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.

ПРИМЕЧАНИЕ: локальная Этическая комиссия этого института одобрил это исследование, и все пациенты дали письменное информированное согласие до участия. Чтобы иметь право на исследования, субъекты должны соответствовать следующим требованиям: никакой известной сахарный диабет; нет ис...

Описанный протокол исследования, предназначенные для использования как равновесного температурного и холодной активирована ПЭТ / КТ для автоматического сегмента НИМ склады на основе конкретных теме. Эти автоматически генерируемые области интереса, то могут быть применены как к терм...

В связи с отмеченной ростом ожирения во всем мире, есть повышенный интерес в научных областях, направленных на понимание энергетического баланса. Ожирение может привести к дорогостоящим и разрушительным заболеваниями, такими как диабет, болезни печени, сердечно-сосудистых заболеваний и рака, что делает его значимым предметом озабоченности для общественного здравоохранения 1. Одним из направлений исследований, направленных на понимание баланса потребления энергии по сравнению с расходом энергии является изучение бурой жировой ткани или BAT. Хотя назвать жировой ткани, BAT отличается от более общей белой жировой ткани (WAT) во многом 2. Функция белых адипоцитов для хранения триглицеридов в одном большом липидов вакуоли в клетке, и освободить эти триглицеридов в качестве источника энергии в поток крови, когда это необходимо. В совершенно ином порядке, функция коричневых жировых клеток, чтобы производить тепло. Одним из механизмов, посредством которого это происходит через переохлаждения. Это приводит к увеличению sympathetiС деятельность нервной системы, которая в свою очередь, активирует НИМ. При активации, коричневый адипоциты тепла. Для этого они используют триглицериды, содержащиеся во многих небольших липидов вакуолей в клетку, и через присутствие расцепления белка 1 (UCP1) в обильной митохондрий, конвертировать триглицеридов в метаболических субстратов без производства АТФ, что приводит к потере энтропийной в тепловой энергии. Как триглицериды, хранящиеся в небольших вакуолей липидов истощены, адипоцитов занимает как глюкоза и триглицеридов в крови 3. Интерес к изучению BAT резко возросло в последние годы из-за его вклад в не-дрожа термогенеза, его роль в модуляции расход энергии в организме, и потенциальный обратной связи между НИМ и ожирения 3 - 9. Кроме того, недавние исследования на животных указывают БАТ играет важную роль в расчистке триглицеридов и глюкозы Fрум поток крови, особенно после приема высоким жира еды 10,11. Однако, большинство из того, что мы знаем о НДТ результат исследования мелких млекопитающих, которые содержат много складов НДТ 4,9,12 - 15. Несмотря на некоторые ранние исследования 16 - 18, наличие НДТ людей было широко распространено мнение, не уменьшается с возрастом до недавнего времени, когда интерес к изучению человека НИМ был возобновлен. Последние исследования показывают, что относительно небольшие суммы НДТ сохраняются в зрелом возрасте 19 - 24. Дополнительная фактором, ограничивающим изучение НИМ является то, что помимо биопсии и гистологического окрашивания, в настоящее время приняты однозначно метод для обнаружения битой 18 F-фтордезоксиглюкозы (18 F-ФДГ) позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ). Современные ПЭТ-сканеры, как правило, в сочетании с компьютерной томографии (КТ) сканера. При активации холодового воздействия, BAT занимает 18 </sдо&gt; F-ФДГ радиотрейсера, который является метаболическим аналог глюкозы, и становится видимым на ПЭТ изображений, по сравнению с гораздо более низком уровне 18 F-ФДГ поглощения при НДТ является неактивным 20,21,23,25. КТ изображений, полученных во время ПЭТ экзамена по сканера помощью ПЭТ-КТ, чтобы дифференцировать между тканями с высокой 18 F-ФДГ поглощения путем предоставления анатомическую информацию. Это использование ПЭТ-КТ подвергает подлежащего ионизирующей радиации (преимущественно из полиэтилентерефталата, хотя доза от КТ не является незначительным), и, следовательно, нежелательны метод обнаружения ВАТ. Хотя ряд исследований, касающихся НИМ у здоровых взрослых людей растет, недавние исследования человеческого BAT в основном были ограничены ретроспективной ПЭТ-КТ исследования 19,25, человеческий ребенок трупы 26,27, человеческие подростки, которые уже были допущены в больницы для другие причины 27 - 30, и несколько исследований на людях здоровых взрослых31 - 35. Одна из проблем, с обоих исследованиях детей и ретроспективных исследований является возможность изменение результатов при изучении популяции пациентов, кто болен, которые могут повлиять НИМ. Кроме того, поскольку глюкоза не является предпочтительным источником топлива НДТ 36, ПЭТ исследования не всегда может обнаружить активированный BAT, и, следовательно, может укрывают присутствие НДТ. Другая трудность в изучении БАТ с биомедицинской визуализации связан с выполнением сегментации изображения, чтобы определить границы тканей депо. В настоящее время, сегментация BAT в клинических исследованиях зачастую зависит от некоторой степени ручной сегментации изображения и, следовательно, уязвимы для неверной идентификации НДТ депо, а также изменчивости между оценщик. Из-за этих проблем, надежных методов пространственных сопоставления, которые можно выделить НИМ из распределений Ват, наряду с автоматизированных методов сегментации, могли бы обеспечить следователям новый мощный дляола для изучения НИМ. Магнитно-резонансная томография (МРТ) имеет возможность для идентификации, пространственного отображения и объемной количественного НДТ, и в отличие от существующих гибридных ПЭТ-КТ подходов изображений, которые включают радиоактивные дозы для отображаемого предмета, МРТ не влечет ионизирующее излучение, и может быть использован безопасно и неоднократно. Способность идентифицировать и количественно НИМ помощью МРТ может иметь драматические положительное влияние на клинической эндокринологии и поиск новых направлений исследований ожирения. Предыдущее МРТ жира, воды (FWMRI) исследования ВАТ у мышей и человека показывают, что жир сигнал фракцию (ФФС) НДТ находится в диапазоне 40-80% жира, тогда как ВАТ выше 90% жира 15,26 , 27. Таким образом, мы предполагаем, что это количественное FWMRI метрики, в сочетании с другими количественных показателей МРТ, могут быть использованы в дальнейшей работе для визуализации и количественного BAT депо в организме человека. Это позволит обеспечить научное сообщество мощным инструментом, с помощью которого изучить влияние БАТ на встретилсяabolism и расход энергии без использования ионизирующей радиации. Наша исследовательская группа изучала НИМ у взрослых людей в течение последних трех лет. Наша первая публичная презентация об использовании МРТ расследования подозрительных НИМ одного взрослого человека-субъекта произошло в феврале 2012 года в Международного общества по магнитному резонансу в медицине (ISMRM) Fat-Water Separation семинаре в Лонг-Бич, Калифорния 37. Два месяца спустя, наша группа внесла значения FSF при подозрении на НДТ двух взрослых на 20-й ежегодной встрече ISMRM в апреле 2012 года в Мельбурне, Австралия 38. Через год на 21-м ежегодном заседании ISMRM в апреле 2013 года в Солт-Лейк-Сити, штат Юта, протокол, описанный в этой рукописи был использован для первой (в меру наших знаний) публичной презентации МРТ количественного ПЭТ-подтверждены BAT взрослого человека в подчиняет 39. В частности, мы представили доказательства того, что previouslу подозреваемых ВАТ было подтверждено, что активируемый BAT с использованием как холодного активируется и равновесного температурного изображений 18 F-ФДГ ПЭТ-КТ. С 2013 года наша когорта здоровых взрослых людях, полученную с обеих МРТ и ПЭТ / КТ под термонейтральных и холодных активирована условиях расширилась до более чем 20 субъектов с результатами недавно представлен в феврале 2014 года семинара &quot;Изучение роли бурого жира у людей &quot;под эгидой NIH NIDDK 40. В частности, мы сообщили FWMRI ФФС и R 2 * релаксационные свойства в регионах надключичной BAT подтвержденных 18 F-ФДГ ПЭТ-КТ у взрослых людей, с битой трансформирования очерченной с использованием автоматизированных алгоритмов сегментации на основе холодного активируется и термонейтральной ПЭТ-КТ Фильмография. Совсем недавно мы представили результаты картирования температуры в 18 F-ФДГ ПЭТ-КТ подтвердил НИМ у взрослых людей с использованием передовых FWMRI термометрии 41,42. Изложенная здесь приобрестис как МРТ и 18 F-ФДГ ПЭТ-КТ на ту же тему, каждый после воздействия обоих холодных активированных термонейтральных условиях. Холодные активирована и термонейтральных 18 F-ФДГ ПЭТ-КТ используются для создания автоматически сегментированных НИМ регионах, представляющих интерес (трансформирования), касающихся конкретной теме. Эти НИМ трансформирования затем применяются к товарищескому зарегистрировано МРТ для измерения свойства МРТ в ПЭТ-КТ подтвердил НИМ. Ограничение этого протокола является то, что температура воздуха используется, когда подвергая предметы либо теплой или холодной стимул согласуется по каждому предмету. Это ограничение, потому что температура, при которой каждый субъект переживания ощущение тепла или охлажденные могут быть разными. Таким образом, выполнив пробный сеанс, во время которого температура воздуха может регулироваться, чтобы соответствовать индивидуальной реакции, а затем с помощью этих температур в течение термонейтральных и холодной активации протоколов, это может быть возможным, чтобы получить лучшие ответовиз бурой жировой ткани.

<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

Надежно дифференциации бурой жировой ткани (BAT) от других тканей с использованием метода неинвазивной визуализации является важным шагом на пути изучения НИМ в организме человека. Detecting ВАТ, как правило, подтверждается поглощения впрыскиваемого радиоактивного индикатора 18 F-фтордезоксиглюкозы (18 F-ФДГ) в жировой ткани депо, как измерено с помощью позитронно-эмиссионной томографии / компьютерной томографии (ПЭТ-КТ) после воздействия на предмет в холодной стимул , Жир-вода, отделенная магнитно-резонансная томография (МРТ) обладает способностью различать НИМ без использования радиоактивного индикатора. На сегодняшний день МРТ ВАТ у взрослых людей не была зарегистрирована совместно с холодной активированного ПЭТ-КТ. Таким образом, этот протокол использует 18 F-ФДГ ПЭТ-КТ автоматически генерировать BAT маску, которая затем применяется к совмещались МРТ одного и того же предмета. Такой подход позволяет измерять количественные характеристики МРТ НИМ без ручного сегментации. BAT маски создаются из двух ПЭТ-КТ: после контакта в течение 2 часов до или термонейтральным (TN) (24 ° C) или холодным активирована (CA) (17 ° C) условий. Тп и CA ПЭТ-КТ зарегистрированы, и ПЭТ стандартизированный поглощения и КТ Хаунсфилда значения используются для создания маски, содержащий только НИМ. CA и TN МРТ также приобрели на том же предмете и зарегистрирован в сканирований ПЭТ-КТ, чтобы установить количественные свойства МРТ в автоматически определяется BAT маски. Преимущество этого подхода состоит в том, что сегментирование полностью автоматизирован и основан на общепризнанных методов идентификации активированного BAT (ПЭТ-КТ). Количественные свойства МРТ НДТ создана с использованием этого протокола может служить в качестве основы для МРТ-только BAT экспертизы, что позволяет избежать излучения, связанные с ПЭТ-КТ.

Приобретение и МРТ и ПЭТ-КТ на ту же тему, а также выполнение корегистрацию на всех сканирований обеспечивает надежную измерения количественных показателей МРТ НДТ. Рисунок 1 показывает необработанные теплый (TN) и холодной (ЦС) ПЭТ-КТ и МРТ сканы из одного предмета. Приобретая и...

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

Метод, представленный здесь использует 18 F-Фтордезоксиглюкозой (18 F-ФДГ) позитронно-эмиссионная томография / компьютерная томография (ПЭТ-КТ) и жира вода, отделенная магнитно-резонансная томография (МРТ), найденный после 2 ч воздействия термонейтральных (24 ° C ) и холодных условиях (17 ° C) в целях картографирования бурой жировой ткани (BAT) у взрослых людях.

Человек бурой жировой ткани склады Автоматически Географическая позитронно-эмиссионной томографии / компьютерной томографии и регистрации Магнитно-резонансная Изображения

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

Основные Хирургические методы в Геттингене Minipig: интубация, катетеризация мочевого пузыря, бедренной катетеризации сосудов и перфузии 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

Количественная оценка активности атеросклеротического налета и воспаления сосудистой помощи [18 F] фтордезоксиглюкозы позитронно-эмиссионной томографии / компьютерной томографии (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

Неинвазивная изображений и анализ церебральной ишемии в живых крысах с использованием позитронно-эмиссионной томографии с<sup&gt; 18</sup&gt; F-ФДГ

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

Черенкова Люминесценция Визуализация межлопаточной бурой жировой ткани

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

Локализация, идентификация и Удаление мышиный жировой депо

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

Инкапсуляция Термогенный преадипоциты для трансплантации в жировой ткани депо

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

Оценка микрососудистой функции человека жировой ткани с помощью Videomicroscopy

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

Характеристика иммунных клеток в жировых тканях человека с помощью проточной цитометрии

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

Всего тела и региональных количественного определения активного человека коричневый жировой ткани с помощью 18F-ФДГ ПЭТ/КТ

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

Непрерывная выборка крови в малой животной позитронно-эмиссионной томографии / компьютерная томография позволяет измерения артериальной функции ввода

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