierz wzrost, masę ciała oraz obwód talii badanego. Zmierz również temperaturę ciała badanego za pomocą termometru podjęzykowego.

Następnie poproś badanego o wejście do pomieszczenia z kontrolowaną temperaturą. Poinformuj badanego, aby siedział w ciszy i nie wykonywał żadnych czynności, które mogłyby zmienić temperaturę ciała, takich jak ćwiczenia fizyczne, pisanie na klawiaturze czy zasypianie. Po godzinie przebywania w pomieszczeniu ponownie zmierz temperaturę ciała, używając termometru podjęzykowego.

Po drugiej godzinie przebywania w pomieszczeniu o kontrolowanej temperaturze, zmierz temperaturę ciała po raz trzeci, używając termometru podjęzykowego. W przypadku wykonywania MRI w warunkach niskiej temperatury, załóż badanemu kamizelkę chłodzącą przed opuszczeniem pomieszczenia o kontrolowanej temperaturze. Po dwóch godzinach w pomieszczeniu o kontrolowanej temperaturze, przetransportuj badanego na wózku inwalidzkim do skanera MRI.

Wykonaj skany MRI przy użyciu skanera MRI o indukcji pola 3 Tesla, wyposażonego w dwukanałową możliwość równoległego nadawania. Wykorzystaj bardzo dużą 16-kanałową cewkę odbiorczą do tułowia oraz zmodyfikowany uchwyt nablatowy. Przednia część tułowia.

Pobierz cewkę z górnej części otworu skanera. Za pomocą materiałowej pętli pozwól jej zwisać na tyle nisko, aby przylegała do ciała badanego, w celu maksymalizacji stosunku sygnału do szumu.

Umieść tylną część cewki do tułowia w jezdnym wózku na cewki, pomiędzy dwiema warstwami blatu, w taki sposób, aby wózek przemieszczał się wraz z blatem przez otwór skanera. Unieruchom wózek na cewki w centrum izocentrum (ISO) za pomocą pasów przymocowanych do obudów skanera z przodu i z tyłu, tak aby tylny element cewki pozostał nieruchomy. Upozycjonuj badanego na stole tak, aby wjechał do skanera stopami naprzód.

Najpierw, gdy badany znajduje się w pozycji leżącej na plecach, należy zdjąć kamizelkę przed samym położeniem się osoby badanej. Następnie poproś badanego o włożenie obu ramion do torby przypominającej poszewkę na poduszkę i opuszczenie ramion po obu stronach ciała. Aby zminimalizować różnice w ułożeniu badanego podczas skanowania MRI i PET CT, ważne jest, aby pozwolić badanemu położyć się naturalnie na stole skanera, stosować taką samą ilość wyściółki pod głową podczas każdego skanowania oraz używać torby w formie poszewki do podparcia ramion.

Wszelkie wsparcie zastosowane u badanego podczas jednego skanowania, na przykład poduszka pod kolanami lub w odcinku lędźwiowym kręgosłupa, powinno być zawsze stosowane w ten sam sposób u tego samego badanego. Po ustawieniu badanego należy przeprowadzić obrazowanie MRI tłuszcz-woda, wykorzystując wielostosową, wielowarstwową, wielopłaszczyznową akwizycję echa gradientowego z siedmioma stosami po 20 warstw osiowych. Warstwy, obejmujące obszar od czubka głowy do górnej części uda, są przyległe, z zachowaniem zero mm przerwy między warstwami.

Poproś technologa tomografii PET o założenie portu do infuzji dożylnej w żyłę dłoni lub ramienia badanego. Port ten umożliwi technikowi radiologii późniejsze podanie radioznacznika, gdy badany będzie przebywał w pomieszczeniu o kontrolowanej temperaturze. Po przygotowaniu pomieszczenia o kontrolowanej temperaturze zgodnie z poprzednią procedurą, poproś badanego o wejście.

Poproś badanego o spokojne siedzenie i powstrzymanie się od jakiejkolwiek aktywności, która mogłaby zmienić temperaturę ciała. Po godzinie przebywania w pomieszczeniu ponownie zmierz temperaturę ciała za pomocą termometru podjęzykowego. Po pierwszej godzinie w pomieszczeniu o kontrolowanej temperaturze technik radiolog powinien podać wstrzyknięcie fluoro-deoksyglukozy przez port do infuzji dożylnej (IV).

Wstrzyknij 0,14 mCi na kilogram masy ciała F 18 FDG. Oblicz dokładną dawkę na podstawie konkretnej masy ciała badanego. Po drugiej godzinie przebywania w pomieszczeniu z kontrolowaną temperaturą ponownie zmierz temperaturę ciała za pomocą termometru podjęzykowego.

Po dwóch godzinach w pomieszczeniu o kontrolowanej temperaturze przetransportuj badanego na wózku inwalidzkim do skanera PET CT. Wykonaj skany PET CT przy użyciu skanera discovery C and treat lead PET CT. Upozycjonuj badanego na stole tak, aby wjechał do skanera głową naprzód w pozycji leżącej na plecach.

Po położeniu się badanego, należy poprosić go o umieszczenie obu ramion w worku przypominającym poszewkę na poduszkę i opuszczenie rąk po obu stronach ciała. Pomaga to zapewnić podobne ułożenie barków podczas badania MRI oraz PET CT, co ułatwia korejestrację obrazów. Pole widzenia obrazowania PET CT obejmuje obszar od czubka głowy do połowy uda w siedmiu do dziewięciu pozycjach stołu, w zależności od wzrostu badanego.

Należy pozyskać obrazy PET CT, stosując zalecane parametry PET CT wymienione w protokole tekstowym. Następnie należy przeprowadzić przetwarzanie i analizę zgodnie ze szczegółami opisanymi w protokole tekstowym. Pozyskanie skanów MRI oraz PET CT u tego samego obiektu i przeprowadzenie korejestracji wszystkich skanów umożliwia wiarygodny pomiar ilościowy MRI.

Przedstawione tutaj wskaźniki BAT to nieprzetworzone skany PET CT i MRI jednego badanego, wykonane w stanie ciepła i zimna. Dzięki pozyskaniu danych PET CT w obu tych stanach możliwe jest wyraźne rozróżnienie depotów BAT aktywowanych zimnem poprzez zwiększony wychwyt 18 FFDG. Przedstawiono tutaj przekrój osiowy na poziomie obojczyków po ponownej rejestracji.

Zwiększone wychwyt 18 FFDG widoczne w skanie PET w fazie spoczynkowej występuje w nadobojczykowym obszarze tkanki tłuszczowej. Udział sygnału tłuszczowego w tym obszarze w badaniu MRI mieści się w zakresie od 50 do 80%, co jest zgodne z wynikami poprzednich badań. Po korejestracji wszystkich czterech skanów możliwe jest utworzenie maski BAT specyficznej dla danego badanego, z wykorzystaniem kryteriów wyprowadzonych z obrazów PET CT.

Maskę tę można następnie nałożyć na cztery zarejestrowane wspólnie skany w celu uzyskania parametrów obrazowania w depot tkanki tłuszczowej brunatnej (BAT), co pokazano tutaj dla jednego obiektu. Nałożenie maski BAT na zarejestrowane skany pozwala uzyskać wartości liczbowe z pozyskanych danych, przedstawione jako średnia z 95% przedziałem ufności. Podczas wykonywania tej procedury ważne jest, aby zawsze pozycjonować obiekt w ten sam sposób podczas każdego z czterech skanów, ponieważ znacznie poprawia to korejestrację obrazów po zastosowaniu tej procedury.

Dzięki zastosowaniu innych metod MRI, takich jak obrazowanie tensora dyfuzji, perfuzja i termometria, możliwe powinno być badanie rozkładu przestrzennego i występowania brunatnej tkanki tłuszczowej u ludzi.