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)।
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।
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 </s> ऊपर बैट निष्क्रिय 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।
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 क्षेत्र…
The authors have nothing to disclose.
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.
Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number |
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 |