Депоа за човечки кафеави масни ткива автоматски сегментирани со томографија на емисии на позитрон
Резиме
Методот презентиран овде користи 18 F-флуорододеоксиглукоза (18 F-FDG), позитронска емисиона томографија/компјутеризирана томографија (PET-CT) и маснотии-вода одделно, магнетна резонантна томографија (МНР), следните 2 часа изложеност на термо (24 ° C скенирана) и студ Услови (17 ° C) за снимање кафеаво масно ткиво (БАТ) кај возрасни пациенти.
Апстракт
Вовед
Иако бројот на студии за БДТ кај здрави возрасни луѓе се зголемува, неодамнешните студии на човечки БАТ имаат главно ограничени ретроспективни студии ПЕТ-КТ 19,25, човечки новороденчиња 26,27 трупови, адолесценти кај луѓе веќе примени во болници од други причини 27-30, и некои студии на луѓе врз здрави возрасни 31-35. Еден од предизвиците и со педијатриските и со ретроспективните студии е можноста за изменети резултати при испитување на популација на пациенти кои се болни и може да влијаат на БАТ. Покрај тоа, бидејќи гликозата не е најпосакуван извор на енергија на БАТ 36, студиите за ПЕТ не секогаш откриваат овозможен БАТ, и затоа може да го застапуваат присуството на БАТ. Друга тешкотија во истрагата на ДДВ со биомедицинско снимање води кон сегментација на сликата, што е поврзано со границите на ткивните депоа. Во моментов, сегментација на БДТ во студиите за луѓе често се потпира на некаква рачна сегментација на сликата и затоа е склона кон погрешна идентификација на депото БАТ и варијабилноста меѓу ратер.
Процедурите презентирани овде добиваат и МНР и 18 F-FDG-PET-CT испити на оваа тема, секој активиран по изложување и на ладно и на термо-неутрални услови. Ладно активираните и термо 18 F-FDG PET-CT скенирања се користат за автоматско креирање на сегментирани области БАТ (РОИ), специфични за предмет. Овие ROI за БАТ потоа се применуваат на регистрирани соработка со МНР скенирање за да се измерат карактеристиките на МНР во ПЕТ-КТ потврдени ДДВ.
Едно ограничување на овој протокол е дека температурата на воздухот што се користи при изложување на субјектите на топол или ладен стимул е конзистентна за секој субјект. Ова е ограничување бидејќи температурата на која секој објект доживува топлина или ладење може да биде различна. Затоа, со водење на тест сесија за време на која температурата на воздухот е прилагодена за да одговара на одговорот на индивидуата и потоа користејќи ги тие температури во протоколите за термо и ладно активирање, може да биде можно да се добие подобар одговор од кафеавото масно ткиво.
Потребна е претплата. Ве молиме, препорачајте JoАВО на вашиот библиотекар.
Протокол
1. Општи проблеми со МНР за безбедност и слика
- Како главно магнетно поле во машините за магнетна резонанца, секогаш мора да се внимава да се осигури безбедноста на пациентот и на сите што работат во областа на МР. Исклучете ги сите магнетни објекти на оваа тема и кој било во околината.
- Прашајте теми за време на фазата на вработување ако немаат метал во нивното тело 43. Дополнително, субјектот ќе треба да заврши процес на магнетно безбедносно испитување 44 за да се осигура дека секој метал во телото е одобрен за МНР. Овој првичен преглед може да помогне да се елиминира можноста за одобрување на субјект кој може да изврши скенирање со МНР.
- Дополнително, ако има метал во телото на испитаникот кој е компатибилен со МР, осигурете се дека метам не е во близина на ткивото од интерес. Тоа е затоа што металот создава артефакти на изобличување на сликата што ја отежнуваат, ако не и невозможно, анализата.
2. Добивање согласност откако ќе бидете информирани
- Запознајте се со субјектот за да добиете писмено информирана согласност. На овој состанок, опфатете ги сите детали на студијата, на пример: бројот на посети, времето поминато по посета, кои се барањата за преместување на темата во смисла на ограничувања и/или храна, што е предметот и да не се прави за време на посетата (како спиење) и сите други посебни карактеристики. Користете ја оваа сесија за да ги испланирате посетите за скенирање бидејќи обично е полесно да ги закажете лично отколку повеќе е-пошта.
3. Постапка пред посетата
- Белешки за предметот
- 24 часа пред да пристигнете на студијата, предметот не треба да се воздржува од алкохол, кофеин, лекови или какво било напорно вежбање или активност.
- Назначете го предметот брзо и избегнете калориски внес во текот на 8 часа пред да пристигнете на испит. На субјектите им е дозволено да пијат вода.
- Контактирање на волонтер
- Потсетете го на волонтерот инструкциите ден пред да започне нивната 24-часовна подготовка. Ова служи и како потсетник за скенирањето, како и помага да се осигурате дека субјектот се сеќава на нивните ограничувања (т.е. без јадење, без вежбање, без алкохол итн.).
4. Процедура на студиски ден - за МНР
5. Постапка за студиски ден - за ПЕТ-КТ
- Зачувајте реални и замислени слики на МР за офлајн обработка. Сигналот измерен со МРИ е векторска количина и во големина и во насока што може да се претстави како комплексен број со реални и имагинарни делови. Во клиничката поставка, обично се прикажуваат количините на слики. Сепак, потребни се сложени информации во сликите со маснотии и вода за обработка.
- Изведете тродимензионално одделување на вода/маснотии и проценка на R 2 * врз основа на алгоритам 45 за оптимизација на рамката со повеќе размери, имплементиран во C ++ за одделните слоеви на слоеви. Маснотиите се моделираат со 9 совети до> 46.
- Отфрлете го првото ехо на секој воз од 4 ехо за да избегнете контаминација на вртливата струја во сложениот модел на сигнал за вода-маснотии.
- Вчитајте ги податоците на CT DICOM во MATLAB и претворете ги во единици на Хаунсфилд (HU) со користење на вредноста на податоците обезбедени од скенер.
- Вчитајте ги податоците за PET DICOM во MATLAB и претворете ги во Стандардизирани вредности на апсорпција (SUV) со следнава формула:
каде што „вредност на пикселот“ е зачувана вредност во датотеката DICOM за таа локација на пикселот.
ЗАБЕЛЕШКА: Активноста за трагање по ПЕТ е вкупна доза на радионуклид и може да се прочита од метаподатоците на сликата (датотека за заглавие DICOM).
.jpg "/> - Интерполирајте ги ПЕТ-податоците за да ги имаат истите димензии како и податоците за КТ.
- Бидејќи PET и CT сликите се добиени со иста дебелина на парче, извршете интерполација користејќи 2-димензионална функција на spline во XY рамнината.
Потребна е претплата. Ве молиме, препорачајте JoАВО на вашиот библиотекар.
Резултати од репрезентацијата
Со стекнување и на магнетна резонанца и на ПЕТ-КТ скенирање на иста тема, и вршење на ко-регистрација за сите скенирања овозможува сигурно мерење на квантитативните метрички магнетни резонанца на БТ. илустрација 1 покажува необработени топли (TN) и студени (CA) PET-CT и МНР скенирања на субјект. Со стекнување на податоци за TN и CA PET-CT, можно е јасно да се разликуваат ладно активираните складишта БАТ со зголемената примена на 18 F-FDG. По ко-регистрација на сите четири примероци (Слика 2 и 3), можно е да се генерира тематска специфична маска за ДДВ со помош на критериуми изведени од ПЕТ-КТ-сликите, како во Слика 4 да се види. Оваа маска може да се примени со четирите ко-регистрирани скенирања за да се добијат метрички слики во депоата на BVT. Претставничките вредности на една тема се наоѓаат во Табела 1 прикажано.
| Метод на сликање | Вредност: |
| Средна ± 95% CI | |
| Термо КТ [HU] | -68,62 ± 9,35 |
| Ладно активен КТ [HU] | -55,04 ± 7,72 |
| Термо ПЕТ [теренец] | 0,52 ± 0,05 |
| Ладно активен ПЕТ [теренец] | 7,15 ± 1,16 |
| Термо FSF [%] | 41,62 ± 5,04 |
| Ладно активен FSF [%] | 47,76 ± 5,15 |
| Термо R2 * [1/s] | 128,22 ± 19,48 |
| Ладно активен R2 * [1/s] | 101,27 ± 24,92 |
Табела 1 Нумерички вредности (просек на интервал на доверба од 95%) од двете ладно активирани и термо скенирања за предмет.
| параметар | препорака | |||
| генерал | Тип на низа | Мулти-ехо Брзо ехо на поле (MFFE) | ||
| РФ предавател серпентина | Квадратура тело | |||
| Прием на серпентина | Торс SENSE-XL | |||
| Вкупно времетраење на испитот (мин: сек) | 00,25 (по трпезариска станица) | |||
| геометрија | Мулти-испрати | Да | ||
| Анатомска рамнина | Крст | |||
| Број на парчиња | 20-ти | |||
| Дебелина на слојот (мм) | 7.5 | |||
| Меѓуслојно растојание (мм) | 0 | |||
| Стекната матрица | 260 х 204 | |||
| Матрица за реконструкција | 288 | |||
| Видно поле (мм) | 520 х 408 | |||
| Реконструирана големина на воксел (мм) | 1,81 х 1,82 х 7,5 | |||
| СМИСЛА | Да | |||
| Намалување на P (АП) | 3 | |||
| Нарачка за скенирање диск | Искачи се | |||
| Преклопете над-насока | Напред назад- | |||
| Насока на префрлување на маснотии | Лево | |||
| контраст | Режим на скенирање | Повеќеслоен- | ||
| Повторување (ms) | 83 | |||
| Одгласи | 4-ти | |||
| Интерфелиран МФФЕ | Да | |||
| Пресечен број | 2 | |||
| Време на ехо (прво) (ms) | 1.023 | |||
| Временски интервал на ехо (ms) | 1.559 | |||
| Ефективно вгнездено време на ехо (ms) | 0,7793 | |||
| Агол на превртување на возбудата (°) | 12-ти | |||
| RF трема | Адаптивни | |||
| Аквизиција на сигнал | Паралелно снимање | СЕНСИ фактор = 3 | ||
| Делумно Фурие- | Ништо | |||
| Ширина/пиксел (Hz/Pixel) | 1346.1 | |||
Табела 2. Параметри што се користат за стекнување на магнетна вода МНР (FWMRI).
| параметар | препорака |
| Режим на стекнување | Спирален |
| Дијаметар за собирање податоци (мм) | 500 |
| Дијаметар на реконструкција (мм) | 700 |
| Време на изложеност (секунди) | 873 година |
| Јадро на конволуција | стандардно |
| Време на ротација (сек) | 0,8 |
| Ширина на единечна колимација (мм) | 1,25 |
| Фактор на спирален чекор | 1.675 |
| Погледно поле - КТ | 512 х 512 |
| Видно поле - ПЕТ | 128 х 128 |
| Дебелина на слојот (мм) | 3,75 |
| Реконструирана големина на воксел (мм) - КТ | 1,37 х 1,37 х 3,75 |
| Реконструирана големина на воксел (мм) - ПЕТ | 5,47 х 5,47 х 3,75 |
| Вкупен број парчиња | 299-335 |
Табела 3. Параметри што се користат за ПЕТ-КТ-слика.
Потребна е претплата. Ве молиме, препорачајте JoАВО на вашиот библиотекар.
Дискусија
Една од недостатоците на овој протокол за истражување е пристапот „за еднакво одговара на сите“ и за греење и за ладење на одделите. Идната работа ќе има корист од користењето на по индивидуализиран пристап за да се зголеми термогенезата што не се лади, а со тоа и да се максимизира активирањето на БДТ за секој субјект. Дополнително, затоплувањето на темата на термо состојба може да има корист од употребата на индивидуализирана температура на темата за да се осигура дека ДДВ веќе не е во активна состојба. Придобивката од користење на индивидуални протоколи за ладење беше нагласена во неодамнешното издание на ван дер Ланс и сор. 52 и претставува голема потенцијална промена за подобрување на овој протокол. Дополнително, недостасува во овој протокол дека немало обиди да се утврди статусот на менструалниот циклус кај жените волонтерки. Ова лесно може да се коригира за идните студии.
Потребна е претплата. Ве молиме, препорачајте JoАВО на вашиот библиотекар.