Name: human brown adipose tissue depots automatically segmented by positron emission tomography/computed tomography and registered magnetic resonance images
Uploaded: 2015-02-18T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Human Brown Adipose Tissue Depots Automatically Segmented by Positron Emission Tomography/Computed Tomography and Registered Magnetic Resonance Images at JoVE

We would like to thank the Vanderbilt University Institute of Imaging Science MRI technologists David Pennell, Leslie McIntosh, and Kristen George-Durrett, and the team of Vanderbilt University Medical Center PET/CT technologists led by Martha D. Shone. This work was supported by the following grants from the NIH: NCATS/NIH UL1 RR024975, NIDDK/NIH R21DK096282, NCI/NIH R25CA136440, and NIBIB/NIH T32EB014841.

ملاحظة: لجنة الأخلاق المحلية من هذا المعهد وافقت هذه الدراسة، وجميع المواد المقدمة مكتوبة عن علم قبل المشاركة. ليكون مؤهلا للدراسة، يجب المواضيع تتوفر الشروط التالية: لا يعرف داء السكري. لا فائدة من حاصرات بيتا أو أدوية القلق، حاليا أو في الماضي؛ لا تدخن أو تمضغ منتج?...

تم تصميم بروتوكول الدراسة وصفت استخدام كل معتدلة الحرارة الباردة وتنشيط PET / CT تلقائيا شريحة مستودعات BAT على أساس محدد الموضوع. هذه المناطق تتولد تلقائيا من الفائدة ومن ثم يمكن تطبيقها على كل من فحوصات الرنين المغناطيسي معتدلة الحرارة الباردة وتنشيط التي تم يشارك مسج...

يرجع ذلك إلى ارتفاع ملحوظ في السمنة في جميع أنحاء العالم، وهناك اهتمام متزايد في المجالات البحثية التي تهدف إلى فهم توازن الطاقة. السمنة يمكن أن تؤدي في ظروف طبية مكلفة ومدمرة مثل السكري، وأمراض الكبد، وأمراض القلب والأوعية الدموية والسرطان، مما يجعلها منطقة هامة للقلق بالنسبة للصحة العامة 1. منطقة واحدة من البحوث التي تهدف إلى فهم ميزان استهلاك الطاقة مقابل نفقات الطاقة هي دراسة الأنسجة الدهنية البنية أو BAT. على الرغم من أن يطلق على الأنسجة الدهنية، BAT يختلف عن الشحمي الأبيض أكثر شيوعا الأنسجة (WAT) في العديد من الطرق 2. وظيفة الخلايا الشحمية البيضاء هي لتخزين الدهون الثلاثية في واحدة فجوة كبيرة الدهون في الخلايا، وإطلاق سراح هؤلاء الدهون الثلاثية كمصدر للطاقة في مجرى الدم عند الحاجة. بطريقة مختلفة جدا، وظيفة الخلايا الشحمية البنية هي لإنتاج الحرارة. آلية واحدة من قبل والذي يحدث بذلك هي من خلال التعرض للبرد. هذا يسبب زيادة في sympathetiج نشاط الجهاز العصبي، والذي بدوره ينشط BAT. عند تفعيلها، الخلايا الشحمية البنية تولد الحرارة. للقيام بذلك، فإنها تستخدم الدهون الثلاثية الواردة في العديد من الفجوات الصغيرة الدهون في الخلايا، ومن خلال وجود بروتين فك ربط 1 (UCP1) في الميتوكوندريا وفيرة، وتحويل الدهون الثلاثية إلى ركائز الأيض دون إنتاج ATP، مما أدى إلى فقدان التدهور الحتمي كما توليد الحرارة. كما يتم استنفاد الدهون الثلاثية المخزنة في الدهون الفجوات الصغيرة، وخلية شحمية يستغرق كل من الجلوكوز والدهون الثلاثية موجودة في مجرى الدم 3. وقد ازداد الاهتمام في دراسة BAT بشكل كبير في السنوات الأخيرة نظرا لمساهمتها في غير يرتجف-توليد الحرارة، ودورها في تحوير نفقات الطاقة في الجسم، والعلاقة العكسية المحتملة بين BAT والسمنة 3-9. وبالإضافة إلى ذلك، تشير الدراسات على الحيوانات الأخيرة BAT يلعب دورا حاسما في إزالة الدهون الثلاثية والجلوكوز وROM مجرى الدم، وخصوصا بعد تناول وجبة عالية الدهون 10،11. ومع ذلك، فإن معظم ما نعرفه عن BAT هو نتيجة البحث في الثدييات الصغيرة، والتي تحتوي على العديد من مستودعات من BAT 4،9،12 - 15. وعلى الرغم من قلة الدراسات في وقت مبكر 16-18، وكان يعتقد على نطاق واسع وجود BAT في البشر لتقليل مع التقدم في العمر حتى وقت قريب عندما تم تجدد الاهتمام في دراسة BAT البشري. تشير الأبحاث الحديثة إلى أن كميات صغيرة نسبيا من BAT تستمر حتى سن البلوغ 19-24. عامل يحد إضافي لدراسة BAT هو أنه بغض النظر عن الخزعة وتلطيخ النسيجي، وطريقة لبس فيه المقبولة حاليا للكشف عن BAT هو 18 F-fluorodeoxyglucose (18 F-FDG) التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET). وعادة ما يتم الجمع بين الماسحات الضوئية PET حديثة مع التصوير المقطعي (CT) الماسح الضوئي. عندما تفعيلها من خلال التعرض للبرد، BAT يستغرق فترة تصل إلى 18 </sتصل&gt; F-FDG المشع، الذي هو التماثلية التمثيل الغذائي للجلوكوز، وتصبح مرئية على صور PET، بالمقارنة مع مستوى أقل بكثير من 18 F-FDG امتصاص عندما BAT هو 20،21،23،25 غير نشطة. الصور CT المكتسبة خلال امتحان PET على PET-CT الماسح الضوئي مساعدة في التفريق بين الأنسجة مع ارتفاع 18 F-FDG امتصاص من خلال توفير المعلومات التشريحية. هذا الاستخدام للPET-CT التصوير يعرض هذا الموضوع للإشعاع المؤين (معظمهم من PET، على الرغم من أن جرعة من الاشعة المقطعية ليست تافهة)، وبالتالي فهي وسيلة غير مرغوب فيه للكشف عن BAT. على الرغم من أن عدد من الدراسات حول BAT في البشر البالغين الأصحاء آخذ في الازدياد، الدراسات الحديثة من BAT الإنسان وأساسا اقتصرت على بأثر رجعي PET-CT يدرس 19،25، 26،27 الجثث الرضع الإنسان والمراهقين البشري الذين تم قبولهم في المستشفيات ل أسباب أخرى 27-30، وعدد قليل من الدراسات الإنسان من البالغين الأصحاء31-35. واحدة من التحديات مع كل من الدراسات من الأطفال والدراسات بأثر رجعي هو إمكانية النتائج تغييرها عند دراسة السكان المريض مريض، والتي قد تؤثر على BAT. بالإضافة إلى ذلك، لأن الجلوكوز ليس هو مصدر الوقود المفضل للBAT 36، ودراسات PET قد لا دائما كشف BAT تفعيلها، وبالتالي قد underrepresent وجود BAT. يرتبط صعوبة أخرى في دراسة BAT مع التصوير الطبي الحيوي لأداء تقطيع الصورة لتحديد حدود مستودعات الأنسجة. حاليا، وتجزئة من BAT في الدراسات الإنسانية في كثير من الأحيان يعتمد على درجة معينة من اليدوي تقطيع الصورة وبالتالي فهي عرضة لعدم التعرف مستودعات BAT، فضلا عن التباين بين التصنيفات. وبسبب هذه التحديات، وتقنيات رسم الخرائط المكانية الموثوق بها التي يمكن أن تميز BAT من توزيعات WAT، جنبا إلى جنب مع أساليب تجزئة الآلي، من شأنه أن يوفر المحققين مع جديدة وقوية لرأ التي لدراسة BAT. التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) لديه القدرة على تحديد ورسم الخرائط المكانية، وتقدير الحجمي للBAT، وعلى عكس النهج التصوير الموجودة الهجينة PET-CT التي تشمل جرعة مشعة للموضوع المصورة، MRI لا ينطوي على أي الإشعاعات المؤينة، ويمكن استخدامها بأمان ومرارا وتكرارا. القدرة على تحديد وقياس BAT باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي يمكن أن يكون لها تأثير إيجابي كبير على الغدد الصماء السريرية والسعي وراء سبل جديدة للبحوث السمنة. السابق MRI المياه الدهون (FWMRI) دراسات BAT في كل من الفئران والبشر تبين أن الدهون إشارة جزء (FSF) من BAT هو في حدود 40-80٪ من الدهون، في حين WAT هو فوق 90٪ من الدهون 15،26 27. وبالتالي فإننا نفترض أن هذه الكمية FWMRI متري، جنبا إلى جنب مع غيرها من المقاييس الكمية MRI، ويمكن استخدامها في العمل المستقبلي لتصور وتحديد مستودعات BAT في البشر. وهذا من شأنه تزويد المجتمع البحثي مع أداة قوية مع الذي لدراسة تأثير BAT على التقىabolism والطاقة الإنفاق من دون استخدام الإشعاع المؤين. وتخوض جماعة بحثنا يدرس BAT في البشر البالغين على مدى السنوات الثلاث الماضية. حدث دينا أول عرض علني على استخدام التصوير بالرنين المغناطيسي للتحقيق يشتبه BAT في شخص بالغ واحد موضوع الإنسان في فبراير 2012 في الجمعية الدولية للالرنين المغناطيسي في ورشة عمل الطب (ISMRM) فصل الدهون والمياه في لونغ بيتش، كاليفورنيا 37. بعد شهرين، قدمت مجموعة قيمنا FSF في BAT يشتبه في شخصين بالغين في الاجتماع السنوي ال 20 من ISMRM في ابريل نيسان عام 2012 في ملبورن، أستراليا 38. سنة واحدة في وقت لاحق في 21 الاجتماع السنوي للISMRM في أبريل 2013 في سولت لايك سيتي، يوتا، تم استخدام بروتوكول صفها في هذه المخطوطة لأول مرة (على حد علمنا) عرض عام من التصوير بالرنين المغناطيسي الكمي لوأكد PET- BAT في الإنسان البالغ يخضع 39. على وجه التحديد، قدمنا ​​الأدلة التي تظهر أن previouslوأكد ذ يشتبه BAT أن تكون BAT activatable باستخدام كل الباردة تنشيط ومعتدلة الحرارة التصوير 18 F-FDG PET-CT. منذ عام 2013، لدينا فوج من الكبار صحية على البشر المصورة مع كل من MRI و PET / CT في ظل ظروف معتدلة الحرارة الباردة وتنشيط توسعت لأكثر من 20 شخصا مع النتائج التي كان آخرها في فبراير شباط عام 2014 على ورشة العمل &quot;استكشاف دور براون الدهون في البشر &quot;برعاية المعاهد الوطنية للصحة NIDDK 40. على وجه التحديد، أبلغنا FWMRI FSF وR 2 * خصائص الاسترخاء في مناطق BAT فوق الترقوة أكده 18 F-FDG PET-CT في البشر البالغين، مع رويس BAT يرسم باستخدام خوارزميات تجزئة الآلي بناء على البارد تنشيط ومعتدلة الحرارة PET-CT بالاشعة. وفي الآونة الأخيرة قدمنا ​​نتائج رسم خرائط درجة الحرارة في 18 أكد F-FDG PET-CT BAT في البشر البالغين باستخدام متقدمة FWMRI قياس الحرارة 41،42. الإجراء قدم هنا يكتسبالصورة كلا MRI و 18 بالاشعة F-FDG PET-CT حول نفس الموضوع، ولكل بعد التعرض لكلا الظروف الباردة تنشيط ومعتدلة الحرارة. وتستخدم 18 بالاشعة F-FDG PET-CT الباردة تنشيط ومعتدلة الحرارة لخلق مناطق مجزأة تلقائيا BAT الفائدة (رويس)، على أساس محدد الموضوع. ثم يتم تطبيق هذه رويس BAT إلى مسجل شارك فحوصات الرنين المغناطيسي لقياس أكدت خصائص التصوير بالرنين المغناطيسي في PET-CT BAT. وجود قيود من هذا البروتوكول هو أن درجة حرارة الهواء تستخدم عند تعريض المواد إما إلى التحفيز الدافئ أو البارد تتفق لكل مادة. هذا هو الحد لأن درجة الحرارة التي تخضع كل الخبرات شعور دافئ أو مبردة يمكن أن تكون مختلفة. لذلك، عن طريق تشغيل جلسة محاكمة خلالها يتم ضبط درجة حرارة الهواء لتناسب استجابة الفرد، ومن ثم استخدام هذه درجات الحرارة خلال بروتوكولات معتدلة الحرارة وتفعيل الباردة، ويمكن أن يكون من الممكن الحصول على استجابات أفضلمن الأنسجة الدهنية البنية.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1130">
	<tbody>
		<tr height="100">
			<td height="100" style="height:100px;width:363px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:392px;">Company</td>
			<td style="width:375px;">Catalog Number</td>
		</tr>
		<tr height="38">
			<td height="38" style="height:39px;width:363px;">MRI</td>
			<td style="width:392px;">Philips</td>
			<td style="width:375px;">Achieva 3T</td>
		</tr>
		<tr height="68">
			<td height="68" style="height:68px;width:363px;">MRI Torso-XL coil</td>
			<td style="width:392px;">Philips</td>
			<td style="width:375px;">Philips SENSE XL Torso coil 16-elements</td>
		</tr>
		<tr height="68">
			<td height="68" style="height:68px;width:363px;">MRI X-tend Table</td>
			<td style="width:392px;">X-Tend</td>
			<td style="width:375px;">X-tend table, Acieva 3T compatible</td>
		</tr>
		<tr height="34">
			<td height="34" style="height:34px;width:363px;">X-tend armsupport</td>
			<td style="width:392px;">X-Tend</td>
			<td style="width:375px;">X-tend, accessories</td>
		</tr>
		<tr height="34">
			<td height="34" style="height:34px;width:363px;">X-tend fabricsling</td>
			<td style="width:392px;">X-Tend</td>
			<td style="width:375px;">X-tend, accessories</td>
		</tr>
		<tr height="38">
			<td height="38" style="height:39px;width:363px;">PET/CT</td>
			<td style="width:392px;">GE</td>
			<td style="width:375px;">Discovery STE</td>
		</tr>
		<tr height="38">
			<td height="38" style="height:39px;width:363px;">Portable A/C Unit</td>
			<td style="width:392px;">Soleus Air</td>
			<td style="width:375px;">XL-140, 14000 BTU</td>
		</tr>
		<tr height="38">
			<td height="38" style="height:39px;width:363px;">Floor fan</td>
			<td style="width:392px;">Lasko Pedestal Fan</td>
			<td style="width:375px;">2527</td>
		</tr>
		<tr height="38">
			<td height="38" style="height:39px;width:363px;">Portable Heater</td>
			<td style="width:392px;">Lasko Ceramic Air</td>
			<td style="width:375px;">5536</td>
		</tr>
		<tr height="38">
			<td height="38" style="height:39px;width:363px;">Chair</td>
			<td style="width:392px;">Winco Lifecare Recliner</td>
			<td style="width:375px;">585</td>
		</tr>
		<tr height="38">
			<td height="38" style="height:39px;width:363px;">Sublingual Thermometer</td>
			<td style="width:392px;">WelchAllyn</td>
			<td style="width:375px;">SureTemp Plus 690</td>
		</tr>
		<tr height="38">
			<td height="38" style="height:39px;width:363px;">Cold vest</td>
			<td style="width:392px;">Polar Products</td>
			<td style="width:375px;">Cool58 #PCVZ</td>
		</tr>
		<tr height="38">
			<td height="38" style="height:39px;width:363px;">Thermal IR Camera</td>
			<td style="width:392px;">FLUKE</td>
			<td style="width:375px;">TIR-125</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

human brown adipose tissue depots automatically segmented by positron emission tomography/computed tomography and registered magnetic resonance images

التفريق موثوق الأنسجة الدهنية البنية (BAT) من الأنسجة الأخرى باستخدام طريقة التصوير غير الغازية خطوة هامة نحو دراسة BAT في البشر. الكشف عن عادة يتم تأكيد BAT من قبل الإقبال على التتبع المشعة المحقونة 18 F-Fluorodeoxyglucose (18 F-FDG) في مستودعات الأنسجة الدهنية، مقاسا التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني / التصوير المقطعي (PET-CT) بالاشعة بعد فضح هذا الموضوع إلى التحفيز البارد . المياه الدهون مفصولة التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) لديه القدرة على التمييز بين BAT دون استخدام التتبع الإشعاعي. حتى الآن، MRI من BAT في البشر البالغين لم يشارك المسجلة مع الباردة تنشيط PET-CT. لذلك، يستخدم هذا البروتوكول 18 بالاشعة F-FDG PET-CT لتوليد تلقائيا قناع BAT، والتي يتم بعد ذلك تطبيقها على شارك المسجلة فحوصات الرنين المغناطيسي للنفس الموضوع. هذا النهج يمكن قياس خصائص MRI الكمية للBAT دون تجزئة اليدوية. يتم إنشاء أقنعة BAT من اثنين PEبالاشعة T-CT: بعد التعرض لمدة 2 ساعة إما معتدلة الحرارة (TN) (24 ° C) أو البرد تنشيط (CA) (17 ° C) الظروف. يتم تسجيل TN وCA PET-CT بالاشعة، وتستخدم القيم PET امتصاص موحدة وCT هاونسفيلد لإنشاء قناع يحتوي على BAT الوحيد. يتم الحصول على CA وTN MRI المسح أيضا على نفس الموضوع ومسجلين في مسح PET-CT من أجل إقامة خصائص MRI الكمية داخل قناع BAT محددة تلقائيا. ميزة هذا النهج هي أن تجزئة ومؤتمتة بالكامل، ويستند على الأساليب المقبولة على نطاق واسع لتحديد BAT تنشيط (PET-CT). أنشأت خصائص MRI الكمية للBAT باستخدام هذا البروتوكول يمكن أن تكون بمثابة الأساس لMRI فقط فحص BAT أن يتجنب الإشعاع المرتبطة PET-CT.

الحصول على حد سواء MRI و PET-CT المسح على نفس الموضوع، وأداء المشارك التسجيل على جميع بالاشعة يتيح قياس موثوق به للمقاييس MRI الكمية للBAT الشكل 1 يدل على غير المجهزة الدافئة (TN) والباردة (CA) PET-CT والرنين المغناطيسي بالاشعة من موضوع واحد. من خلال الحصول على البيانات عل...

Watch this Scientific Journal Video about Human Brown Adipose Tissue Depots Automatically Segmented by Positron Emission Tomography/Computed Tomography and Registered Magnetic Resonance Images at JoVE

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

الطريقة المعروضة هنا يستخدم 18 F-Fluorodeoxyglucose (18 F-FDG) التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني / التصوير المقطعي (PET-CT) ومياه الدهون فصل التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI)، الممسوحة ضوئيا لكل التالية 2 التعرض ساعة إلى معتدلة الحرارة (24 ° C ) والظروف الباردة (17 ° C) من أجل تعيين الأنسجة الدهنية البنية (BAT) في مواضيع الإنسان الكبار.

الإنسان براون الدهنية مستودعات الأنسجة مجزأة تلقائيا من قبل البوزيترون البوزيتروني / التصوير المقطعي والرنين المغناطيسي مسجل صور

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

Research

JoVE Journal

Medicine

Basic Surgical Techniques in the G&ouml;ttingen Minipig: Intubation, Bladder Catheterization, Femoral Vessel Catheterization, and Transcardial Perfusion

Basic Surgical Techniques in the GÃƒÆ’Ã‚Â¶ttingen Minipig: Intubation, Bladder Catheterization, Femoral Vessel Catheterization, and Transcardial Perfusion

التقنيات الجراحية الأساسية في غوتنغن Minipig : التنبيب ، قسطرة المثانة ، الفخذ قسطرة السفينة ، والإرواء Transcardial

The emergence of the G&ouml;ttingen minipig in research of topics such as neuroscience, toxicology, diabetes, obesity, and experimental surgery reflects ...

Quantification of Atherosclerotic Plaque Activity and Vascular Inflammation using [18-F] Fluorodeoxyglucose Positron Emission Tomography/Computed Tomography (FDG-PET/CT)

Quantification of Atherosclerotic Plaque Activity and Vascular Inflammation using [18-F] Fluorodeoxyglucose Positron Emission Tomography/Computed Tomography FDG-PET/CT

الكمي للنشاط وحة تصلب الشرايين والتهاب الأوعية الدموية باستخدام [18-F] انبعاثات الالكترونات الايجابية Fluorodeoxyglucose التصوير المقطعي / التصوير المقطعي (FDG-PET/CT)

Conventional non-invasive imaging modalities of atherosclerosis such as coronary artery calcium (CAC)1 and carotid intimal medial thickness (C-IMT)2 ...

Non-invasive Imaging and Analysis of Cerebral Ischemia in Living Rats Using Positron Emission Tomography with 18F-FDG

Non-invasive Imaging and Analysis of Cerebral Ischemia in Living Rats Using Positron Emission Tomography with 18F-FDG

التصوير غير الغازية وتحليل الدماغي نقص التروية في الفئران الحية عن طريق تقنية متقدمة في البوزيتروني مع<sup&gt; 18</sup&gt; F-FDG

Stroke is the third leading cause of death among Americans 65 years of age or older1. The quality of life for patients who suffer from a stroke fails to ...

Cerenkov Luminescence Imaging of Interscapular Brown Adipose Tissue

كيرينكوف التلألؤ التصوير من الأنسجة الدهنية بين الكتفين براون

Brown adipose tissue (BAT), widely known as a &#8220;good fat&#8221; plays pivotal roles for thermogenesis in mammals. This special tissue is closely ...

Localization, Identification, and Excision of Murine Adipose Depots

الأقلمة، تحديد الهوية، واستئصال مستودعات الفئران الدهنية

Obesity has increased dramatically in the last few decades and affects over one third of the adult US population. The economic effect of obesity in 2005 ...

Encapsulation Thermogenic Preadipocytes for Transplantation into Adipose Tissue Depots

التغليف حرارة Preadipocytes للزراعة إلى الدهنية مستودعات الأنسجة

Cell encapsulation was developed to entrap viable cells within semi-permeable membranes. The engrafted encapsulated cells can exchange low molecular ...

Assessment of Human Adipose Tissue Microvascular Function Using Videomicroscopy

تقييم الدالة Microvascular الأنسجة الدهنية البشرية باستخدام فيديوميكروسكوبي

While obesity is closely linked to the development of metabolic and cardiovascular disease, little is known about mechanisms that govern these processes. ...

Characterization of Immune Cells in Human Adipose Tissue by Using Flow Cytometry

تحديد خصائص الخلايا المناعية في الأنسجة الدهنية البشرية باستخدام التدفق الخلوي

Infiltration of immune cells in the subcutaneous and visceral adipose tissue (AT) deposits leads to a low-grade inflammation contributing to the ...

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

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

الجسم كله والإقليمية الكمي لنشاط الإنسان براون الأنسجة الدهنية باستخدام 18وفدج 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 ...

Continuous Blood Sampling in Small Animal Positron Emission Tomography/Computed Tomography Enables the Measurement of the Arterial Input Function

أخذ عينات الدم المستمر في التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني الحيواني الصغير/التصوير المقطعي المحوسب يمكّن من قياس وظيفة الإدخال الشرياني

For quantitative analysis and bio-kinetic modeling of positron emission tomography/computed tomography (PET/CT) data, the determination of the temporal ...