Name: Ludzkie brązowe magazyny tkanki tłuszczowej automatycznie segmentowane za pomocą pozytonowej tomografii emisyjnej/tomografii komputerowej i zarejestrowanych obrazów rezonansu magnetycznego (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-02-18T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 21 s
Description: Odkryj metodę automatycznej segmentacji ludzkiej brązowej tkanki tłuszczowej za pomocą PET-CT i rezonansu magnetycznego. Technika ta umożliwia badanie dystrybucji i aktywności metabolicznej tkanki w różnych warunkach temperaturowych.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Chcielibyśmy podziękować technikom MRI z Vanderbilt University Institute of Imaging Science, Davidowi Pennellowi, Leslie McIntosh i Kristen George-Durrett, oraz zespołowi technologów PET/CT z Vanderbilt University Medical Center pod kierownictwem Marthy D. Shone. Prace te były wspierane przez następujące granty z NIH: NCATS/NIH UL1 RR024975, NIDDK/NIH R21DK096282, NCI/NIH R25CA136440 oraz NIBIB/NIH T32EB014841.

Autorzy oświadczają, że nie mają konkurencyjnych interesów finansowych ani innych konfliktów interesów.

Opisany protokół badania został opracowany w taki sposób, aby wykorzystywał zarówno termoneutralny, jak i aktywowany na zimno PET/CT do automatycznej segmentacji składów BAT w zależności od tematu. Te automatycznie wygenerowane obszary zainteresowania mogą być następnie zastosowane zarówno do termoneutralnych, jak i aktywowanych zimnem skanów MRI, które zostały zarejestrowane do skanów PET/CT tego samego pacjenta. Zgodnie z naszą najlepszą wiedzą, jest to pierwsze badanie, w którym wykonano zarówno rezonans magnetyczny, ...

Ze względu na wyraźny wzrost otyłości na całym świecie, obserwuje się wzrost zainteresowania obszarami badawczymi mającymi na celu zrozumienie bilansu energetycznego. Otyłość może prowadzić do kosztownych i wyniszczających schorzeń, takich jak cukrzyca, choroby wątroby, choroby układu krążenia i nowotwory, co czyni ją istotnym obszarem zainteresowania zdrowia publicznego1. Jednym z obszarów badań mających na celu zrozumienie bilansu spożycia energii w stosunku do wydatku energetycznego jest badanie brunatnej tkanki tłuszczowej lub BAT. Chociaż BAT jest określany jako tkanka tłuszczowa, różni się od bardziej powszechnej białej tkanki tłuszczowej (WAT) pod wieloma względami2. Funkcją białych adipocytów jest przechowywanie trójglicerydów w jednej dużej wakuoli lipidowej na komórkę i uwalnianie tych trójglicerydów jako źródła energii do krwiobiegu w razie potrzeby. W zupełnie inny sposób funkcją brązowych adipocytów jest wytwarzanie ciepła. Jednym z mechanizmów, dzięki którym tak się dzieje, jest ekspozycja na zimno. Powoduje to wzrost aktywności współczulnego układu nerwowego, który z kolei aktywuje BAT. Po aktywacji brązowe adipocyty wytwarzają ciepło. W tym celu wykorzystują trójglicerydy zawarte w wielu małych wakuolach lipidowych na komórkę, a dzięki obecności białka rozprzęgającego 1 (UCP1) w licznych mitochondriach przekształcają trójglicerydy w substraty metaboliczne bez produkcji ATP, co powoduje utratę entropii podczas wytwarzania ciepła. Ponieważ trójglicerydy przechowywane w małych wakuolach lipidowych są wyczerpywane, adipocyty pobierają zarówno glukozę, jak i trójglicerydy obecne w krwiobiegu3.
Zainteresowanie badaniem BAT dramatycznie wzrosło w ostatnich latach ze względu na jego wkład w termogenezę bez dreszczy, jego rolę w modulowaniu wydatku energetycznego organizmu oraz potencjalną odwrotną zależność między BAT a otyłością 3-9. Ponadto ostatnie badania na zwierzętach wskazują, że BAT odgrywa kluczową rolę w usuwaniu trójglicerydów i glukozy z krwiobiegu, zwłaszcza po spożyciu posiłku o wysokiej zawartości tłuszczu10,11. Jednak większość tego, co wiemy o BAT, jest wynikiem badań na małych ssakach, które zawierają wiele składów BAT4,9,12–15. Pomimo kilku wczesnych badań16-18, powszechnie uważano, że obecność BAT u ludzi zmniejsza się wraz z wiekiem, aż do niedawna, kiedy zainteresowanie badaniem ludzkich BAT zostało odnowione. Ostatnie badania sugerują, że stosunkowo niewielkie ilości BAT utrzymują się w wiekudorosłym 19-24 lata. Dodatkowym czynnikiem ograniczającym badanie BAT jest to, że poza biopsją i barwieniem histologicznym, obecnie akceptowaną jednoznaczną metodą wykrywania BAT jest pozytonowa tomografia emisyjna (PET) 18F-fluorodeoksyglukozy (18F-FDG). Nowoczesne skanery PET są zwykle łączone ze skanerem tomografii komputerowej (CT). Po aktywacji przez ekspozycję na zimno BAT pobiera radioznacznik 18F-FDG, który jest metabolicznym analogiem glukozy, i staje się widoczny na obrazach PET, w porównaniu ze znacznie niższym poziomem wychwytu 18F-FDG, gdy BAT jest nieaktywny20,21,23,25. Obrazy CT uzyskane podczas badania PET na skanerze PET-CT pomagają rozróżnić tkanki o wysokim wychwycie 18F-FDG poprzez dostarczenie informacji anatomicznych. To zastosowanie obrazowania PET-CT naraża badanego na promieniowanie jonizujące (głównie z PET, chociaż dawka z tomografii komputerowej nie jest bez znaczenia) i dlatego jest niepożądaną metodą wykrywania BAT.
Chociaż liczba badań nad BAT u zdrowych dorosłych ludzi rośnie, ostatnie badania nad ludzkimi BAT ograniczały się głównie do retrospektywnych badań PET-CT19,25, zwłok ludzkich niemowląt26,27, młodzieży już przyjętej do szpitala z innych powodów27-30, oraz kilku badań na ludziach zdrowych dorosłych31-35. Jednym z wyzwań związanych zarówno z badaniami na dzieciach, jak i badaniami retrospektywnymi jest możliwość zmiany wyników podczas badania populacji pacjentów, którzy są chorzy, co może mieć wpływ na BAT. Ponadto, ponieważ glukoza nie jest preferowanym źródłem paliwa w ramach BAT36, badania PET mogą nie zawsze wykrywać aktywowany BAT, a zatem mogą nie odzwierciedlać obecności BAT. Kolejna trudność w badaniu BAT za pomocą obrazowania biomedycznego jest związana z przeprowadzaniem segmentacji obrazu w celu zdefiniowania granic magazynów tkankowych. Obecnie segmentacja BAT w badaniach z udziałem ludzi często opiera się w pewnym stopniu na ręcznej segmentacji obrazu i w związku z tym jest podatna na błędną identyfikację składów BAT, a także na zmienność między oceniającymi.
Z powodu tych wyzwań, niezawodne techniki mapowania przestrzennego, które mogą odróżnić BAT od rozkładów WAT, wraz z automatycznymi metodami segmentacji, dostarczyłyby badaczom potężnego nowego narzędzia do badania BAT. Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (MRI) ma możliwość identyfikacji, mapowania przestrzennego i wolumetrycznej kwantyfikacji BAT, a w przeciwieństwie do istniejących hybrydowych podejść do obrazowania PET-CT, które obejmują dawkę radioaktywną dla obrazowanego obiektu, MRI nie wiąże się z promieniowaniem jonizującym i może być stosowany bezpiecznie i wielokrotnie. Możliwość identyfikacji i ilościowego określenia BAT za pomocą rezonansu magnetycznego może mieć radykalnie pozytywny wpływ na endokrynologię kliniczną i poszukiwanie nowych kierunków badań nad otyłością. Poprzednie badania MRI tłuszcz-woda (FWMRI) BAT zarówno u myszy, jak i ludzi pokazują, że frakcja sygnałowa tłuszczu (FSF) BAT mieści się w zakresie 40-80% tłuszczu, podczas gdy WAT wynosi powyżej 90% tłuszczu15,26,27. W związku z tym stawiamy hipotezę, że ten ilościowy wskaźnik FWMRI, w połączeniu z innymi ilościowymi wskaźnikami MRI, może być wykorzystany w przyszłych pracach do wizualizacji i ilościowego określenia składów BAT u ludzi. Dostarczyłoby to społeczności naukowej potężnego narzędzia do badania wpływu BAT na metabolizm i wydatek energetyczny bez użycia promieniowania jonizującego.
Nasza grupa badawcza badała BAT u dorosłych ludzi przez ostatnie trzy lata. Nasza pierwsza publiczna prezentacja na temat zastosowania rezonansu magnetycznego do zbadania podejrzenia BAT u jednego dorosłego człowieka miała miejsce w lutym 2012r. na warsztatach Międzynarodowego Towarzystwa Rezonansu Magnetycznego w Medycynie (ISMRM) w Long Beach w Kalifornii. Dwa miesiące później nasza grupa zaprezentowała wartości FSF w podejrzeniu BAT u dwóch dorosłych osób na 20. dorocznym spotkaniu ISMRM w kwietniu 2012 r. w Melbourne w Australii38. Rok później, na 21. dorocznym spotkaniu ISMRM w kwietniu 2013 r. w Salt Lake City w stanie Utah, protokół opisany w tym manuskrypcie został wykorzystany do pierwszej (zgodnie z naszą najlepszą wiedzą) publicznej prezentacji kwantyfikacji MRI potwierdzonego przez PET BAT u dorosłych ludzi. W szczególności przedstawiliśmy dowody wskazujące, że wcześniej podejrzewany BAT został potwierdzony jako BAT aktywowalny zarówno przy użyciu obrazowania 18F-FDG PET-CT aktywowanego na zimno, jak i termoneutralnego. Od 2013 r. nasza kohorta zdrowych dorosłych ludzi, którzy zostali zobrazowani za pomocą zarówno MRI, jak i PET/CT w warunkach termoneutralnych i aktywowanych zimnem, rozszerzyła się do ponad 20 osób, a wyniki zostały ostatnio zaprezentowane w lutym 2014 r. na warsztatach "Exploring the Role of Brown Fat in Humans" sponsorowanych przez NIH NIDDK40. W szczególności opisaliśmy właściwości relaksacyjne FWMRI FSF i R2* w regionach BAT nadobojczykowych potwierdzone przez 18F-FDG PET-CT u dorosłych ludzi, przy czym ROI BAT zostały określone przy użyciu automatycznych algorytmów segmentacji opartych na skanach PET-CT aktywowanych na zimno i termoneutralnych. Ostatnio przedstawiono wyniki mapowania temperatury w 18potwierdzonych przez F-FDG PET-CT BAT u dorosłych ludzi przy użyciu zaawansowanej termometrii FWMRI41,42.
Przedstawiona tutaj procedura obejmuje zarówno MRI, jak i 18skanów F-FDG PET-CT na tym samym obiekcie, każdy po wystawieniu na działanie zarówno warunków aktywowanych zimnem, jak i termoneutralnych. Aktywowane na zimno i termoneutralne skany 18F-FDG PET-CT służą do tworzenia automatycznie segmentowanych obszarów zainteresowania BAT (ROI) na podstawie konkretnego tematu. Te BAT ROI są następnie stosowane do współzarejestrowanych skanów MRI w celu zmierzenia właściwości MRI w BAT potwierdzonym przez PET-CT.
Ograniczeniem tego protokołu jest to, że temperatura powietrza używana podczas wystawiania badanych na ciepły lub zimny bodziec jest taka sama dla każdego badanego. Jest to ograniczenie, ponieważ temperatura, w której każdy badany odczuwa uczucie ciepła lub chłodu, może być inna. W związku z tym, przeprowadzając sesję próbną, podczas której temperatura powietrza jest dostosowywana do indywidualnej reakcji, a następnie wykorzystując te temperatury podczas protokołów aktywacji termoneutralnej i zimna, możliwe jest uzyskanie lepszych odpowiedzi z brunatnej tkanki tłuszczowej.

<table><tbody><tr><td>Rezonans magnetyczny</td><td>Philips</td><td>Achieva 3T</td><td></td></tr><tr><td>Cewka MRI Tułów-XL</td><td>Cewka tułowia Philips Philips SENSE XL 16-elementowa</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Stół MRI X-tend Stół</td><td>X-tend Stół X-tend, kompatybilny</td><td></td>z Acieva 3T <td></td></tr><tr><td>Podparcie ramion X-tend</td><td>X-tend X-tend, akcesoria</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Chusta do tkanin</td><td>X-Tend</td><td>X-tend, akcesoria</td><td></td></tr><tr><td>PET/CT</td><td>GE</td><td>Discovery STE</td><td></td></tr><tr><td>Przenośna jednostka klimatyzacyjna</td><td>Soleus Air</td><td>XL-140, 14000 BTU</td><td></td></tr><tr><td>Wentylator podłogowy</td><td>Lasko Wentylator stojący</td><td>2527</td><td></td></tr><tr><td>Przenośny grzejnik</td><td>Lasko Ceramic Air</td><td>5536</td><td></td></tr><tr><td>Krzesło</td><td>Winco Lifecare Recliner</td><td>585</td><td></td></tr><tr><td>Termometr podjęzykowy</td><td>WelchAllyn</td><td>SureTemp Plus 690</td><td></td></tr><tr><td>Zimna kamizelka</td><td>Polar Products</td><td>Cool58 #PCVZ</td><td></td></tr><tr><td>Kamera termowizyjna na podczerwień</td><td>FLUKE</td><td>TIR-125</td><td></td></tr></tbody></table>

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

Human Brown Adipose Tissue Depots Automatically Segmented by Positron Emission Tomography/Computed Tomography and Registered Magnetic Resonance Images

Niezawodne odróżnianie brunatnej tkanki tłuszczowej (BAT) od innych tkanek za pomocą nieinwazyjnej metody obrazowania jest ważnym krokiem w kierunku badania BAT u ludzi. Wykrycie BAT jest zwykle potwierdzane przez wychwyt wstrzykniętego radioaktywnego znacznika 18F-Fluorodeoksyglukozy (18F-FDG) do magazynów tkanki tłuszczowej, mierzony za pomocą skanów pozytonowej tomografii emisyjnej/tomografii komputerowej (PET-CT) po wystawieniu osoby badanej na działanie zimnego bodźca. Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (MRI) oddzielone tłuszczem i wodą umożliwia rozróżnienie BAT bez użycia znacznika promieniotwórczego. Do tej pory rezonans magnetyczny BAT u dorosłych ludzi nie został zarejestrowany jednocześnie z PET-CT aktywowanym na zimno. W związku z tym protokół ten wykorzystuje 18skanów F-FDG PET-CT do automatycznego generowania maski BAT, która jest następnie stosowana do współzarejestrowanych skanów MRI tego samego podmiotu. Podejście to umożliwia pomiar ilościowych właściwości MRI BAT bez ręcznej segmentacji. Maski BAT są tworzone na podstawie dwóch skanów PET-CT: po ekspozycji przez 2 godziny na warunki termoneutralne (TN) (24 °C) lub aktywowane na zimno (CA) (17 °C). Skany TN i CA PET-CT są rejestrowane, a standaryzowany wychwyt PET i wartości CT Hounsfielda są wykorzystywane do stworzenia maski zawierającej tylko BAT. Skany MRI CA i TN są również wykonywane na tym samym obiekcie i rejestrowane w skanach PET-CT w celu ustalenia ilościowych właściwości MRI w automatycznie zdefiniowanej masce BAT. Zaletą tego podejścia jest to, że segmentacja jest całkowicie zautomatyzowana i opiera się na powszechnie akceptowanych metodach identyfikacji aktywowanych BAT (PET-CT). Ilościowe właściwości MRI BAT ustalone przy użyciu tego protokołu mogą służyć jako podstawa do badania BAT wyłącznie za pomocą rezonansu magnetycznego, które pozwala uniknąć promieniowania związanego z PET-CT.

Pozyskanie skanów MRI oraz PET-CT u tego samego badanego oraz przeprowadzenie korejestracji wszystkich obrazów umożliwia wiarygodny pomiar ilościowych parametrów MRI tkanki tłuszczowej brunatnej (BAT). Rycina 1 przedstawia nieprzetworzone skany PET-CT i MRI w warunkach ciepła (TN) oraz zimna (CA) u jednego badanego. Dzięki pozyskaniu danych PET-CT zarówno dla TN, jak i CA, możliwe jest wyraźne odróżnienie depotów BAT aktywowanych zimnem poprzez zwiększony wychwyt 18F-FDG. Po korejestracji wszy...

Przedstawiona tutaj metoda wykorzystuje 18pozytonowej tomografii emisyjnej/tomografii komputerowej (PET-CT) F-Fluorodeoxyglucose (18F-FDG) oraz rezonansu magnetycznego (MRI) oddzielonego tłuszczem i wodą, z których każdy jest skanowany po 2 godzinach ekspozycji na warunki termoneutralne (24 °C) i zimne (17 °C) w celu zmapowania brązowej tkanki tłuszczowej (BAT) u dorosłych ludzi.

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

Reliably differentiating brown adipose tissue (BAT) from other tissues using a non-invasive imaging method is an important step toward studying BAT in ...

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.

human-brown-adipose-tissue-depots-automatically-segmented-positron

Research

JoVE Journal

Medicine

Medycyna

Złoża ludzkiej brązowej tkanki tłuszczowej automatycznie segregowane przez Tomografię Emisyjną Pozytonów/Tomografię Komputerową i Zarejestrowane Obrazy Rezonansu Magnetycznego

Opisano metodę obrazowania funkcjonalnego brunatnej tkanki tłuszczowej (BAT) u myszy, w której pobór 18F-fluorodeoksygukozy (FDG) przez BAT stymulowany zimnem jest oceniany nieinwazyjnie przy użyciu standaryzowanego protokołu micro-PET/CT. Metoda ta jest wiarygodna i czuła w wykrywaniu różnic w aktywności BAT w modelach mysich.

Obrazowanie funkcjonalne brunatnej tkanki tłuszczowej u myszy z wykorzystaniem micro-PET/CT z 18F-FDG

W tym filmie pokazujemy procedurę chirurgiczną polegającą na izolowaniu podskórnej białej tkanki tłuszczowej i brązowej tkanki tłuszczowej między łopatkami od nowonarodzonej myszy.

Kolekcja White and Brown Adipose Depot od Mouse Pup: procedura chirurgiczna mająca na celu zebranie białej tkanki tłuszczowej i brązowej tkanki tłuszczowej od szczeniaka myszy

W tym raporcie wideo pokazujemy zastosowanie obrazowania luminescencyjnego Cerenkov (CLI) do międzyłopatkowej brązowej tkanki tłuszczowej u myszy w warunkach aktywowanych i depresyjnych.

Obrazowanie luminescencyjne Carenkowa brązowej tkanki tłuszczowej między łopatkami

Ze względu na drastyczny i negatywny związek między otyłością a innymi chorobami współistniejącymi, uzasadnione są badania nad rolą tłuszczu w chorobach i ogólnym zdrowiu. Przedstawiamy protokół izolacji i wycinania magazynów tłuszczowych pozwalający na badanie tkanki tłuszczowej metodami in situ i in vitro.

Lokalizacja, identyfikacja i wycięcie mysich magazynów tłuszczu

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.

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

Funkcjonalne obrazowanie i ilościowe określanie termogenicznych magazynów tłuszczu u myszy przy użyciu podejścia opartego na obrazowaniu mikro-PET/MR.

Wizualizacja i kwantyfikacja brązowych i beżowych tkanek tłuszczowych u myszy za pomocą obrazowania [18F]FDG Micro-PET/MR

Tutaj prezentujemy protokół do ilościowego określenia fizjologicznego znaczenia wpływu aktywności brunatnej tkanki tłuszczowej (BAT) na metabolizm człowieka. Osiąga się to poprzez połączenie obciążenia węglowodanami i kalorymetrii pośredniej z pomiarami zmian temperatury nadobojczykowej. To nowatorskie podejście może pomóc w opracowaniu celu farmakologicznego dla termogenezy BAT u ludzi.

Wykorzystanie kombinacji kalorymetrii pośredniej, termografii w podczerwieni i poziomu glukozy we krwi do pomiaru termogenezy brunatnej tkanki tłuszczowej u ludzi

Tutaj prezentujemy protokół pomiaru aktywności brunatnej tkanki tłuszczowej po posiłku u ludzi i zwierząt laboratoryjnych.

Termografia w podczerwieni do wykrywania zmian w aktywności brunatnej tkanki tłuszczowej

Preadipocyty są izolowane z frakcji naczyniowej zrębu międzyłopatkowej brązowej tkanki tłuszczowej od nowonarodzonych myszy i różnicowane w komórki, które gromadzą kropelki lipidów, wyrażają markery molekularne i pokazują morfologię mitochondriów dojrzałych brązowych adipocytów. Komórki te są dalej analizowane za pomocą immunofluorescencji i transmisyjnej mikroskopii elektronowej.

Różnicowanie i obrazowanie brązowych adipocytów z frakcji zrębowej naczyniowej tkanki tłuszczowej śródłopatkowej od nowonarodzonych myszy

Wykorzystanie świń domowych i miniaturowych w nauce znacząco wzrosło w ostatnich latach. Poprzez zaprezentowanie sposobu przeprowadzania intubacji, cewnikowania pęcherza przezcewkowej, cewnikowania tętnicy i żyły udowej, a także perfuzji przezsercowej, dążymy do dalszego zwiększenia wartości miniswiń rasy Göttingen w badaniach biomedycznych.

Podstawowe techniki chirurgiczne u miniorśca göttingenskiego: intubacja, cewzowanie pęcherza moczowego, kaniulacja naczyń udowych oraz perfuzja transkardialna

Odkryj metodę automatycznej segmentacji ludzkiej brązowej tkanki tłuszczowej za pomocą PET-CT i rezonansu magnetycznego. Technika ta umożliwia badanie dystrybucji i aktywności metabolicznej tkanki w różnych warunkach temperaturowych.

Ludzkie brązowe magazyny tkanki tłuszczowej automatycznie segmentowane za pomocą pozytonowej tomografii emisyjnej/tomografii komputerowej i zarejestrowanych obrazów rezonansu magnetycznego (Wideo) | JoVE Journal

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

Przeglądaj więcej filmów