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

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.