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मानव भूरा वसा ऊतकों डिपो स्वचालित रूप से पोजीट्रान एमिशन टोमोग्राफी / गणना टोमोग्राफी द्वारा खंडित और चुंबकीय अनुनाद पंजीकृत

Published: February 18, 2015 doi: 10.3791/52415
Automatic Translation
1, 2, 3, 4, 3
1Chemical and Physical Biology Program, Vanderbilt University, 2Department of Physical Medicine and Rehabilitation, Vanderbilt University School of Medicine, 3Radiology & Radiological Sciences, Vanderbilt University Medical Center, 4Department of Pharmacology, Vanderbilt University

Summary

यहाँ प्रस्तुत विधि 18 एफ Fluorodeoxyglucose का उपयोग करता है (18 एफ FDG) पोजीट्रान एमिशन टोमोग्राफी / गणना टोमोग्राफी (पीईटी-सीटी) और वसा का पानी अलग हो चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई), प्रत्येक thermoneutral को 2 घंटे के लिए जोखिम (24 डिग्री सेल्सियस निम्नलिखित स्कैन किया ) और वयस्क मानव विषयों में भूरा वसा ऊतकों (बैट) मानचित्र के क्रम में ठंड की स्थिति (17 डिग्री सेल्सियस)।

Abstract

मज़बूती से एक गैर इनवेसिव इमेजिंग विधि का उपयोग अन्य ऊतकों से भूरा वसा ऊतकों (बैट) फर्क मनुष्यों में बैट का अध्ययन की ओर एक महत्वपूर्ण कदम है। ठंड उत्तेजना के अधीन उजागर होने के बाद पोजीट्रान एमिशन टोमोग्राफी द्वारा / गणना टोमोग्राफी (पीईटी-सीटी) स्कैन के रूप में मापा बैट आम तौर पर, वसा ऊतकों डिपो में इंजेक्शन रेडियोधर्मी अनुरेखक 18 एफ Fluorodeoxyglucose (18 एफ FDG) के तेज से इसकी पुष्टि की है का पता लगाने के । फैट-पानी अलग हो चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई) एक रेडियोधर्मी अनुरेखक के उपयोग के बिना बैट भेद करने की क्षमता है। तिथि करने के लिए, वयस्क मनुष्यों में बैट की एमआरआई ठंड में सक्रिय पीईटी-सीटी के साथ सह-पंजीकृत नहीं किया गया है। इसलिए, इस प्रोटोकॉल स्वचालित रूप से तो एक ही विषय के एमआरआई स्कैन से पंजीकृत सह करने के लिए लागू किया जाता है, जो एक बैट मुखौटा, उत्पन्न करने के लिए 18 एफ FDG पीईटी-सीटी स्कैन का उपयोग करता है। इस दृष्टिकोण का मार्गदर्शन विभाजन के बिना बैट की मात्रात्मक एमआरआई गुणों की माप के लिए सक्षम बनाता है। बैट मास्क दो पीई से बनाया जाता हैटी सीटी स्कैन: 2 घंटे के लिए या तो (तमिलनाडु) thermoneutral (24 डिग्री सेल्सियस) या ठंड में सक्रिय (सीए) (17 डिग्री सेल्सियस) स्थितियों के लिए प्रदर्शन के बाद। तमिलनाडु और सीए पीईटी-सीटी स्कैन पंजीकृत हैं, और पीईटी मानकीकृत तेज और सीटी Hounsfield मूल्यों ही बैट से युक्त एक मुखौटा बनाने के लिए उपयोग किया जाता है। सीए और तमिलनाडु एमआरआई स्कैन भी इसी विषय पर हासिल कर लिया और स्वचालित रूप से परिभाषित बैट मुखौटा भीतर मात्रात्मक एमआरआई गुणों को स्थापित करने के क्रम में पीईटी-सीटी स्कैन के लिए पंजीकृत हैं। इस दृष्टिकोण का एक लाभ यह विभाजन पूरी तरह से स्वचालित है और सक्रिय बैट (पीईटी-सीटी) की पहचान के लिए व्यापक रूप से स्वीकार तरीकों पर आधारित है। बैट की मात्रात्मक एमआरआई गुण पीईटी-सीटी के साथ जुड़े विकिरण से बचा जाता है कि एक एमआरआई केवल बैट परीक्षा के लिए आधार के रूप में सेवा कर सकते हैं इस प्रोटोकॉल का उपयोग की स्थापना की।

Introduction

कारण दुनिया भर में मोटापे में उल्लेखनीय वृद्धि करने के लिए, ऊर्जा संतुलन को समझने के उद्देश्य से अनुसंधान के क्षेत्रों में एक वृद्धि की रुचि है। मोटापे की वजह से यह सार्वजनिक स्वास्थ्य एक के लिए चिंता का एक महत्वपूर्ण क्षेत्र है, जिससे मधुमेह, यकृत रोग, हृदय रोग और कैंसर के रूप में महंगा है और विनाशकारी चिकित्सा की स्थिति में परिणाम कर सकते हैं। ऊर्जा व्यय बनाम ऊर्जा खपत के संतुलन को समझने के उद्देश्य से अनुसंधान का एक ऐसा क्षेत्र है भूरा वसा ऊतकों या बैट का अध्ययन है। एक वसा ऊतकों में कहा जाता है, बैट कई मायनों 2 में अधिक आम सफेद वसा ऊतकों (वाट) से अलग है। सफेद adipocytes के समारोह में सेल प्रति एक बड़े लिपिड रिक्तिका में ट्राइग्लिसराइड्स स्टोर करने के लिए, और जब जरूरत रक्त प्रवाह में ऊर्जा के स्रोत के रूप में इन ट्राइग्लिसराइड्स जारी करने के लिए है। एक बहुत ही अलग तरीके से, भूरे रंग adipocytes के समारोह में गर्मी का उत्पादन होता है। यह तब होता है जिसके द्वारा एक तंत्र ठंडा करने के लिए जोखिम के माध्यम से है। इस sympatheti में वृद्धि का कारण बनता हैबदले में बैट सक्रिय हो जाता है जो सी तंत्रिका तंत्र गतिविधि,। जब सक्रिय, भूरे रंग adipocytes गर्मी उत्पन्न करते हैं। ऐसा करने के लिए, वे सेल प्रति कई छोटे लिपिड रिक्तिकाएं में निहित ट्राइग्लिसराइड्स का उपयोग करें, और प्रचुर मात्रा में माइटोकॉन्ड्रिया में uncoupling प्रोटीन की उपस्थिति 1 (UCP1) के माध्यम से, entropic नुकसान में जिसके परिणामस्वरूप, एटीपी के उत्पादन के बिना चयापचय को ट्राइग्लिसराइड्स कन्वर्ट गर्मी पीढ़ी के रूप में। छोटे लिपिड रिक्तिकाएं में संग्रहीत ट्राइग्लिसराइड्स समाप्त हो रहे हैं के रूप में, adipocyte रक्त प्रवाह 3 में मौजूद ग्लूकोज और ट्राइग्लिसराइड्स दोनों लेता है।

9 - अध्ययन कर बैट में रुचि नाटकीय रूप से न होने के कारण कांप thermogenesis, शरीर की ऊर्जा व्यय नियमन में अपनी भूमिका है, और बल्ले और मोटापे के बीच 3 संभावित उलटा रिश्ता करने के लिए अपने योगदान के लिए हाल के वर्षों में वृद्धि हुई है। इसके अलावा, हाल ही में जानवरों के अध्ययन बैट समाशोधन ट्राइग्लिसराइड्स और ग्लूकोज एफ में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता का संकेतविशेष रूप से एक उच्च वसा वाले भोजन 10,11 की घूस के बाद, रक्त प्रवाह रोम। 15 - हालांकि, हम बल्लेबाजी के बारे में क्या पता है की सबसे बैट 4,9,12 के कई डिपो होते हैं जो छोटे स्तनपायी, में अनुसंधान का परिणाम है। कुछ शुरुआती 16 अध्ययन के होते हुए भी - 18, मनुष्यों में बैट की उपस्थिति को व्यापक रूप से मानव बैट अध्ययन में रुचि नवीकरण किया गया है जब हाल ही में जब तक उम्र के साथ कम करने के बारे में सोचा गया था। 24 - हाल के शोध से बैट की अपेक्षाकृत छोटी मात्रा में वयस्कता 19 में जारी रहती है कि पता चलता है। बैट का अध्ययन करने के लिए एक अतिरिक्त सीमित कारक है कि अलग बायोप्सी और histological धुंधला से है, बैट का पता लगाने के लिए वर्तमान में स्वीकार स्पष्ट विधि 18 एफ fluorodeoxyglucose (18 एफ FDG) पोजीट्रान एमिशन टोमोग्राफी (पीईटी) है। आधुनिक पीईटी स्कैनर आम तौर पर एक गणना टोमोग्राफी (सीटी) स्कैनर के साथ संयुक्त कर रहे हैं। ठंड जोखिम से जब सक्रिय, बैट 18 तक ले जाता है 20,21,23,25 है जब 18 एफ FDG तेज की बहुत कम स्तर की तुलना में, ग्लूकोज की एक चयापचय अनुरूप है, और पीईटी छवियों पर दिखाई हो जाता है, जो एफ FDG radiotracer,। एक पीईटी-सीटी स्कैनर की मदद पर एक पीईटी परीक्षा के दौरान अर्जित सीटी छवियों संरचनात्मक जानकारी उपलब्ध कराने के द्वारा उच्च 18 एफ FDG तेज के साथ ऊतकों के बीच अंतर करने के लिए। पीईटी-सीटी इमेजिंग का यह प्रयोग (सीटी स्कैन से खुराक नगण्य नहीं है, हालांकि, पीईटी से मुख्यतः) विकिरण के अधीन उजागर करता है, और इसलिए बैट का पता लगाने के लिए एक अवांछनीय विधि है।

स्वस्थ वयस्क मनुष्यों में बल्ले पर पढ़ाई की संख्या बढ़ती जा रही है हालांकि, मानव बैट के हाल ही के अध्ययन मुख्य रूप से पूर्वव्यापी पीईटी-सीटी तक ही सीमित कर दिया गया है मानव शिशु शवों 26,27, पहले से ही के लिए अस्पतालों में भर्ती कराया गया है, जो मानव किशोरों, 19,25 अध्ययन अन्य कारणों से 27-30, और स्वस्थ वयस्कों के कुछ मानव अध्ययन31-35। बैट को प्रभावित कर सकता है, जो बीमार है, जो एक रोगी जनसंख्या अध्ययन, जब बच्चों और पूर्वव्यापी अध्ययन के दोनों पढ़ाई के साथ चुनौतियों में से एक बदल परिणाम की संभावना है। ग्लूकोज बैट 36 के वरीय ईंधन के स्रोत नहीं है, क्योंकि इसके साथ ही, पीईटी पढ़ाई हमेशा सक्रिय बैट का पता नहीं लगा सकता है, और इसलिए बैट की उपस्थिति underrepresent सकता है। बायोमेडिकल इमेजिंग के साथ बल्लेबाजी का अध्ययन करने में एक और कठिनाई ऊतक डिपो की सीमाओं को परिभाषित करने के लिए छवि विभाजन के प्रदर्शन से संबंधित है। वर्तमान में, मानव अध्ययन में बैट का विभाजन अक्सर मार्गदर्शन छवि विभाजन के कुछ डिग्री पर निर्भर करता है और बैट डिपो की गलत पहचान है, साथ ही अंतर-करदाता परिवर्तनशीलता इसलिए चपेट में है।

क्योंकि, स्वचालित विभाजन के तरीकों के साथ-साथ, वाट वितरण से बैट भेद कर सकते करने के लिए एक नया शक्तिशाली साथ जांचकर्ताओं प्रदान करेगा कि इन चुनौतियों, विश्वसनीय स्थानिक मानचित्रण तकनीक कीजिसके साथ राजभाषा बैट अध्ययन करने के लिए। चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई) की पहचान, स्थानिक मानचित्रण, और बैट का बड़ा मात्रा का ठहराव के लिए क्षमता है, और imaged विषय के लिए एक रेडियोधर्मी खुराक भी शामिल है कि मौजूदा संकर पीईटी-सीटी इमेजिंग दृष्टिकोण के विपरीत, एमआरआई कोई विकिरण शामिल है और सुरक्षित रूप से इस्तेमाल किया जा सकता है और बार बार। की पहचान करने और नैदानिक ​​Endocrinology पर एक नाटकीय सकारात्मक प्रभाव पड़ता है और मोटापा अनुसंधान के नए रास्ते की खोज हो सकता है एमआरआई का उपयोग कर बैट यों करने की क्षमता। पिछला वसा-पानी एमआरआई (FWMRI) चूहों और इंसानों दोनों में बैट की पढ़ाई वाट 90% वसा 15,26 से ऊपर है जबकि वसा संकेत अंश (एफएसएफ) बैट से, 40-80% वसा की सीमा में है कि पता चलता है 27। इसलिए हम इस मात्रात्मक FWMRI मीट्रिक, अन्य मात्रात्मक एमआरआई मैट्रिक्स के साथ संयोजन के रूप में, कल्पना और मानव में बैट डिपो यों तो भविष्य के काम में इस्तेमाल किया जा सकता है कि परिकल्पना। मुलाकात पर इस बल्ले के प्रभाव का अध्ययन करने के साथ जो एक शक्तिशाली उपकरण के साथ अनुसंधान समुदाय प्रदान करेगाविकिरण के उपयोग के बिना abolism और ऊर्जा व्यय।

हमारे शोध समूह ने पिछले तीन साल के लिए वयस्क मनुष्यों में बैट का अध्ययन किया गया है। एक वयस्क मानव विषय में संदिग्ध बैट की जांच के लिए एमआरआई के उपयोग पर हमारी पहली सार्वजनिक प्रस्तुति लांग बीच, कैलिफोर्निया 37 में मेडिसिन (ISMRM) फैट-पानी अलग कार्यशाला में चुंबकीय अनुनाद के लिए इंटरनेशनल सोसायटी में फरवरी 2012 में हुई। दो महीने बाद, हमारे समूह मेलबोर्न, ऑस्ट्रेलिया में 38 अप्रैल 2012 में ISMRM के 20 वें वार्षिक बैठक में दो वयस्कों में संदिग्ध बैट में एफएसएफ मूल्यों को प्रस्तुत किया। एक साल बाद साल्ट लेक सिटी, यूटा में अप्रैल 2013 में ISMRM की 21 वीं वार्षिक बैठक में इस पांडुलिपि में वर्णित प्रोटोकॉल पीईटी की पुष्टि की एमआरआई मात्रा का ठहराव की सार्वजनिक प्रस्तुति (हमारे ज्ञान का सबसे अच्छा करने के लिए) पहले के लिए इस्तेमाल किया गया था वयस्क मानव में बैट 39 विषयों। विशेष रूप से, हम previousl दिखा रहा है कि सबूत पेशY संदिग्ध बैट सक्रिय ठंड और thermoneutral 18 एफ FDG पीईटी-सीटी इमेजिंग दोनों का उपयोग कर सक्रिय बैट होने की पुष्टि की गई। 2013 के बाद से, स्वस्थ वयस्क मानव विषयों के बारे में हमारी पलटन thermoneutral और ठंड में सक्रिय शर्तों के तहत एमआरआई और पीईटी / सीटी दोनों के साथ imaged ब्राउन फैट की भूमिका तलाश "सबसे हाल ही में कार्यशाला पर फरवरी 2014 में प्रस्तुत परिणामों के साथ 20 से अधिक विषयों के लिए विस्तार किया गया है मनुष्य में "एनआईएच NIDDK 40 द्वारा प्रायोजित। विशेष रूप से, हम FWMRI एफएसएफ और आर सूचना दी 2 * बैट ROIs के साथ, वयस्क मनुष्यों में 18 एफ FDG पीईटी-सीटी से इसकी पुष्टि की supraclavicular बैट के क्षेत्रों में तनाव कम करने के गुण सक्रिय ठंड और thermoneutral पीईटी-सीटी पर आधारित स्वचालित विभाजन एल्गोरिदम का उपयोग चित्रित स्कैन। सबसे हाल ही में हम एफ-FDG पीईटी-सीटी उन्नत FWMRI thermometry 41,42 का उपयोग कर वयस्क मनुष्यों में बैट की पुष्टि की 18 में तापमान मानचित्रण के परिणामों को प्रस्तुत किया।

प्रक्रिया यहाँ प्रस्तुत अधिग्रहणएस एमआरआई और एक ही विषय पर 18 एफ FDG पीईटी-सीटी स्कैन, दोनों एक-ठंडा और सक्रिय thermoneutral शर्तों दोनों को प्रदर्शन के बाद। सक्रिय ठंड और thermoneutral 18 एफ FDG पीईटी-सीटी स्कैन एक विषय विशेष के आधार पर ब्याज की स्वचालित रूप से खंडित बैट क्षेत्रों (ROIs), बनाने के लिए इस्तेमाल कर रहे हैं। ये बैट ROIs तो पीईटी-सीटी में एमआरआई गुण बैट की पुष्टि की मापने के लिए सह-पंजीकृत एमआरआई स्कैन करने के लिए लागू कर रहे हैं।

इस प्रोटोकॉल की एक सीमा है गर्म या ठंडे प्रोत्साहन के लिए या तो विषयों को उजागर करते थे जब हवा का तापमान हर विषय के लिए संगत है। प्रत्येक विषय के अनुभवों गर्म लग रहा है या ठंडा तापमान जिस पर अलग-अलग हो सकता है, क्योंकि यह एक सीमा है। इसलिए, हवा के तापमान व्यक्ति की प्रतिक्रिया फिट करने के लिए निकाला जाता है, जिसके दौरान एक परीक्षण सत्र चल रहा है, और फिर thermoneutral और ठंड में सक्रियण प्रोटोकॉल के दौरान इन तापमान का उपयोग करके, यह अच्छा रुझान प्राप्त करने के लिए संभव हो सकता हैभूरा वसा ऊतकों से।

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Protocol

नोट: इस संस्थान के स्थानीय आचार समिति इस अध्ययन को मंजूरी दे दी है, और प्रदान की सभी विषयों पूर्व भागीदारी के लिए सहमति सूचित लिखा है। अध्ययन के लिए पात्र होने के लिए, विषयों निम्न आवश्यकताओं को पूरा करना होगा: कोई ज्ञात मधुमेह हो सकता है; बीटा ब्लॉकर्स या चिंता दवाओं, वर्तमान या अतीत में का कोई उपयोग नहीं; धूम्रपान या तंबाकू उत्पादों, वर्तमान या अतीत में जुगल नहीं करता है; कोई और अधिक कैफीन प्रत्येक दिन के 4 कप से; कोई और अधिक शराब प्रत्येक दिन के 2 गिलास से; और महिला, गर्भवती या स्तनपान नहीं है।
नोट: दो एमआरआई और दो पीईटी-सीटी: इस अध्ययन में, प्रत्येक भागीदार चार परीक्षा आए। प्रत्येक परीक्षा में 17.4 ± 0.5 डिग्री सेल्सियस (63.4 ± 0.9 ° एफ) की स्थिति दोनों thermoneutral 24.5 ± 0.7 डिग्री सेल्सियस (76.2 ± 1.3 ° एफ) के तहत प्रदर्शन प्रत्येक इमेजिंग साधन के साथ, एक अलग दिन पर हासिल कर ली है, और ठंडा है। स्कैन की वजह से गर्म या ठंडा करने के लिए डेटा को किसी भी संभावित पूर्वाग्रह को कम से कम करने के लिए मदद, किसी विशेष अनुक्रम में अनुसूचित नहीं कर रहे हैंएक विशेष क्रम में विषय। एक पीईटी-सीटी स्कैन के लिए कुल प्रभावी विकिरण खुराक 6.4 mSv (millisievert) है, और कर्मचारियों पर रेडियोलाजिस्ट प्रत्येक स्कैन के बीच कम से कम 24 घंटा के एक वार्शआउट अवधि की सिफारिश की।

1. सामान्य एमआरआई सुरक्षा और इमेजिंग चिंताएं

  1. एमआरआई मशीन में मुख्य चुंबकीय क्षेत्र हमेशा पर है, क्योंकि मरीज की सुरक्षा और एमआर क्षेत्र में काम करने वाले सभी कर्मियों को सुनिश्चित करने के लिए ध्यान रखना। विषय से सभी चुंबकीय वस्तुओं और इस क्षेत्र में काम कर रहे किसी भी व्यक्ति को साफ़ करें।
  2. वे अपने शरीर 43 में किसी भी धातु है अगर भर्ती चरण के दौरान विषयों से पूछो। इसके अलावा, इस विषय शरीर में किसी भी धातु एमआरआई के लिए मंजूरी दे दी है कि यह सुनिश्चित करने के लिए एक चुंबकीय सुरक्षा जांच प्रक्रिया 44 को पूरा कर सकते है। इस प्रारंभिक जांच के एमआरआई स्कैन पूरा नहीं कर सकते हैं, जो एक विषय सहमति की संभावना को खत्म करने में मदद कर सकते हैं।
  3. एमआर के साथ संगत है जो इस विषय के शरीर में किसी भी धातु अगर वहाँ इसके साथ ही, वें सुनिश्चितधातु पर ब्याज के ऊतकों के पास नहीं है। धातु असंभव नहीं तो विश्लेषण मुश्किल कर देगा जो छवि विरूपण कलाकृतियों, पैदा कर सकता है, क्योंकि यह वह जगह है।

2. अवगत सहमति प्राप्त

  1. लिखित सूचित सहमति प्राप्त करने के लिए इस विषय के साथ मिलो। इस बैठक के दौरान, उदाहरण के लिए, अध्ययन के सभी विवरण कवर: आवश्यकताओं सीमाओं के बारे में इस विषय की क्या कर रहे हैं यात्राओं की संख्या, यात्रा के प्रति समय प्रतिबद्धता, विषय और के दौरान ऐसा नहीं कर सकते हैं और किस, व्यायाम और / या भोजन करने के लिए यात्रा (जैसे नींद के रूप में), और किसी भी अन्य बारीकियों। यह व्यक्ति के बजाय एकाधिक ईमेल का उपयोग करने में इन शेड्यूल करने के लिए आम तौर पर आसान है, के रूप में स्कैनिंग के लिए यात्राओं का शेड्यूल करने के लिए इस बैठक का प्रयोग करें।

यात्रा करने के लिए 3. प्रक्रियाएं पहले

  1. विषय के लिए निर्देश
    1. पूर्व के अध्ययन के लिए पहुंचने के लिए 24 घंटे के लिए, शराब, कैफीन, दवा या किसी भी ज़ोरदार अभ्यास या कार्य से विषय बचना हैivity।
    2. उपवास के अधीन हिदायत और पूर्व के अध्ययन के लिए पहुंचने के लिए 8 घंटे के लिए किसी भी गरमी सेवन से बचने के लिए। विषयों के पानी पीने के लिए अनुमति दी जाती है।
  2. स्वयंसेवी संपर्क करना
    1. उनके 24 घंटा तैयारी के शुरू होने से एक दिन पहले विशेष निर्देश के स्वयंसेवक याद दिलाना। यह विषय उनके प्रतिबंध है, याद करते हैं कि यह सुनिश्चित करने में मदद करता है इस तरह के रूप में अच्छी तरह से, स्कैन की एक चेतावनी के रूप में दोनों में कार्य करता है (यानी।, कोई खाने, कोई व्यायाम, कोई शराब, आदि।)।

4. स्टडी दिवस पर प्रक्रिया - एमआरआई के लिए

  1. तापमान नियंत्रित कक्ष तैयारी
    1. विषय वांछित तापमान के संपर्क में है, जहां तापमान नियंत्रित कमरे के रूप में एक छोटे से कमरे का प्रयोग करें।
      ध्यान दें: एक छोटे से कमरे का उपयोग करके, यह कमरे के तापमान में ढ़ाल कम करने के लिए संभव है। उदाहरण के लिए, यहां इस्तेमाल कमरे का आकार 7 'एक्स 6' 8 "एक्स 8 'लंबा, (373.33 क्यूबिक फीट) है।
    2. तैयार करनाएक स्थिर तापमान तक पहुँचने के लिए कमरे के लिए पर्याप्त समय की अनुमति के लिए कमरे में प्रवेश विषय करने से पहले कमरे के कम से कम 60 मिनट।
    3. आर टी बनाए रखने के लिए या तो एक पोर्टेबल एयर कंडीशनिंग यूनिट और ठंडी हवा परिसंचारी, या कमरे में चारों ओर गर्म हवा प्रसारित करने झूल रहे जो एक प्रोग्राम पोर्टेबल हीटर, का उपयोग कर रखने के लिए एक घूर्णन मंजिल प्रशंसक के साथ।
    4. निष्क्रिय या पोर्टेबल उपकरणों के वांछित आरटी लक्ष्य के साथ परस्पर विरोधी से बचने के लिए एयर कंडीशनिंग या कमरे के ताप को नियंत्रित करने के लिए किसी भी मौजूदा थर्मोस्टेट कम से कम।
  2. में प्रवेश तापमान नियंत्रित रूम करने से पहले
    1. मानक चिकित्सा शॉर्ट्स और कमीज में विषय परिवर्तन किया है। मोजे और जूते निकालें। विषय महिला है, तो किसी भी धातु शामिल नहीं करता है कि एक स्पोर्ट्स ब्रा पहनने की अनुमति देते हैं।
    2. मानक कपड़ों में बदलने के बाद इस विषय की ऊंचाई, वजन, और कमर की परिधि माप उपाय।
    3. विषय के शरीर का तापमान usin उपायगा मांसल थर्मामीटर।
  3. तापमान नियंत्रित कक्ष में
    1. तापमान नियंत्रित कमरे में प्रवेश करने के लिए विषय प्रत्यक्ष। शरीर का तापमान, जैसे बदल सकता है कि किसी भी गतिविधि प्रदर्शन चुपचाप बैठ जाओ और नहीं करने के लिए विषय से पूछो।, टाइपिंग व्यायाम, या सोते।
    2. 1 घंटे के लिए कमरे में बैठने के बाद, फिर से एक मांसल थर्मामीटर का उपयोग कर शरीर के तापमान को मापने।
    3. तापमान नियंत्रित कमरे में बैठे की दूसरी घंटा के बाद, फिर से एक मांसल थर्मामीटर का उपयोग कर शरीर के तापमान को मापने।
    4. विषय ठंडे कमरे में बैठा है जब एमआरआई दिन, विषय एमआरआई स्कैनर के लिए ले जाया जाता है, जबकि एक ठंडे वातावरण बनाए रखने के लिए एक ठंडा बनियान का उपयोग करें। तापमान नियंत्रित कमरे में जा अधीन करने से पहले इस विषय पर ठंड बनियान रखें।
    5. तापमान नियंत्रित कमरे में दो घंटे के बाद, एमआरआई स्कैनर के लिए एक व्हीलचेयर में विषय परिवहन। फिर से एक में विषय रखने के लिए व्हीलचेयर का प्रयोग करेंlaxed, आसीन राज्य, और चलने से उत्पन्न हो सकती है कि किसी भी "वॉर्मिंग" कम से कम। यह संभावना कम हो जाएगा, हालांकि इसके अतिरिक्त, व्हीलचेयर का उपयोग कर, कंकाल की मांसपेशियों में पीईटी ट्रेसर के किसी भी तेज से बचने के लिए मदद करता है।
  4. एमआरआई अधिग्रहण प्रोटोकॉल
    1. एमआरआई दो चैनल समानांतर संचारित क्षमता से लैस एक 3T एमआरआई स्कैनर का उपयोग कर स्कैन मोल, एक अतिरिक्त बड़े 16 चैनल धड़ का तार प्राप्त करते हैं, और एक संशोधित टेबलटॉप।
    2. धड़ का अग्र भाग एक कपड़े गोफन में स्कैनर बोर के ऊपर से कुंडल प्राप्त रुको। गोफन संकेत करने वाली शोर अनुपात (SNR) को अधिकतम करने के क्रम में इस विषय के शरीर के खिलाफ स्लाइड करने के लिए काफी कम लटका करने की अनुमति दें।
    3. धड़ के पीछे भाग टेबलटॉप की दो परतों के बीच sandwiched एक रोलिंग "कुंडल वैगन" में कुंडल प्राप्त रखें। तालिका स्कैनर बोर के माध्यम से कदम के रूप में, स्कैनर से जुड़ी पट्टियाँ द्वारा isocenter पर कुंडली वैगन पकड़ सामने और टी की पीठ पर शामिल किया गयापीछे का तार तत्व स्थिर बनी हुई है, इसलिए है कि वह बोर स्कैनर।
    4. एक लापरवाह स्थिति में पहले स्कैनर पैर प्रवेश करने के लिए बिस्तर पर विषय स्थिति।
      1. विषय ठंड बनियान पहने हुए है, तो नीचे झूठ बोल से पहले इस विषय के लिए बनियान को हटा दें।
    5. एक बार एक pillowcase के समान एक बैग के अंदर विषय जगह, दोनों हथियार है लेटी, और शरीर के दोनों ओर से हथियार कम है। इस कंधों आसान छवि सह पंजीकरण बनाता है जो एमआरआई और पीईटी / सीटी परीक्षा, दोनों के दौरान एक समान तरीके से तैनात कर रहे हैं सुनिश्चित करने में मदद करता है।
      नोट: इस विषय स्वाभाविक रूप से स्कैनर बिस्तर पर लेट करने के लिए अनुमति दे प्रत्येक स्कैन के दौरान सिर के नीचे cushioning के एक ही राशि का उपयोग कर, और हथियारों का समर्थन करने के pillowcase बैग का उपयोग कर, सभी स्कैन के बीच इस विषय स्थिति के बीच मतभेदों को कम करने के लिए मदद करता है। एक स्कैन के दौरान इस विषय के लिए इस्तेमाल किसी भी समर्थन वापस, उदाहरण के लिए एक घुटने के नीचे तकिया या कम, हमेशा वीं के लिए उसी तरह से इस्तेमाल किया जाना चाहिएएमआरआई और पीईटी / सीटी दोनों स्कैन के दौरान इस विषय पर।
    6. ऊपरी जांघ को सिर के मुकुट से कवर 20 अक्षीय स्लाइस की 7 ढेर, के साथ एक बहु ढेर, बहु टुकड़ा, कई तेजी से क्षेत्र गूंज (mFFE) के अधिग्रहण का उपयोग कर मोटी-पानी एमआरआई (FWMRI) मोल। स्लाइस स्लाइस के बीच एक 0 मिमी अंतराल के साथ सटे हैं।
      1. लीजिए FWMRI एक टी.आर. = 83 एमएस, ते 1 = 1.024 एमएस और प्रभावी ΔTE = 0.779 एमएस के साथ चार गूँज के दो interleaved सेट के रूप में अधिग्रहीत 8 गूँज के अधिग्रहण को सक्षम करने के लिए अनुकूलित सॉफ्टवेयर का उपयोग कर स्कैन करता है। अन्य अधिग्रहण प्रोटोकॉल विवरण शामिल हैं: फ्लिप कोण = 20º, पानी वसा पारी = 0.323 पिक्सल, readout के नमूने बैंडविड्थ = 1346.1 हर्ट्ज / पिक्सेल, देखें = 520 मिमी मिमी 408 ×, अधिग्रहीत voxel आकार = 2 मिमी x 2 मिमी की अक्षीय में विमान क्षेत्र एक्स 7.5 मिमी, और संवेदनशीलता एन्कोडिंग (भावना) समानांतर इमेजिंग कारक = 3 (पूर्वकाल पीछे दिशा)। प्रत्येक स्टेशन के लिए तैयारी चरणों केंद्र आवृत्ति (एफ 0) अनुकूलन और पहले के आदेश रैखिक shimming शामिल हैं। अधिग्रहणसमय पर 20 स्लाइस के लिए 27.8 सेकंड है।
      2. प्रदर्शन करना सांस, स्टेशन प्रति धारण स्टेशनों दो सांस के साथ कंधे को श्रोणि को कवर करने के लिए रखती है अर्थात।, कोई सांस रोक अब 14 सेकंड से अधिक है। प्रत्येक मेज की स्थिति में, स्कैनर के दो चैनल संचारित क्षमता के लिए shimming अनुकूलित आरएफ (सापेक्ष आरएफ आयाम और चरण समायोजन) सक्षम करने के लिए एक दोहरी कोण बी 1 अंशांकन स्कैन (अधिग्रहण के समय 15.1 सेकंड) के अधिग्रहण।
      3. 12.1 सेकंड का एक अधिग्रहण के समय के साथ प्रत्येक मेज की स्थिति में भावना संदर्भ स्कैन मोल। अनुशंसित FWMRI मापदंडों 1 टेबल में सूचीबद्ध हैं।

स्टडी दिवस पर 5. प्रक्रिया - पीईटी-सीटी के लिए

  1. तापमान नियंत्रित कक्ष तैयारी
    1. विषय वांछित तापमान के संपर्क में है, जहां तापमान नियंत्रित कमरे के रूप में एक छोटे से कमरे का प्रयोग करें।
      ध्यान दें: एक छोटे से कमरे का उपयोग करके, यह कमरे के तापमान में ढ़ाल कम करने के लिए संभव है। एफया उदाहरण के लिए, यहां इस्तेमाल कमरे का आकार 7 'एक्स 6' 8 "एक्स 8 'लंबा, (373.33 क्यूबिक फीट) है।
    2. कम से कम 60 मिनट पूर्व कमरे में एक स्थिर तापमान तक पहुँचने के लिए पर्याप्त समय की अनुमति के लिए कमरे में प्रवेश विषय के लिए कमरा तैयार करें।
    3. आर टी बनाए रखने के लिए या तो एक पोर्टेबल एयर कंडीशनिंग यूनिट और एक घूर्णन मंजिल प्रशंसक ठंडी हवा ठंड उत्तेजना तापमान प्राप्त करने के लिए परिसंचारी, या thermoneutral तापमान बनाए रखने के लिए एक oscaillating पोर्टेबल हीटर का उपयोग कर रखने के लिए के साथ।
    4. निष्क्रिय या पोर्टेबल उपकरणों के वांछित आरटी लक्ष्य के साथ परस्पर विरोधी से बचने के लिए एयर कंडीशनिंग या कमरे के ताप को नियंत्रित करने के लिए किसी भी मौजूदा थर्मोस्टेट कम से कम।
  2. विषय की तैयारी
    1. एक हाथ या हाथ की नस में रखा एक चतुर्थ बंदरगाह के लिए पीईटी इमेजिंग सुइट के अधीन प्रत्यक्ष। इस चतुर्थ बंदरगाह विषय तापमान नियंत्रित कमरे में बैठा है, जब बाद में radiotracer इंजेक्षन रेडियोलॉजी तकनीशियन की अनुमति देता है।
    2. मेँविषय महिला है च, वह गर्भवती नहीं है सुनिश्चित करने के लिए एक रक्त सीरम गर्भावस्था परीक्षण प्रदर्शन करते हैं।
      नोट: इस अध्ययन के लिए, आंतरिक समीक्षा बोर्ड पीईटी / सीटी स्कैन का अधिग्रहण किया जा रहा करने के लिए कम से कम 24 घंटा पहले एक गर्भावस्था परीक्षण की आवश्यकता है।
  3. में प्रवेश तापमान नियंत्रित रूम करने से पहले
    1. मानक चिकित्सा शॉर्ट्स और कमीज में विषय परिवर्तन किया है। मोजे और जूते निकालें। विषय महिला है, तो किसी भी धातु शामिल नहीं करता है कि एक स्पोर्ट्स ब्रा पहनने की अनुमति देते हैं।
    2. मानक कपड़ों में बदलने के बाद इस विषय की ऊंचाई, वजन, और कमर की परिधि माप उपाय।
    3. एक मांसल थर्मामीटर का उपयोग विषय के शरीर के तापमान को मापने।
  4. तापमान नियंत्रित कक्ष में
    1. तापमान नियंत्रित कमरे में प्रवेश करने के लिए विषय प्रत्यक्ष। व्यायाम, टाइपिंग, या सोते हैं, जैसे, शरीर के तापमान को बदल सकता है कि किसी भी गतिविधि प्रदर्शन चुपचाप और नहीं बैठने के विषय में पूछते हैं। 1 घंटे के लिए कमरे में बैठने के बाद, फिर से एक मांसल थर्मामीटर का उपयोग कर शरीर के तापमान को मापने।
    2. तापमान नियंत्रित कमरे में पहले घंटे के बाद पीईटी-सीटी स्कैन के दिनों में, एक रेडियोलोजी तकनीशियन चतुर्थ बंदरगाह के माध्यम से Fluorodeoxyglucose (18 एफ FDG) के इंजेक्शन प्रशासन है। 0.14 एमसीआई / किलो 18 एफ FDG के (70 किलो विषय के लिए लगभग 10 एमसीआई) इंजेक्षन। विषय विशिष्ट वजन के आधार पर सटीक खुराक की गणना।
    3. तापमान नियंत्रित कमरे में बैठे की दूसरी घंटा के बाद, फिर से एक मांसल थर्मामीटर का उपयोग कर शरीर के तापमान को मापने।
      नोट: 18 एफ FDG ट्रेसर घंटे पद ट्रेसर इंजेक्शन के दौरान सक्रिय बैट में लिया जाता है, क्योंकि ठंड एमआरआई दिनों के विपरीत, ठंड बनियान का उपयोग ठंड पीईटी-सीटी दिनों पर अनावश्यक है। ट्रेसर वह / वह स्कैनर के लिए ले जाया जा रहा है के रूप में इस विषय गर्म हो जाता है, भले ही ऊतक छोड़ नहीं होगा। यह संभव है क्योंकि इसलिए, activat की उपस्थिति का पता लगाने के लिएबैट पीईटी-सीटी स्कैन के दौरान सक्रिय न रह जाए, भले ही पीईटी-सीटी छवियों पर एड बैट, ठंड बनियान आवश्यक नहीं है।
    4. तापमान नियंत्रित कमरे में दो घंटे के बाद, पीईटी-सीटी स्कैनर के लिए एक व्हीलचेयर में विषय परिवहन। एक आराम, आसीन राज्य में विषय रखने के लिए, और चलने से उत्पन्न हो सकती है कि किसी भी "वॉर्मिंग" कम करने के लिए व्हीलचेयर का प्रयोग करें। यह संभावना कम हो जाएगा, हालांकि इसके अतिरिक्त, व्हीलचेयर का उपयोग कर, कंकाल की मांसपेशियों में पीईटी ट्रेसर के किसी भी तेज से बचने के लिए मदद करता है।
  5. पीईटी-सीटी अधिग्रहण प्रोटोकॉल
    1. एक डिस्कवरी STE पीईटी / सीटी स्कैनर पर पीईटी-सीटी स्कैन (Ste देखने के लिए खड़ा है और अभिजात वर्ग समझो) मोल।
    2. एक लापरवाह स्थिति में पहले स्कैनर सिर दर्ज करने के लिए बिस्तर पर विषय स्थिति।
    3. एक बार एक pillowcase के समान एक बैग के अंदर विषय जगह, दोनों हथियार है लेटी, और शरीर के दोनों ओर से हथियार कम है। इस कंधों दोनों के दौरान एक समान तरीके से तैनात कर रहे हैं सुनिश्चित करने में मदद करता हैछवि सह पंजीकरण आसान बना देता है, जो एमआरआई और पीईटी / सीटी परीक्षा,।
      नोट: देखने के पीईटी / सीटी इमेजिंग क्षेत्र विषय ऊंचाई पर निर्भर करता है, 7-9 बिस्तर की स्थिति में मध्य जांघ को सिर के मुकुट से शामिल किया गया है (बिस्तर स्थिति के अनुसार दो मिनट)। अनुशंसित पीईटी-सीटी मापदंडों तालिका 2 में सूचीबद्ध हैं।

6. एमआरआई पोस्ट प्रसंस्करण

  1. एमआरआई द्वारा मापा बंद लाइन processing.The संकेत के लिए वास्तविक और काल्पनिक एमआर छवियों को बचाने के वास्तविक और काल्पनिक भागों के साथ एक जटिल संख्या के रूप में प्रतिनिधित्व किया जा सकता है कि दोनों परिमाण और दिशा के साथ एक सदिश मात्रा है। नैदानिक ​​सेटिंग में, परिमाण छवियों आम तौर पर प्रदर्शित कर रहे हैं। हालांकि, जटिल जानकारी वसा और पानी छवियों में प्रसंस्करण के लिए आवश्यक है।
  2. तीन आयामी पानी / वसा जुदाई और प्रत्येक व्यक्ति टुकड़ा ढेर के लिए C ++ में लागू एक बहु पैमाने पूरे छवि अनुकूलन एल्गोरिथ्म 45 के आधार पर 2 आर * आकलन प्रदर्शन करते हैं। फैट 9 चोटियों का उपयोग कर मॉडलिंग की है > 46 अप।
  3. जटिल पानी वसा संकेत मॉडल में एड़ी वर्तमान के संभावित संक्रमण से बचने के लिए प्रत्येक चार-गूंज ट्रेन की पहली गूंज त्यागें।

7. पीईटी-सीटी पोस्ट प्रसंस्करण

  1. MATLAB में लोड सीटी DICOM डेटा और डेटा मूल्यों के लिए स्कैनर की आपूर्ति rescale मूल्य को लागू करने से Hounsfield इकाइयों (एच यू) कन्वर्ट करने के लिए।
  2. MATLAB में पीईटी DICOM डेटा लोड और निम्न सूत्र का उपयोग मानकीकृत तेज मान (एसयूवी) कन्वर्ट करने के लिए:
    1 समीकरण
    जहां "पिक्सेल मूल्य है कि" पिक्सेल स्थान के लिए DICOM फ़ाइल में संग्रहीत मूल्य है।
    2 समीकरण
    नोट: पीईटी ट्रेसर गतिविधि रेडियोन्यूक्लाइड कुल खुराक है, और छवि मेटा डेटा (DICOM हेडर फाइल) से पढ़ा जा सकता है।
    जेपीजी "/>
  3. सीटी डेटा के रूप में एक ही आयाम है की पीईटी डेटा बैठाना।
    1. पीईटी और सीटी छवियों को एक ही टुकड़ा मोटाई के साथ प्राप्त कर रहे हैं, XY विमान में एक दो आयामी तख़्ता समारोह का उपयोग कर प्रक्षेप प्रदर्शन करते हैं।

8. डेटा पोस्ट प्रसंस्करण

  1. छवियों का विश्लेषण करने के लिए, घर में सभी तीन आयामों में पंजीकरण सत्यापित करने के लिए तीन-विमान देखें सॉफ्टवेयर विकसित के साथ एक अर्ध-स्वचालित पद्धति के माध्यम से एक कठोर शरीर पंजीकरण एल्गोरिथ्म 47 का उपयोग करते हुए प्रत्येक विषय के लिए सभी 4 छवि संस्करणों सह रजिस्टर।
  2. सभी चार समय अंक भर में पूरी छवि मात्रा पंजीकरण के साथ कठिनाइयों के कारण, फेफड़ों के शीर्ष करने के लिए गर्दन को कवर क्षेत्र पर पंजीकरण ध्यान केंद्रित। आगे डाटा प्रोसेसिंग में केवल सफलतापूर्वक पंजीकृत क्षेत्र का उपयोग करें।
  3. छवि पंजीकरण के बाद, MATLAB में FWMRI, सीटी हू और पीईटी एसयूवी डेटा लोड और ब्याज की बैट क्षेत्रों को परिभाषित करने के लिए इस्तेमाल करते हैं।
    नोट: पहले से PUBL के लिए इसी प्रकार(1) एच यू मूल्य की सीमा में पड़ता है: दंडित विधियों बैट मुखौटा का हिस्सा माना जा करने के लिए, पीईटी एसयूवी और सीटी एच यू मूल्यों का उपयोग बैट भेद की 19,25,48, छवि में प्रत्येक voxel निम्नलिखित को पूरा करना चाहिए -200 <एच यू <-1, दोनों ठंडे और गर्म सीटी स्कैन पर; (2) एसयूवी ठंड पालतू पर> 2.0 से स्कैन; (3) एसयूवी संकेत अंश [(ठंडा एसयूवी) / (ठंडा एसयूवी + गर्म एसयूवी)]> 0.55, यानी, कि voxel में एसयूवी संकेत मनाया कुल का 55% से अधिक उत्पन्न करना चाहिये ठंड पीईटी स्कैन; और (4) केवल Otsu की विधि 49 अग्रभूमि पिक्सल वर्गीकृत करने के लिए प्रयोग किया जाता है जहां एमआरआई स्कैन से अग्रभूमि पिक्सल होते हैं।
  4. एक voxel इन सभी मानदंडों को पूरा करते हैं, तो बैट पहचान की बाइनरी नकाब में voxel शामिल हैं।
  5. निम्नलिखित द्विआधारी आकृति विज्ञान चरणों को लागू करें।
    1. छवियों संसाधित किया जा रहा है के रूप में एक मैट्रिक्स में एक ही आकार बनाएँ। नई मैट्रिक्स में प्रत्येक स्थानिक स्थान विकर्णों सहित बाइनरी बैट नकाब में अपने सभी आसन्न पड़ोसियों, के 3 डी योग है। अधिकतम एसउम 26 है।
    2. इस नए मैट्रिक्स थ्रेसहोल्ड 15 या अधिक 3 डी पड़ोसियों के साथ ही स्थानों में शामिल करने के लिए। इस मैट्रिक्स तो अंतिम बाइनरी बैट मुखौटा रूपों।
      नोट: ये नियम खंड बैट ऊतक के लिए पर्याप्त हैं, और मुखौटा करने के लिए कोई आगे संशोधन गैर बैट voxels को खत्म करने के लिए आवश्यक है। इस पीईटी-सीटी का एक टुकड़ा-दर-टुकड़ा मुखौटा सह पंजीकृत कंधे क्षेत्र में बैट की पुष्टि की है रूपों।
  6. दोनों ठंडा और गर्म स्कैन के लिए, बैट क्षेत्रों में एसयूवी, हू, वसा संकेत अंश (एफएसएफ) और आर 2 * मूल्यों का अधिग्रहण करने के लिए सभी सह-पंजीकृत छवियों मुखौटा लागू करें।

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Representative Results

इसी विषय पर एमआरआई और पीईटी-सीटी दोनों स्कैन प्राप्त करने, और सभी स्कैन पर सह पंजीकरण के प्रदर्शन के बैट से मात्रात्मक एमआरआई मेट्रिक्स के विश्वसनीय माप सक्षम बनाता है। एक असंसाधित (तमिलनाडु) गर्म और ठंडे (सीए) पीईटी-सीटी और एमआरआई से पता चलता है एक विषय से स्कैन। तमिलनाडु और सीए पीईटी-सीटी दोनों डेटा प्राप्त करके, यह स्पष्ट रूप से वृद्धि हुई है 18 एफ FDG तेज से ठंड में सक्रिय बैट डिपो भेद करने के लिए संभव है। बाद सह पंजीकरण के सभी चार स्कैन (चित्रा 2 और 3) चित्रा 4 के रूप में देखा है, यह पीईटी-सीटी छवियों से व्युत्पन्न मापदंड का उपयोग करते हुए एक विषय विशेष बैट मुखौटा बनाने के लिए संभव है। यह मुखौटा तो चार करने के लिए लागू किया जा सकता है सह-पंजीकृत स्कैन बैट डिपो में छवि मेट्रिक्स प्राप्त करने के लिए। एक विषय से प्रतिनिधि मूल्यों तालिका 1 में प्रदर्शित कर रहे हैं।

चित्र 1
चित्रा उलटा ग्रे स्केल में पीईटी अधिकतम तीव्रता प्रक्षेपण (एमआईपी) दिखा एक विषय के लिए स्कैन (सीए) गर्म (तमिलनाडु) और ठंड से 1. कोरोनल छवियों, पीईटी / सीटी ओवरले, सीटी, एमआरआई और वसा संकेत अंश (एफएसएफ)। सक्रिय भूरा वसा ऊतकों, यह दर्शाता है, साथ ही सीए पीईटी एमआईपी स्कैन पर स्पाइनल कॉलम नीचे हंसली का इस क्षेत्र में वृद्धि हुई 18 एफ FDG तेज लाल (तीर) पर ध्यान दें। सीए सीटी छवि पर धराशायी लाल रेखा हंसली का क्षेत्र आगे विश्लेषण किया जा इंगित करता है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्र 2
चित्रा 2. हंसली का स्तर के अक्षीय टुकड़ा, बाद के पंजीकरण के।, सीए पीईटी (सफेद तीर) स्कैन में देखा 18 एफ FDG तेज वृद्धि हुई है में होता हैसीटी Hounsfield यूनिट मूल्यों द्वारा निर्धारित रूप में वसा ऊतकों के upraclavicular क्षेत्र। इस क्षेत्र में एमआरआई वसा संकेत अंश (एफएसएफ) पिछले अनुसंधान के समान 50-80% रेंज में गिर जाता है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्र तीन
पंजीकरण कदम दिखा चित्रा 3. फ्लो चार्ट। (ए), छवियों सभी एक ही छवि अंतरिक्ष के लिए पंजीकृत हैं जिसमें। पंजीकरण के बाद, सभी चार छवियों बैट मुखौटा सृजन (बी) में किया जाता है।

चित्रा 4
बैट मुखौटा पैदा करने के लिए मानदंड दिखा चित्रा 4. बाइनरी छवियों। माना जा करने के लिएएक टुकड़ा-दर-टुकड़ा आधार पर निर्धारित के रूप में बैट मुखौटा का जुटी हिस्सा है, छवि में प्रत्येक voxel, इन चार नियमों को पूरा करना चाहिए। एक voxel इन सभी मानदंडों को पूरा करते हैं, तो यह बैट पहचान की बाइनरी नकाब में शामिल किया गया है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

इमेजिंग विधि मूल्य:
95% सीआई मतलब ±
Thermoneutral सीटी [hu] -68.62 ± 9.35
शीत-सक्रिय सीटी [hu] -55.04 ± 7.72
Thermoneutral पीईटी [एसयूवी] 0.52 ± 0.05
शीत-सक्रिय पीईटी [एसयूवी] 7.15 ± 1.16
Thermoneutral एफएसएफ [%] 41.62 ± 5.04 शीत-सक्रिय एफएसएफ [%] 47.76 ± 5.15
Thermoneutral आर 2 * [1 / सेक] 128.22 ± 19.48
शीत-सक्रिय आर 2 * [1 / सेक] 101.27 ± 24.92

तालिका 1 संख्यात्मक मूल्यों एक विषय के लिए ठंड में सक्रिय और thermoneutral स्कैन दोनों से (95% विश्वास अंतराल मतलब है)।

पैरामीटर अनुशंसा
सामान्य अनुक्रम प्रकार मल्टी गूंज फास्ट फील्ड इको (mFFE)
आरएफ संचरण का तार वर्ग निकालना शरीर
कुंडल मिले
कुल स्कैन अवधि (मिनट: सेकंड) 00:25 (टेबल स्टेशन के अनुसार)
ज्यामिति मल्टी-संचारित हाँ
शारीरिक विमान आड़ा
स्लाइस की संख्या 20
टुकड़ा मोटाई (मिमी) 7.5
इंटर-टुकड़ा खाई (मिमी) 0
एक्वायर्ड मैट्रिक्स 260 X 204
पुनर्निर्माण मैट्रिक्स 288
देखने के फील्ड (मिमी) 520 X 408
खंगाला voxel आकार (मिमी) 1.81 एक्स 1.82 एक्स 7.5
भावना हाँ
पी कमी (एपी) 3
स्लाइस स्कैन आदेश चढ़ना
गुना ओवर दिशा आगे पीछे
फैट पारी दिशा बाया
विरोध बारीकी से जांच करने की प्रणाली मल्टी-टुकड़ा
पुनरावृत्ति समय (एमएस) 83
इकोज 4
इंटरलीव्ड mFFE हाँ
इंटरलीव्ड गिनती 2
(प्रथम) गूंज समय (एमएस) 1.023
इको समय रिक्ति (एमएस) 1.559
प्रभावी interleaved गूंज समय (एमएस) 0.7793
उत्तेजना फ्लिप कोण (डिग्री) 12
आरएफ shimming अनुकूली
संकेत अधिग्रहण समानांतर इमेजिंग भावना कारक = 3
आंशिक फूरियर ना
बैंडविड्थ / पिक्सेल (हर्ट्ज / पिक्सेल) 1346.1

वसा-पानी एमआरआई (FWMRI) के अधिग्रहण के लिए इस्तेमाल तालिका 2 पैरामीटर।

पैरामीटर अनुशंसा
अधिग्रहण मोड पेचदार
डाटा संग्रह व्यास (मिमी) 500
पुनर्निर्माण व्यास (मिमी) 700
एक्सपोजर समय (सेकंड) 873
कनवल्शनफ़िल्टर्स गिरी मानक
क्रांति के समय (सेक) 0.8
एकल संधान चौड़ाई (मिमी) 1.25
सर्पिल पिच कारक 1.675
देखने के फील्ड - सीटी 512 X 512
देखने के फील्ड - पीईटी 128 X 128
टुकड़ा मोटाई (मिमी) 3.75
खंगाला voxel आकार (मिमी) - सीटी 1.37 एक्स 1.37 एक्स 3.75
खंगाला voxel आकार (मिमी) - पीईटी 5.47 एक्स 5.47 एक्स 3.75
SLI की कुल संख्याCES 299-335

पीईटी-सीटी छवि अधिग्रहण के लिए इस्तेमाल किया तालिका 3. पैरामीटर।

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Discussion

वर्णित अध्ययन प्रोटोकॉल thermoneutral और ठंड में सक्रिय पीईटी / सीटी दोनों का उपयोग करने के लिए डिज़ाइन किया गया है एक विषय विशेष के आधार पर स्वचालित रूप से खंड बैट डिपो के लिए। ब्याज की ये स्वतः उत्पन्न क्षेत्रों तो एक ही विषय के पीईटी / सीटी स्कैन करने के लिए सह पंजीकृत किया गया है जो दोनों thermoneutral और ठंड में सक्रिय एमआरआई स्कैन के लिए लागू किया जा सकता है। हमारे ज्ञान का सबसे अच्छा करने के लिए, यह एक ही स्वस्थ वयस्क मानव स्वयंसेवक पर thermoneutral और ठंड में सक्रिय शर्तों के बाद एमआरआई और पीईटी / सीटी दोनों प्रदर्शन करने के लिए पहला शोध है। यहाँ वर्णित प्रक्रिया के प्रत्येक दिन पर प्रदर्शन एक इमेजिंग सत्र के साथ चार दौरा, की आवश्यकता है। इस विधि का उपयोग कर आगे के विश्लेषण के माध्यम से, यह ब्याज की पीईटी की पुष्टि क्षेत्रों का उपयोग कर वयस्क मनुष्यों में भूरा वसा ऊतकों की सटीक एमआरआई गुण निर्धारित करने के लिए संभव हो जाएगा। यह पता लगाने के लिए और संभावित केवल एमआरआई का उपयोग करते हुए मनुष्यों में बैट यों तो भविष्य के अध्ययन के लिए सक्षम होगा। Imag के मौजूदा वास्तविक स्वर्ण मानक है जो पीईटी, के विपरीतबैट, विकिरण जोखिम से बचना होगा एमआरआई का उपयोग कर छवि बल्लेबाजी करने की क्षमता रही है। बाल चिकित्सा विषयों को शामिल बैट के साथ ही, एमआरआई के आधार पर अध्ययन करने के साथ ही अनुदैर्ध्य अध्ययन विकिरण जोखिम को शामिल नहीं होगा। बैट अधिक बार leaner व्यक्तियों में मनाया जाता है और व्युत्क्रमानुपाती अन्य उपापचयी सिंड्रोम सूचकांक के साथ जोड़ा जाता है, क्योंकि यह बढ़ रही बैट द्रव्यमान और या गतिविधि मोटापा 3,6,8,9,11,48,50,51 प्रतिक्रिया हो सकता है कि संभव है। इसलिए, करने की क्षमता गैर invasively का पता लगाने और बैट मोटापा और उपापचय में भूमिका बैट नाटकों का एक बेहतर समझ के लिए नेतृत्व सकता यों। भविष्य एमआरआई आधारित दृष्टिकोण, हस्तक्षेप का आकलन करने के अनुदैर्ध्य अध्ययन में इस्तेमाल किया जा सकता है जैसे।, औषधीय, आहार, या बैट की राशि या गतिविधि बढ़ाने के लिए इस्तेमाल शारीरिक गतिविधि, पर आधारित है।

इस प्रोटोकॉल के लिए महत्वपूर्ण कदमों में से एक इमेजिंग संस्करणों का सही पंजीकरण प्राप्त करने के लिए है। यह छवियों के पंजीकरण के माध्यम से है कि बैट आरओउत्पादन किया जाता है; इसलिए छवि पंजीकरण कुंजी है। पीईटी छवियों में 18 एफ FDG तेज होने के कारण एमआरआई की तुलना में पीईटी इमेजिंग के अपेक्षाकृत बड़े voxel के आकार को फैलाना है, क्योंकि यह बैट आरओआई मुखौटा निर्माण जब पीईटी एसयूवी और सीटी एच यू दोनों मूल्यों का उपयोग करने के लिए महत्वपूर्ण है। इसके अतिरिक्त, thermoneutral और ठंड में सक्रिय शर्तों दोनों से डेटा का उपयोग कर, यह thermoneutral स्थितियों की तुलना में 55% से अधिक तेज है, जो ठंड में सक्रिय स्कैन में 18 एफ FDG तेज के क्षेत्रों को परिभाषित करना संभव है। इस एसयूवी संकेत अंश नियम दोनों ठंड और thermoneutral स्कैन पर एक इसी तरह उच्च एसयूवी के साथ ऊतकों को खत्म करने के लिए आवश्यक है। इस thermoneutral स्कैन में के रूप में 18 एफ FDG तेज के लगभग बराबर के स्तर के साथ ठंड में सक्रिय स्कैन के क्षेत्रों में अनदेखी कर रहे हैं के रूप में ही है, बैट क्षेत्रों को शामिल करने के लिए सीमा बैट आरओआई नकाब मदद करता है। इसके अतिरिक्त, 15-पिक्सेल पड़ोस नियम का उपयोग बैट पड़ोसियों के बहुमत है कि क्षेत्रों पर कब्जा करने का इरादा है। tradeoff है कि हैसंभवतः बैट नहीं कर रहे हैं कि नकली voxels जाते वक्त कम संख्या, किनारों छोटे क्षेत्रों को नष्ट करने और खिसक से बचना होगा, और उच्च संख्या सीमाओं इरोड और छोटे बैट क्षेत्रों को समाप्त होगा। इस विधि भूरा वसा ऊतकों के मास्क का उत्पादन करते हैं, यह सही पूर्ण बैट राशि पर कब्जा करने का दावा नहीं करता।

इस शोध के प्रोटोकॉल के लिए downsides में से एक वार्मिंग और विषयों को ठंडा करने के लिए दोनों "एक आकार फिट बैठता सभी" दृष्टिकोण है। भविष्य के काम गैर कांप thermogenesis के अधिकतम करने के लिए एक और अधिक व्यक्तिगत दृष्टिकोण का उपयोग करने से लाभ, और इसलिए प्रत्येक विषय के लिए, बैट सक्रियण को अधिकतम जाएगा। इसके अतिरिक्त, एक thermoneutral इस शर्त के अधीन हीटिंग बैट एक व्यक्तिगत आधार पर अब एक सक्रिय अवस्था में है सुनिश्चित करना है कि एक विषय विशेष के तापमान का उपयोग करने से फायदा हो सकता है। व्यक्तिगत ठंडा प्रोटोकॉल का उपयोग करने का लाभ 52। वान डेर Lans एट अल द्वारा हाल ही में प्रकाशन में बल दिया गया था, औरइस प्रोटोकॉल में सुधार के लिए एक प्रमुख संभावित संशोधन है। साथ ही, इस प्रोटोकॉल से अनुपस्थित महिला विषयों में मासिक धर्म चक्र की स्थिति निर्धारित करने के लिए किए गए कोई प्रयास नहीं कर रहे थे कि है। यह आसानी से भविष्य के अध्ययनों में के लिए सही हो सकता है।

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Materials

Name Company Catalog Number Comments
MRI Philips Achieva 3T
MRI Torso-XL coil Philips Philips SENSE XL Torso coil 16-elements
MRI X-tend Table X-Tend X-tend table, Acieva 3T compatible
X-tend armsupport X-Tend X-tend, accessories
X-tend fabricsling X-Tend X-tend, accessories
PET/CT GE Discovery STE
Portable A/C Unit Soleus Air XL-140, 14000 BTU
Floor fan Lasko Pedestal Fan 2527
Portable Heater Lasko Ceramic Air 5536
Chair Winco Lifecare Recliner 585
Sublingual Thermometer WelchAllyn SureTemp Plus 690
Cold vest Polar Products Cool58 #PCVZ
Thermal IR Camera FLUKE TIR-125

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References

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Gifford, A., Towse, T. F., Walker, R. C., Avison, M. J., Welch, E. B. Human Brown Adipose Tissue Depots Automatically Segmented by Positron Emission Tomography/Computed Tomography and Registered Magnetic Resonance Images. J. Vis. Exp. (96), e52415, doi:10.3791/52415 (2015).

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