Name: Kwantyfikacja całego ciała i regionu aktywnej ludzkiej brunatnej tkanki tłuszczowej przy użyciu 18F-FDG PET/CT (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-04-01T13:30:00.000+00:00
Duration: 10 min 30 s
Description: Poznaj metodę kwantyfikacji aktywnej brunatnej tkanki tłuszczowej u ludzi przy użyciu 18F-FDG PET/CT. Technika ta eliminuje fałszywe pozytywy i umożliwia precyzyjną analizę regionalną.

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 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.).

<ol><li>Bovet, P., Chiolero, A., Gedeon, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Health+effects+of+overweight+and+obesity+in+195+countries%5BTitle%5D)+AND+%22The+New+England+Journal+of+Medicine%22%5BJournal%5D)">Health effects of overweight and obesity in 195 countries.</a> The New England Journal of Medicine. 377 (15), 1495-1496 (2017).</li>
<li>Maughan, R. <a target="_blank" href="https://www.surgeryjournal.co.uk/article/S0263-9319(08)00282-2/abstract">Carbohydrate metabolism.</a> Surgery (Oxford). 27 (1), 6-10 (2009).</li>
<li>Cypess, A. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Identification+and+importance+of+brown+adipose+tissue+in+adult+humans%5BTitle%5D)+AND+%22The+New+England+Journal+of+Medicine%22%5BJournal%5D)">Identification and importance of brown adipose tissue in adult humans.</a> The New England Journal of Medicine. 360 (15), 1509-1517 (2009).</li>
<li>van Marken Lichtenbelt, W. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cold-activated+brown+adipose+tissue+in+healthy+men%5BTitle%5D)+AND+%22The+New+England+Journal+of+Medicine%22%5BJournal%5D)">Cold-activated brown adipose tissue in healthy men.</a> The New England Journal of Medicine. 360 (15), 1500-1508 (2009).</li>
<li>Virtanen, K. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+brown+adipose+tissue+in+healthy+adults%5BTitle%5D)+AND+%22The+New+England+Journal+of+Medicine%22%5BJournal%5D)">Functional brown adipose tissue in healthy adults.</a> The New England Journal of Medicine. 360 (15), 1518-1525 (2009).</li>
<li>Abreu-Vieira, G., Xiao, C., Gavrilova, O., Reitman, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Integration+of+body+temperature+into+the+analysis+of+energy+expenditure+in+the+mouse%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Metabolism%22%5BJournal%5D)">Integration of body temperature into the analysis of energy expenditure in the mouse.</a> Molecular Metabolism. 4 (6), 461-470 (2015).</li>
<li>Cypess, A. M., Kahn, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brown+fat+as+a+therapy+for+obesity+and+diabetes%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Opinion+in+Endocrinology%2C+Diabetes%2C+and+Obesity%22%5BJournal%5D)">Brown fat as a therapy for obesity and diabetes.</a> Current Opinion in Endocrinology, Diabetes, and Obesity. 17 (2), 143-149 (2010).</li>
<li>Orava, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Different+metabolic+responses+of+human+brown+adipose+tissue+to+activation+by+cold+and+insulin%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Metabolism%22%5BJournal%5D)">Different metabolic responses of human brown adipose tissue to activation by cold and insulin.</a> Cell Metabolism. 14 (2), 272-279 (2011).</li>
<li>Chen, K. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brown+fat+activation+mediates+cold-induced+thermogenesis+in+adult+humans+in+response+to+a+mild+decrease+in+ambient+temperature%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Clinical+Endocrinology+and+Metabolism%22%5BJournal%5D)">Brown fat activation mediates cold-induced thermogenesis in adult humans in response to a mild decrease in ambient temperature.</a> The Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism. 98 (7), E1218-E1223 (2013).</li>
<li>Ouellet, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brown+adipose+tissue+oxidative+metabolism+contributes+to+energy+expenditure+during+acute+cold+exposure+in+humans%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Clinical+Investigation%22%5BJournal%5D)">Brown adipose tissue oxidative metabolism contributes to energy expenditure during acute cold exposure in humans.</a> The Journal of Clinical Investigation. 122 (2), 545-552 (2012).</li>
<li>Blondin, D. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Contributions+of+white+and+brown+adipose+tissues+and+skeletal+muscles+to+acute+cold-induced+metabolic+responses+in+healthy+men%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Physiology%22%5BJournal%5D)">Contributions of white and brown adipose tissues and skeletal muscles to acute cold-induced metabolic responses in healthy men.</a> The Journal of Physiology. 593 (3), 701-714 (2015).</li>
<li>Ruiz, J. R., Martinez-Tellez, B., Sanchez-Delgado, G., Aguilera, C. M., Gil, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regulation+of+energy+balance+by+brown+adipose+tissue%3A+at+least+three+potential+roles+for+physical+activity%5BTitle%5D)+AND+%22British+Journal+of+Sports+Medicine%22%5BJournal%5D)">Regulation of energy balance by brown adipose tissue: at least three potential roles for physical activity.</a> British Journal of Sports Medicine. 49 (15), 972-973 (2015).</li>
<li>Bakker, L. E. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brown+adipose+tissue+volume+in+healthy+lean+south+Asian+adults+compared+with+white+Caucasians%3A+a+prospective%2C+case-controlled+observational+study%5BTitle%5D)+AND+%22The+Lancet+Diabetes+%26+Endocrinology%22%5BJournal%5D)">Brown adipose tissue volume in healthy lean south Asian adults compared with white Caucasians: a prospective, case-controlled observational study.</a> The Lancet Diabetes & Endocrinology. 2 (3), 210-217 (2014).</li>
<li>Lee, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Temperature-acclimated+brown+adipose+tissue+modulates+insulin+sensitivity+in+humans%5BTitle%5D)+AND+%22Diabetes%22%5BJournal%5D)">Temperature-acclimated brown adipose tissue modulates insulin sensitivity in humans.</a> Diabetes. 63 (11), 3686-3698 (2014).</li>
<li>Jensen, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brown+adipose+tissue+-+not+as+hot+as+we+thought%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Physiology%22%5BJournal%5D)">Brown adipose tissue - not as hot as we thought.</a> The Journal of Physiology. 593 (3), 489-490 (2015).</li>
<li>Heaton, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+distribution+of+brown+adipose+tissue+in+the+human%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Anatomy%22%5BJournal%5D)">The distribution of brown adipose tissue in the human.</a> Journal of Anatomy. 112 (Pt 1), 35-39 (1972).</li>
<li>Chauvie, S., Bertone, E., Bergesio, F., Terulla, A., Botto, D., Cerello, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automatic+liver+detection+and+standardised+uptake+value+evaluation+in+whole-body+Positron+Emission+Tomography%2FComputed+Tomography+scans%5BTitle%5D)+AND+%22Computer+Methods+and+Programs+in+Biomedicine%22%5BJournal%5D)">Automatic liver detection and standardised uptake value evaluation in whole-body Positron Emission Tomography/Computed Tomography scans.</a> Computer Methods and Programs in Biomedicine. , 47-52 (2018).</li>
<li>Chondronikola, M., Beeman, S. C., Wahl, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Non-invasive+methods+for+the+assessment+of+brown+adipose+tissue+in+humans%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Physiology%22%5BJournal%5D)">Non-invasive methods for the assessment of brown adipose tissue in humans.</a> The Journal of Physiology. 596 (3), 363-378 (2018).</li>
<li>Leitner, B. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mapping+of+human+brown+adipose+tissue+in+lean+and+obese+young+men%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Mapping of human brown adipose tissue in lean and obese young men.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 114 (32), 8649-8654 (2017).</li>
<li>Martinez-Tellez, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+impact+of+using+BARCIST+1.0+criteria+on+quantification+of+BAT+volume+and+activity+in+three+independent+cohorts+of+adults%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">The impact of using BARCIST 1.0 criteria on quantification of BAT volume and activity in three independent cohorts of adults.</a> Scientific Reports. 8 (1), 8567(2018).</li>
<li>Chen, K. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brown+Adipose+Reporting+Criteria+in+Imaging+STudies+%28BARCIST+1.0%29%3A+recommendations+for+standardized+FDG-PET%2FCT+experiments+in+humans%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Metabolism%22%5BJournal%5D)">Brown Adipose Reporting Criteria in Imaging STudies (BARCIST 1.0): recommendations for standardized FDG-PET/CT experiments in humans.</a> Cell Metabolism. 24 (2), 210-222 (2016).</li>
<li>Rasmussen, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brown+adipose+tissue+quantification+in+human+neonates+using+water-fat+separated+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+One%22%5BJournal%5D)">Brown adipose tissue quantification in human neonates using water-fat separated MRI.</a> PloS One. 8 (10), e77907(2013).</li>
<li>Becker, A. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In-depth+analysis+of+interreader+agreement+and+accuracy+in+categorical+assessment+of+brown+adipose+tissue+in+%2818%29FDG-PET%2FCT%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Radiology%22%5BJournal%5D)">In-depth analysis of interreader agreement and accuracy in categorical assessment of brown adipose tissue in (18)FDG-PET/CT.</a> European Journal of Radiology. 91 (18), 41-46 (2017).</li>
<li>Lee, Y. -H., Hsiao, H. -F., Yang, H. -T., Huang, S. -Y., Chan, W. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reproducibility+and+repeatability+of+computer+tomography-based+measurement+of+abdominal+subcutaneous+and+visceral+adipose+tissues%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Reproducibility and repeatability of computer tomography-based measurement of abdominal subcutaneous and visceral adipose tissues.</a> Scientific Reports. 7, 40389(2017).</li>
<li>Lundström, E., Strand, R., Johansson, L., Bergsten, P., Ahlström, H., Kullberg, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+resonance+imaging+cooling-reheating+protocol+indicates+decreased+fat+fraction+via+lipid+consumption+in+suspected+brown+adipose+tissue%5BTitle%5D)+AND+%22PLOS+One%22%5BJournal%5D)">Magnetic resonance imaging cooling-reheating protocol indicates decreased fat fraction via lipid consumption in suspected brown adipose tissue.</a> PLOS One. 10 (4), e0126705(2015).</li>
<li>Gifford, A., Towse, T. F., Walker, R. C., Avison, M. J., Welch, E. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Human+brown+adipose+tissue+depots+automatically+segmented+by+positron+emission+tomography%2Fcomputed+tomography+and+registered+magnetic+resonance+images%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Human brown adipose tissue depots automatically segmented by positron emission tomography/computed tomography and registered magnetic resonance images.</a> Journal of Visualized Experiments. (96), (2015).</li>
<li>Jones, T. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brown+fat+depots+in+adult+humans+remain+static+in+their+locations+on+PET%2FCT+despite+changes+in+seasonality%5BTitle%5D)+AND+%22Physiological+Reports%22%5BJournal%5D)">Brown fat depots in adult humans remain static in their locations on PET/CT despite changes in seasonality.</a> Physiological Reports. 5 (11), (2017).</li>
<li>Ruth, M. R., Wellman, T., Mercier, G., Szabo, T., Apovian, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+automated+algorithm+to+identify+and+quantify+brown+adipose+tissue+in+human+18F-FDG-PET%2FCT+scans%5BTitle%5D)+AND+%22Obesity+%28Silver+Spring%2C+Md%29%22%5BJournal%5D)">An automated algorithm to identify and quantify brown adipose tissue in human 18F-FDG-PET/CT scans.</a> Obesity (Silver Spring, Md). 21 (8), 1554-1560 (2013).</li>
<li>Hibi, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brown+adipose+tissue+is+involved+in+diet-induced+thermogenesis+and+whole-body+fat+utilization+in+healthy+humans%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Obesity%22%5BJournal%5D)">Brown adipose tissue is involved in diet-induced thermogenesis and whole-body fat utilization in healthy humans.</a> International Journal of Obesity. 40 (2005), 1655-1661 (2005).</li>
<li>Hanssen, M. J. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Short-term+cold+acclimation+recruits+brown+adipose+tissue+in+obese+humans%5BTitle%5D)+AND+%22Diabetes%22%5BJournal%5D)">Short-term cold acclimation recruits brown adipose tissue in obese humans.</a> Diabetes. 65 (5), 1179-1189 (2016).</li>
<li>Muzik, O., Mangner, T. J., Leonard, W. R., Kumar, A., Janisse, J., Granneman, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((15O+PET+measurement+of+blood+flow+and+oxygen+consumption+in+cold-activated+human+brown+fat%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Nuclear+Medicine%3A+Official+Publication%2C+Society+of+Nuclear+Medicine%22%5BJournal%5D)">15O PET measurement of blood flow and oxygen consumption in cold-activated human brown fat.</a> Journal of Nuclear Medicine: Official Publication, Society of Nuclear Medicine. 54 (4), 523-531 (2013).</li>
<li>Blondin, D. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inhibition+of+intracellular+triglyceride+lipolysis+suppresses+cold-induced+brown+adipose+tissue+metabolism+and+increases+shivering+in+humans%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Metabolism%22%5BJournal%5D)">Inhibition of intracellular triglyceride lipolysis suppresses cold-induced brown adipose tissue metabolism and increases shivering in humans.</a> Cell Metabolism. 25 (2), 438-447 (2017).</li>
<li>Admiraal, W. M., Holleman, F., Bahler, L., Soeters, M. R., Hoekstra, J. B., Verberne, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Combining+123I-metaiodobenzylguanidine+SPECT%2FCT+and+18F-FDG+PET%2FCT+for+the+assessment+of+brown+adipose+tissue+activity+in+humans+during+cold+exposure%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Nuclear+Medicine%3A+Official+Publication%2C+Society+of+Nuclear+Medicine%22%5BJournal%5D)">Combining 123I-metaiodobenzylguanidine SPECT/CT and 18F-FDG PET/CT for the assessment of brown adipose tissue activity in humans during cold exposure.</a> Journal of Nuclear Medicine: Official Publication, Society of Nuclear Medicine. 54 (2), 208-212 (2013).</li>
<li>Soret, M., Bacharach, S. L., Buvat, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Partial-volume+effect+in+PET+tumor+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Nuclear+Medicine%3A+Official+Publication%2C+Society+of+Nuclear+Medicine%22%5BJournal%5D)">Partial-volume effect in PET tumor imaging.</a> Journal of Nuclear Medicine: Official Publication, Society of Nuclear Medicine. 48 (6), 932-945 (2007).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

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.

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.

<table><tbody><tr><td>Oprogramowanie ImageJ/Fiji</td><td>ImageJ</td><td>https://imagej.net/Fiji/Downloads</td><td>Oprogramowanie Open Source</td></tr></tbody></table>

kwantyfikacja całego ciała i regionu aktywnej ludzkiej brunatnej tkanki tłuszczowej przy użyciu 18f-fdg pet/ct

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

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.

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).
<img alt="Proces badania PET-CT, segmentacja regionalna, ilościowa ocena BAT, schemat zidentyfikowanej maski BAT." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58469/58469fig1.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Rysunek 1"> 
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). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58469/58469fig1large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.</a>
<img alt="Analiza tomografii komputerowej, przekroje osiowe, ustawienie kręgów, schemat obrazowania medycznego, porównanie lokalizacji przekrojów." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58469/58469fig2.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Rysunek 2"> 
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. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58469/58469fig2large.jpg" target="_blank">Prosimy kliknąć tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej figury.</a>
<img alt="Analiza obrazów tomografii komputerowej odcinków kręgosłupa (od szyjnego do piersiowego) w rzutach strzałkowym i czołowym; schemat anatomiczny." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58469/58469fig3.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Rysunek 3"> 
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). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58469/58469fig3large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.</a>

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

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

Zastosowanie tej metody pozwala naukowcom uzyskać wysoce ilościowe pomiary aktywnej brunatnej tkanki tłuszczowej (BAT) u ludzi. Nasza metodologia ma na celu uniknięcie częstych wyników fałszywie dodatnich i dostarczenie szczegółowych instrukcji dotyczących identyfikacji i klasyfikacji brązowych osadów w tkance tłuszczowej. Główną zaletą tej techniki jest wykluczenie wyników fałszywie dodatnich oraz klasyfikacja aktywnych metabolicznie osadów brunatnej tkanki tłuszczowej.Rozpocznij tę procedurę od załadowania i przygotowania obrazów PET-CT zgodnie z opisem w protokole tekstowym. Po przechodzeniu przez plasterki we wszystkich widokach wybierz edytuj w lewym górnym rogu paska narzędzi i wybierz brązowy tłuszcz, ROI z menu rozwijanego, które się pojawi. W nowym oknie dialogowym, które się pojawi, zaznacz pola wyboru użyj SUV i użyj CT.Następnie wybierz jedno z trzech kryteriów włączenia opla. Wybierz wnętrze, aby zastosować algorytm wykrywania BAT w celu zbadania vauxhalli w obszarze ROI. Teraz wprowadź dolną granicę SUV-a znormalizowaną do zmierzonej lub przewidywanej beztłuszczowej masy ciała danej osoby i górną granicę wystarczającą do dostosowania się do wysokich poziomów aktywności.Wprowadź zakres gęstości BAT w drugim wierszu pól tekstowych. Zaznacz pole wyboru znajdujące się poniżej średniej wielkości czasu, aby wszystkie vauxhalle uznane za BAT były podświetlone na niebiesko, gdy otwarte jest brązowe okno zwrotu z inwestycji. Narysuj ROI, klikając przycisk rysowania w oknie dialogowym brązowego tłuszczu ROI.Następnie kliknij w dowolnym miejscu w jednym z trzech widoków, aby rozpocząć rysowanie ROI. Aby skompilować ROI i uzyskać całkowitą objętość BAT, należy ustawić początkowy i końcowy limit wycinka na ten sam wycinek, tak aby zwrot z inwestycji miał zastosowanie tylko do bieżącego przekroju osiowego. Zakreśl jedno depo BAT bez ukończenia zwrotu z inwestycji.Kontynuuj zwrot z inwestycji, przedłużając linię łączącą w poprzek ciała do odległego segmentu BAT. Dołącz drugie depo BAT i kliknij dwukrotnie poprzednio zidentyfikowany punkt na początku drugiego regionu. W razie potrzeby dostosuj punkty zwrotu z inwestycji, aby jeszcze bardziej zmniejszyć prawdopodobieństwo fałszywych alarmów.Używaj unikalnych anatomicznych punktów orientacyjnych, takich jak kształt kręgów, inne struktury kostne i obecność narządów, aby zidentyfikować aktualny obszar anatomiczny. Aby zidentyfikować BAT w odcinku szyjnym, przejdź do widoku osiowego na trzecim kręgu szyjnym. Rozpocznij ROI po bocznej stronie osadzania się tkanki tłuszczowej, unikając mięśni szyi wokół wyrostka kolczystego kręgu i tworząc granicę tuż za dolną krawędzią żuchwy.Teraz zidentyfikuj BAT w okolicy grzbietowo-szyjnej, ostrożnie uwzględniając podskórną tkankę tłuszczową tylko tam, gdzie występuje aktywność metaboliczna. Aby zidentyfikować BAT w okolicy nadobojczykowej, zacznij od narysowania ROI po stronie najbardziej powierzchownej, blisko wysoce aktywnego regionu BAT. W celu identyfikacji BAT w okolicy pachowej należy wybrać BAT w pobliżu miejsca, w którym ramię zaczyna oddzielać się od tułowia, ale omija żebra i płuca.Aby zidentyfikować nietoperza w okolicy śródpiersia, wybierz BAT, w którym mostek zaczyna pojawiać się na początku T2, w pobliżu najbardziej wysuniętego do przodu obszaru klatki piersiowej osobnika i kontynuuj ROI niżej aż do końca wyrostka ksyloidalnego. Zidentyfikuj BAT w obszarze przykręgosłupowym, rysując ROI wokół BAT otaczających ciało, a nie wyrostka kolczystego kręgu. Na koniec zidentyfikuj BAT w okolicy brzucha poniżej T12, śledząc aktywny tłuszcz bezpośrednio otaczający nerki, aż do momentu, gdy aktywność metaboliczna przestanie być obecna.Wygeneruj maskę BAT w edytorze ROI brązowego tłuszczu, wybierając zakładkę maski i naciśnij, utwórz zamaskowany PET. Zamknij przeglądarkę PET-CT, ale pozostaw otwarte poszczególne pola. Następnie ponownie otwórz nowe okno przeglądarki PET-CT.Zaznacz następujące pola wyboru w wyświetlonym oknie dialogowym. Zestaw CT i najnowszy zestaw PET. Zmień widok obrazów PET-CT na strzałkowy i zacznij rysować wszystkie ROI do analizy w całym regionie, zaczynając od tego samego przekroju strzałkowego.Następnie narysuj i oznacz ROI szyjki macicy, zaczynając od góry C3 i przedłużając ROI do C7, rysując linię pod ciałem C7 przed zamknięciem ROI. Teraz narysuj i oznacz ROI nadobojczykowy. Zacznij od C7, ale nie uwzględniaj trzonu kręgów piersiowych podczas rozszerzania ROI do T3. Następnie przedłuż lewą granicę ROI do górnej części manubrium mostka.Aby narysować i oznaczyć pachowy ROI, zacznij od T3, ale nie uwzględniaj korpusu kręgów piersiowych, jednocześnie przedłużając ROI do T7. Następnie przedłuż lewą granicę ROI tuż obok korpusu mostka. Narysuj i oznacz zwrot z inwestycji w śródpiersie, obejmując cały mostek w jednym ROI. Następnie narysuj i oznacz przykręgosłupowy ROI, zaczynając od T1, w tym wszystkie kręgi piersiowe w ROI.Narysuj i oznacz zwrot z inwestycji w jamę brzuszną, zaczynając od góry L1 i uwzględniając wszelkie BAT, które nie zostały uwzględnione w żadnym z poprzednich regionów w obrębie brzucha ROI. Na koniec narysuj i oznacz grzbietowo-szyjny ROI. 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. Zaznacz opcję pokaż wszystko, aby wyświetlić zwrot z inwestycji we wszystkich regionach. Teraz wyrównaj wszystkie ROI, aby zapobiec nakładaniu się lub niedoszacowaniu.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. Aby uniknąć wyników fałszywie dodatnich w kwantyfikacji BAT, podczas rysowania ROI należy wziąć pod uwagę informacje PET, CT i anatomiczne. Pokazano kilka typowych regionów, które należy uwzględnić i których należy unikać podczas ilościowego określania BAT całego ciała u osób stymulowanych zimnem, takich jak metabolicznie aktywny BAT szyjki macicy w porównaniu z gruczołami ślinowymi, strunami głosowymi i tarczycą.Należy również uwzględnić BAT nadobojczykowy, unikając jednocześnie drżenia mięśni w pobliżu granic powietrza i tkanek stałych. Wreszcie, włączając BAT brzuszny, unikaj kielichów nerek. Po zestawieniu ROI każdego przekroju osiowego złoża BAT można podzielić na segmenty w płaszczyźnie strzałkowej w celu zbadania wewnątrz, między, między, indywidualnych różnic w regionalnej aktywacji BAT.Pokazane tutaj regiony obejmują szyjną, nadobojczykową, pachową, śródpiersiową, przykręgosłupową, brzuszną i grzbietowo-szyjną. Wyświetlany jest również obraz kompozytowy ze wszystkimi regionami. Ważne jest, aby używać możliwych do zidentyfikowania narządów i struktur w ramce obrazu, aby zrozumieć swoją lokalizację w ciele i określić, czy struktura jest naprawdę brązową tkanką tłuszczową.Docelowo mamy nadzieję opracować zautomatyzowaną metodę wykorzystującą metodologię głębokiego uczenia lub sztucznej inteligencji. Stworzenie szczegółowego atlasu brunatnej tkanki tłuszczowej jest niezbędne, aby zapewnić, że zautomatyzowana metoda identyfikuje BAT. Korzystając z tej metody przetwarzania obrazu, opracowaliśmy ilościową i nieinwazyjną mapę brunatnej tkanki tłuszczowej człowieka.Dzięki tej metodzie naukowcy mogą dokonywać bardziej kompleksowych porównań funkcjonalnych BAT u ludzi.

whole-body-regional-quantification-active-human-brown-adipose-tissue

Research

JoVE Journal

Medicine

Medycyna

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 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

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

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

Istnieje ogromna potrzeba nieinwazyjnego rozpoznawania miażdżycy; w niniejszej pracy demonstrujemy, w jaki sposób badanie FDG-PET/CT może zostać wykorzystane do wykrywania i ilościowego określania aktywności blaszki miażdżycowej oraz stanu zapalnego naczyń.

Ilościowe oznaczanie aktywności blaszki miażdżycowej i stanu zapalnego naczyń krwionośnych za pomocą pozytonowej tomografii emisyjnej z tomografią komputerową z użyciem [18-F] fluorodeoksyglukozy (FDG-PET/CT)

Opisano metodę enumeracji CD4, tzw. α-test, która wykorzystuje pełną ślinę do szybkiego i dokładnego oznaczania liczby komórek CD4. α-test jest niezwykle tani i eliminuje konieczność specjalistycznego szkolenia technicznego, stosowania kosztownych odczynników, takich jak przeciwciała monoklonalne, użycia aparatury, chłodzenia, transportu próbek, a także pobierania i przetwarzania krwi.

Test &alpha;: Szybkie bezkomórkowe oznaczanie liczby limfocytów CD4 z wykorzystaniem całej śliny

W niniejszym przedstawiamy model przeszczepu nerki u szczura do nieinwazyjnej oceny ostrego odrzucenia allograftu przy użyciu pozytonowej tomografii emisyjnej z zastosowaniem 18F-fluorodeoksyglukozy.

Nieinwazyjne obrazowanie ostrego odrzucenia allograftu po przeszczepieniu nerki u szczura z wykorzystaniem 18F-FDG PET

Uszkodzenia mózgu wynikające z niedokrwienia mózgu mogą być nieinwazyjnie obrazowane i badane u szczurów za pomocą przedklinicznej pozytonowej tomografii emisyjnej połączonej z wstrzykiwaną sondą radioaktywną, 18F-fluorodeoksyglukozą. Co więcej, wykorzystanie nowoczesnych narzędzi programowych, które zawierają szablony mózgu dotyczące ilości zainteresowania (VOI), znacznie zwiększa ilość informacji uzyskanych z tych badań.

Nieinwazyjne obrazowanie i analiza niedokrwienia mózgu u żywych szczurów przy użyciu pozytonowej tomografii emisyjnej z 18F-FDG

Poznaj metodę kwantyfikacji aktywnej brunatnej tkanki tłuszczowej u ludzi przy użyciu 18F-FDG PET/CT. Technika ta eliminuje fałszywe pozytywy i umożliwia precyzyjną analizę regionalną.

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

Przeglądaj więcej filmów