18F-FDG PET/MRI中棕色脂肪组织摄取的影像学表现和规律分析

惠金子 李云波 施笑蕊 袁梦晖 魏龙晓 许建林 施常备

引用本文:
Citation:

18F-FDG PET/MRI中棕色脂肪组织摄取的影像学表现和规律分析

    通讯作者: 袁梦晖, yuanmenghui@163.com

Imaging characteristics and patterns of brown adipose tissues by 18F-FDG PET/MRI

    Corresponding author: Menghui Yuan, yuanmenghui@163.com ;
  • 摘要: 目的 研究并分析18F-氟脱氧葡萄糖(FDG)PET/MRI中棕色脂肪组织(BAT)摄取的影像学表现和规律。 方法 回顾性分析2017年7月至2020年1月于空军军医大学第二附属医院行18F-FDG PET/MRI检查的1 529名受检者的影像学资料和临床资料,其中男性836名、女性693名,年龄14~93(53.6±13.2)岁;BAT摄取18F-FDG阳性者31名,其中男性13名、女性18名,年龄16~61(33.3±11.6)岁。分析BAT摄取18F-FDG的PET/MRI影像学表现,选取18F-FDG摄取增高部位[以周围肌肉组织的最大标准化摄取值(SUVmax)为临界值],采用三维勾画法勾画感兴趣区,计算SUVmax和平均标准化摄取值(SUVmean)。SUVmax和SUVmean与性别及摄取部位数目的相关性采用Spearman相关性分析,与年龄、体重指数(BMI)、检查当日平均气温的相关性采用Pearson相关性分析。组间计数资料的比较采用χ2检验;计量资料的比较采用独立样本t检验。 结果 (1)BAT摄取18F-FDG阳性者的PET/MRI图像表现为颈部、锁骨上区、纵隔、脊柱两旁及肾上区等部位呈对称性分布的片状、结节状及串珠状的18F-FDG高摄取灶,MRI图像的T1加权成像(WI)、T2WI均呈高信号,频率衰减反转恢复序列呈低信号,弥散加权成像未见高信号。(2)BAT摄取多发生于寒冷的季节,男性和女性BAT摄取18F-FDG的阳性率差异无统计学意义(χ2=2.07,P=0.15);BAT摄取18F-FDG阳性者的年龄、BMI和检查当日气温均明显低于阴性者[(33.3±11.7)岁对( 54.1±13.5)岁、(21.89±2.79) kg/m2对(24.01±3.26) kg/m2、(7.5±6.5)℃对(16.5±11.9)℃],且差异均有统计学意义(t=−12.03、−5.15、−8.97,均P<0.001)。(3)BAT摄取的SUVmax和SUVmean均与年龄、BMI呈负相关(r=−0.45~−0.36,均P<0.05),与摄取BAT部位数量呈正相关(r=0.61、0.59,均P<0.001),与性别和检查当日平均气温均无明显相关性(r=0.01~0.29,均P>0.05)。 结论18F-FDG PET/MRI显像中,BAT摄取存在特定的影像学表现和规律性,大多发生在寒冷的季节,年轻、偏瘦者较易出现。
  • 图 1  18F-FDG PET/MRI显像中棕色脂肪组织的摄取图 受检者女性,29岁,因血清糖类抗原724升高行PET/MRI检查。A为最大密度投影,可见双侧颈部及锁骨上区对称性分布串珠状18F-FDG摄取增高灶;B为PET横断面,可见双侧锁骨上区对称性分布片状、结节状18F-FDG摄取增高灶,SUVmax=9.7;C为T1WI横断面,可见对应位置T1WI呈高信号;D为T2WI横断面,可见对应位置T2WI呈高信号;E为SPAIR横断面,可见对应位置SPAIR呈低信号;F为SPAIR与PET融合显像横断面,可见18F-FDG高代谢部位SPAIR呈低信号,局部未见肿大淋巴结。FDG为氟脱氧葡萄糖;PET为正电子发射断层显像术;MRI为磁共振成像;SUVmax为最大标准化摄取值;WI为加权成像;SPAIR为频率衰减反转恢复序列

    Figure 1.  Image of 18F-FDG uptake in brown adipose tissue by PET/MRI

    表 1  31名棕色脂肪组织摄取18F-FDG阳性者PET/MRI显像的SUVmax和SUVmean与各因素的相关性分析

    Table 1.  Correlation analysis between maximum standard uptake value and mean standard uptake value by PET/MRI and various factors in 31 subjects with 18F-FDG uptake in brown adipose tissue

    影响因素$\bar x\pm s $(范围)SUVmaxSUVmean
    rPrP
    性别(男/女) 0.07 0.69 0.01 0.93
    年龄(岁) 33.3±11.7(16~61) −0.45 0.01 −0.41 0.02
    体重指数(kg/m2) 21.89±2.79(15.50~26.45) −0.36 0.04 −0.40 0.02
    检查当日气温(℃) 7.5±6.5(−4~19) 0.29 0.11 0.09 0.61
    摄取部位数量(个) 2.9±1.5(1~5) 0.61 <0.001 0.59 <0.001
    注:FDG为氟脱氧葡萄糖;PET为正电子发射断层显像术;MRI为磁共振成像;SUVmax为最大标准化摄取值;SUVmean为平均标准化摄取值。−表示无此项数据
    下载: 导出CSV
  • [1] Becher T, Palanisamy S, Kramer DJ, et al. Brown adipose tissue is associated with cardiometabolic health[J]. Nat Med, 2021, 27(1): 58−65. DOI: 10.1038/s41591-020-1126-7.
    [2] Soundarrajan M, Deng J, Kwasny M, et al. Activated brown adipose tissue and its relationship to adiposity and metabolic markers: an exploratory study[J]. Adipocyte, 2020, 9(1): 87−95. DOI: 10.1080/21623945.2020.1724740.
    [3] Steinberg JD, Vogel W, Vegt E. Factors influencing brown fat activation in FDG PET/CT: a retrospective analysis of 15, 000+ cases[J]. Br J Radiol, 2017, 90(1075): 20170093. DOI: 10.1259/bjr.20170093.
    [4] Becker AS, Zellweger C, Schawkat K, et al. In-depth analysis of interreader agreement and accuracy in categorical assessment of brown adipose tissue in 18FDG-PET/CT[J]. Eur J Radiol, 2017, 91: 41−46. DOI: 10.1016/j.ejrad.2017.03.012.
    [5] Leitner BP, Huang S, Brychta RJ, et al. Mapping of human brown adipose tissue in lean and obese young men[J]. Proc Natl Acad Sci U S A, 2017, 114(32): 8649−8654. DOI: 10.1073/pnas.1705287114.
    [6] 孙高峰, 潘桂霞, 竺丽志, 等. 18F-FDG PET/CT显像中棕色脂肪摄取与室外温度相关性研究[J]. 国际放射医学核医学杂志, 2014, 38(5): 289−292. DOI: 10.3760/cma.j.issn.1673-4114.2014.05.003.
    Sun GF, Pan GX, Zhu LZ, et al. 18F-FDG PET/CT: the prevalence of activated brown adipose tissue and outdoor temperature[J]. Int J Radiat Med Nucl Med, 2014, 38(5): 289−292. DOI: 10.3760/cma.j.issn.1673-4114.2014.05.003.
    [7] Gerngroß C, Schretter J, Klingenspor M, et al. Active brown fat during 18F-FDG PET/CT imaging defines a patient group with characteristic traits and an increased probability of brown fat redetection[J]. J Nucl Med, 2017, 58(7): 1104−1110. DOI: 10.2967/jnumed.116.183988.
    [8] Hai WX, Wu X, Shi SY, et al. The effects of season change and fasting on brown adipose tissue FDG-PET in mice[J]. Biochem Biophys Res Commun, 2020, 529(2): 398−403. DOI: 10.1016/j.bbrc.2020.06.015.
    [9] Kulterer OC, Niederstaetter L, Herz CT, et al. The presence of active brown adipose tissue determines cold-induced energy expenditure and oxylipin profiles in humans[J]. J Clin Endocrinol Metab, 2020, 105(7): 2203−2216. DOI: 10.1210/clinem/dgaa183.
    [10] Martinez-Tellez B, Sanchez-Delgado G, Boon MR, et al. Distribution of brown adipose tissue radiodensity in young adults: implications for cold [18F]FDG-PET/CT analyses[J]. Mol Imaging Biol, 2020, 22(2): 425−433. DOI: 10.1007/s11307-019-01381-y.
    [11] Blondin DP, Labbé SM, Turcotte EE, et al. A critical appraisal of brown adipose tissue metabolism in humans[J]. Clin Lipidol, 2015, 10(3): 259−280. DOI: 10.2217/clp.15.14.
    [12] Crandall JP, Joo HO, Gajwani P, et al. Measurement of brown adipose tissue activity using microwave radiometry and 18F-FDG PET/CT[J]. J Nucl Med, 2018, 59(8): 1243−1248. DOI: 10.2967/jnumed.117.204339.
    [13] Mihalopoulos NL, Yap JT, Beardmore B, et al. Cold-activated brown adipose tissue is associated with less cardiometabolic dysfunction in young adults with obesity[J]. Obesity, 2020, 28(5): 916−923. DOI: 10.1002/oby.22767.
    [14] Fraum TJ, Crandall JP, Ludwig DR, et al. Repeatability of quantitative brown adipose tissue imaging metrics on positron emission tomography with 18F-fluorodeoxyglucose in humans[J]. Cell Metab, 2019, 30(1): 212−224. DOI: 10.1016/j.cmet.2019.05.019.
    [15] Fischer AW, Behrens J, Sass F, et al. Brown adipose tissue lipoprotein and glucose disposal is not determined by thermogenesis in uncoupling protein 1-deficient mice[J]. J Lipid Res, 2020, 61(11): 1377−1389. DOI: 10.1194/jlr.RA119000455.
    [16] Boellaard R, Delgado-Bolton R, Oyen WJG, et al. FDG PET/CT: EANM procedure guidelines for tumour imaging: version 2.0[J]. Eur J Nucl Med Mol Imaging, 2015, 42(2): 328−354. DOI: 10.1007/s00259-014-2961-x.
  • [1] 李剑明李亚明 . 棕色脂肪组织与18F-氟脱氧葡萄糖PET. 国际放射医学核医学杂志, 2007, 31(4): 205-207,231.
    [2] 于军张莺任东栋陈聪李洋任春玲蔡君18F-FDG PET/CT与PET/MRI在结直肠癌肝转移诊断中的比较分析. 国际放射医学核医学杂志, 2021, 45(2): 75-82. doi: 10.3760/cma.j.cn121381-202003009-00013
    [3] 袁建伟杨劼贺小红张培培肖菊梅王颖18F-FDG PET/CT与3.0T MRI联合显像在乳腺癌原发病灶诊断中的价值. 国际放射医学核医学杂志, 2013, 37(4): 199-202. doi: 10.3760/cma.j.issn.1673-4114.2013.04.003
    [4] 郑玉民颜珏18F-氟脱氧葡萄糖PET在恶性淋巴瘤中的应用. 国际放射医学核医学杂志, 2008, 32(6): 347-351.
    [5] 田亚东袁卫红 . 影像学及肿瘤相关抗原在诊断肺癌中的应用. 国际放射医学核医学杂志, 2011, 35(5): 295-299. doi: 10.3760/cma.j.issn.1673-4114.2011.05.011
    [6] 王甜甜赵晋华18F-FDG PET与MRI联合检测颈动脉易损斑块的应用前景. 国际放射医学核医学杂志, 2010, 34(6): 343-347. doi: 10.3760/cma.j.issn.1673-4114,2010.06.006
    [7] 王甜甜赵晋华18F-FDG PET与MRI联合检测颈动脉易损斑块的应用前景. 国际放射医学核医学杂志, 2010, 34(6): 343-347. doi: 10.3760/cma.j.issn.1673-4114.2010.06.006
    [8] 欧蕾张春银18F-FDG PET在原发性乳腺淋巴瘤诊疗中的应用进展. 国际放射医学核医学杂志, 2021, 45(5): 313-318. doi: 10.3760/cma.j.cn121381-202004037-00033
    [9] 薛令玉陈璟18F-FDG PET/CT在脊柱感染诊治中的应用及与MRI的比较. 国际放射医学核医学杂志, 2021, 45(10): 659-662. doi: 10.3760/cma.j.cn121381-202012008-00101
    [10] 张在竹周妮娜朱华杨志18F-FDG PET/MRI在胰腺癌中的临床应用及新进展. 国际放射医学核医学杂志, 2022, 46(4): 1-5. doi: 10.3760/cma.j.cn121381-202103032-00164
    [11] 惠金子王磊赵德善袁梦晖魏龙晓李云波许建林施常备18F-FDG PET/MRI与MRI在食管癌患者术前T、N分期中应用价值的对比分析. 国际放射医学核医学杂志, 2022, 46(3): 139-145. doi: 10.3760/cma.j.cn121381-202102020-00158
    [12] 孙建鹰杜明华18F-氟脱氧葡萄糖显像在肺癌治疗中应用价值的. 国际放射医学核医学杂志, 2008, 32(5): 290-294.
    [13] 渠浩王振军陈大志王铁韩进杜燕夫李敏哲18F-氟代脱氧葡萄糖正电子放射导向手术在结直肠癌治疗中的初步应用. 国际放射医学核医学杂志, 2006, 30(3): 145-147.
    [14] 孙高峰潘桂霞竺丽志崔斌高明军左长京18F-FDG PET/CT显像中棕色脂肪摄取与室外温度相关性研究. 国际放射医学核医学杂志, 2014, 38(5): 289-292. doi: 10.3760/cma.j.issn.1673-4114.2014.05.003
    [15] 叶慧莫逸谢爱民彭翔18F-氟脱氧葡萄糖PET-CT与99nTc-亚甲基二膦酸盐骨显像诊断转移性骨肿瘤的对比研究. 国际放射医学核医学杂志, 2008, 32(3): 147-150.
    [16] 付畅史大鹏徐俊玲轩昂张杰 . 不同组织学类型肺癌患者大脑静息葡萄糖代谢改变研究. 国际放射医学核医学杂志, 2014, 38(2): 75-79. doi: 10.3760/cma.j.issn.1673-4114.2014.02.002
    [17] 黄筱晓崔惠勤滕才钧韦建林覃丽兰邓燕云 . 鼻咽癌18F-FDG PET/CT 代谢参数与EGFR表达水平的相关性研究. 国际放射医学核医学杂志, 2021, 45(9): 552-560. doi: 10.3760/cma.j.cn121381-202007016-00075
    [18] 萨日赵红光关锋林承赫18F-FDG PET/CT在弥漫性大B细胞淋巴瘤疗效评价中的临床价值. 国际放射医学核医学杂志, 2013, 37(1): 9-12. doi: 10.3760/cma.j.issn.1673-4114.2013.01.003
    [19] 张巍杨珂18F正电子放射性药物生产及使用中医务人员的受照剂量研究. 国际放射医学核医学杂志, 2015, 39(5): 420-422. doi: 10.3760/cma.j.issn.1673-4114.2015.05.016
    [20] 袁建伟杨劼贺小红张培培肖菊梅王颖 . 乳腺癌18F-FDG PET/CT和3.0T MRI联合显像评分与Ki-67表达水平的相关性分析. 国际放射医学核医学杂志, 2013, 37(2): 84-87. doi: 10.3760/cma.j.issn.1673-4114.2013.02.006
  • 加载中
图(1)表(1)
计量
  • 文章访问数:  1429
  • HTML全文浏览量:  1011
  • PDF下载量:  6
出版历程
  • 收稿日期:  2021-02-22
  • 网络出版日期:  2022-04-08
  • 刊出日期:  2022-02-25

18F-FDG PET/MRI中棕色脂肪组织摄取的影像学表现和规律分析

    通讯作者: 袁梦晖, yuanmenghui@163.com
  • 1. 空军军医大学第二附属医院核医学科,西安 710024
  • 2. 陕西省肿瘤医院核医学科,西安 710061

摘要:  目的 研究并分析18F-氟脱氧葡萄糖(FDG)PET/MRI中棕色脂肪组织(BAT)摄取的影像学表现和规律。 方法 回顾性分析2017年7月至2020年1月于空军军医大学第二附属医院行18F-FDG PET/MRI检查的1 529名受检者的影像学资料和临床资料,其中男性836名、女性693名,年龄14~93(53.6±13.2)岁;BAT摄取18F-FDG阳性者31名,其中男性13名、女性18名,年龄16~61(33.3±11.6)岁。分析BAT摄取18F-FDG的PET/MRI影像学表现,选取18F-FDG摄取增高部位[以周围肌肉组织的最大标准化摄取值(SUVmax)为临界值],采用三维勾画法勾画感兴趣区,计算SUVmax和平均标准化摄取值(SUVmean)。SUVmax和SUVmean与性别及摄取部位数目的相关性采用Spearman相关性分析,与年龄、体重指数(BMI)、检查当日平均气温的相关性采用Pearson相关性分析。组间计数资料的比较采用χ2检验;计量资料的比较采用独立样本t检验。 结果 (1)BAT摄取18F-FDG阳性者的PET/MRI图像表现为颈部、锁骨上区、纵隔、脊柱两旁及肾上区等部位呈对称性分布的片状、结节状及串珠状的18F-FDG高摄取灶,MRI图像的T1加权成像(WI)、T2WI均呈高信号,频率衰减反转恢复序列呈低信号,弥散加权成像未见高信号。(2)BAT摄取多发生于寒冷的季节,男性和女性BAT摄取18F-FDG的阳性率差异无统计学意义(χ2=2.07,P=0.15);BAT摄取18F-FDG阳性者的年龄、BMI和检查当日气温均明显低于阴性者[(33.3±11.7)岁对( 54.1±13.5)岁、(21.89±2.79) kg/m2对(24.01±3.26) kg/m2、(7.5±6.5)℃对(16.5±11.9)℃],且差异均有统计学意义(t=−12.03、−5.15、−8.97,均P<0.001)。(3)BAT摄取的SUVmax和SUVmean均与年龄、BMI呈负相关(r=−0.45~−0.36,均P<0.05),与摄取BAT部位数量呈正相关(r=0.61、0.59,均P<0.001),与性别和检查当日平均气温均无明显相关性(r=0.01~0.29,均P>0.05)。 结论18F-FDG PET/MRI显像中,BAT摄取存在特定的影像学表现和规律性,大多发生在寒冷的季节,年轻、偏瘦者较易出现。

English Abstract

  • 人体内脂肪组织分为白色脂肪组织(white adipose tissue,WAT)与棕色脂肪组织(brown adipose tissue,BAT)2种类型,WAT主要以三酰甘油的形式起保温和储存能量的作用;BAT可通过非战栗方式产热,是人体适应性产热的主要部位,也是目前研究代谢性疾病和肥胖的靶点[1-2]。在PET显像中,3.6%~9.1%的成年人的BAT可高摄取18F-FDG而显影[3-4]。成年人的BAT主要分布于锁骨上区、颈部、椎旁、纵隔及肾周区域[5],这些亦是肿瘤淋巴结转移的好发部位。18F-FDG PET/MRI和18F-FDG PET/CT在肿瘤的诊断、分期及疗效评价方面有重要作用,BAT的生理性摄取对二者的影像诊断均可产生不同程度的干扰。已有研究者对PET/CT显像中BAT摄取的影像学特点及规律进行了分析总结[6-7],但关于PET/MRI中BAT摄取特点的报道较少。本研究初步探讨18F-FDG PET/MRI中BAT摄取的规律和影像学表现。

    • 回顾性分析2017年7月至2020年1月于空军军医大学第二附属医院核医学科行18F-FDG PET/MRI检查的1 529名受检者的影像学资料,其中男性836名(54.7%)、女性693名(45.3%),年龄14~93(53.6±13.2)岁。BAT摄取18F-FDG阳性者31名(2.0%),其中男性13名(41.9%)、女性18名(58.1%),年龄16~61(33.3±11.6)岁。本研究符合《赫尔辛基宣言》的原则。

      纳入标准:(1)临床资料完整;(2)在18F-FDG PET/MRI检查前签署了知情同意书。排除标准:(1)体内有金属植入物,如心脏起搏器、人工瓣膜或其他磁敏感金属异物;(2)患有幽闭恐惧症;(3)有严重外伤、陷入昏迷、高热。

    • 设备使用德国西门子公司的Biography mMR PET/MRI一体机(MRI 3.0T)。显像剂为18F-FDG(南京江原安迪科正电子研究发展有限公司),放射化学纯度>95%。受检者禁食6 h以上,空腹血糖水平<11.2 mmol/L,于安静状态下经肘静脉注射18F-FDG(3.7 MBq/kg),视听封闭休息40 min后行PET/MRI扫描,扫描范围从颅底至髋关节;采集方式为静态采集;扫描方式为容积扫描。PET与MRI同步扫描。MRI采集参数如下,(1)T1加权成像(weighted imaging,WI)三维容积内插体部检查轴位扫描:重复时间4.04 ms,恢复时间1.24 ms,层厚3.2 mm,层距0 mm,视野420 mm×320 mm,矩阵320×175;(2)T2WI轴位扫描:重复时间3000 ms,恢复时间89 ms,层厚6 mm,层距0 mm,视野400 mm×400 mm,矩阵256×256;(3)T2WI刀锋技术脂肪抑制频率衰减反转恢复序列(spectral attenuated inversion recovery,SPAIR)轴位扫描:重复时间2200 ms,恢复时间86 ms,层厚6 mm,层距0 mm,视野400 mm×400 mm,矩阵320×320;(4)弥散加权成像(diffusion weighted imaging,DWI)扫描:采用平面回波成像序列,b值为50、1000 s/mm2,重复时间6400 ms,恢复时间78 ms,层厚6 mm,层距0 mm,视野400 mm×300 mm,矩阵128×96,自动生成表观弥散系数图。PET采集4~5个床位,4 min/床位,衰减校正采用三维容积内插体部检查水脂分离技术,层厚2 mm,重建类型为高清PET,迭代次数2,矩阵172×172,放大倍数选择1,半峰全宽2.0,散射校正为相对校正。

    • 记录受检者的性别、年龄、身高、体重、体重指数(body mass index,BMI)、检查日期、检查当日的平均气温,18F-FDG PET/MRI图像由2名取得MRI大型设备上岗证及核医学大型设备上岗证的中级职称医师独立阅片,意见不同时与2名核医学科高级职称医师商议后确定最终结果。采用MIMvista 6.5后处理工作站(北京明维视景医疗软件开发有限公司)获得MRI、PET和PET/MRI融合图像。选取18F-FDG摄取增高部位(以周围肌肉组织的SUVmax为界值),当其在相对应的MRI图像上为脂肪信号时,判断为激活的BAT,采用三维勾画法勾画ROI,测量并记录SUVmax和平均标准化摄取值(mean standardized uptake value,SUVmean)。

    • 应用PASW Statistics 18.0软件进行统计学分析。符合正态分布的计量资料以$\bar x \pm s $表示,计数资料以个数或百分比表示。计数资料的比较采用卡方检验,方差齐的计量资料的比较采用独立样本t检验,连续资料采用Pearson相关性分析,分类资料和等级资料采用Spearman相关性分析。P<0.05为差异有统计学意义。

    • 31名BAT摄取18F-FDG阳性者的PET/MRI图像表现为颈部、锁骨上区、纵隔、脊柱两旁及肾上区等部位呈对称性分布的片状、结节状及串珠状的18F-FDG高摄取灶,MRI图像的T1WI、T2WI均呈高信号,SPAIR呈低信号(图1),DWI图像未见高信号。双侧颈部、锁骨上区摄取者30名(96.8%,30/31),脊柱两旁摄取者21名(67.7%,21/31),纵隔摄取者9名(29.0%,9/31),双侧肾上区摄取者5名(16.1%,5/31)。31名出现1~5个部位摄取的受检者数依次为2名(6.4%)、8名(25.8%)、11名(35.5%)、6名(19.4%)、4名(12.9%)。

      图  1  18F-FDG PET/MRI显像中棕色脂肪组织的摄取图 受检者女性,29岁,因血清糖类抗原724升高行PET/MRI检查。A为最大密度投影,可见双侧颈部及锁骨上区对称性分布串珠状18F-FDG摄取增高灶;B为PET横断面,可见双侧锁骨上区对称性分布片状、结节状18F-FDG摄取增高灶,SUVmax=9.7;C为T1WI横断面,可见对应位置T1WI呈高信号;D为T2WI横断面,可见对应位置T2WI呈高信号;E为SPAIR横断面,可见对应位置SPAIR呈低信号;F为SPAIR与PET融合显像横断面,可见18F-FDG高代谢部位SPAIR呈低信号,局部未见肿大淋巴结。FDG为氟脱氧葡萄糖;PET为正电子发射断层显像术;MRI为磁共振成像;SUVmax为最大标准化摄取值;WI为加权成像;SPAIR为频率衰减反转恢复序列

      Figure 1.  Image of 18F-FDG uptake in brown adipose tissue by PET/MRI

    • 男性和女性BAT摄取18F-FDG的阳性率分别为1.6%(13/836)和2.6%(18/693),差异无统计学意义(χ2=2.07,P=0.15)。BAT摄取18F-FDG阳性者的年龄[(33.3±11.7)岁]低于阴性者[(54.1±13.5)岁],差异有统计学意义(t=−12.03,P<0.001);BAT摄取18F-FDG阳性者的BMI[(21.89±2.79) kg/m2]低于阴性者[(24.01±3.26 ) kg/m2],差异有统计学意义(t=−5.15,P<0.001)。BAT摄取18F-FDG阳性者检查当日的气温[(7.5±6.5 )℃]低于阴性者[(16.5±11.9)℃],差异有统计学意义(t=−8.97,P<0.001)。31名BAT摄取18F-FDG阳性者按检查月份1~12月的人数分布依次为5、4、2、2、1、0、0、0、0、4、6、7名,多分布于冬、春季节。

    • 31名BAT摄取18F-FDG阳性者的SUVmax为7.49±3.62(2.82~17.60)、SUVmean为2.92±1.53(0.91~6.47),将SUVmax和SUVmean分别与性别、年龄、BMI、检查当日平均气温及摄取部位BAT数量进行相关性分析,由表1可知,SUVmax和SUVmean均与摄取部位数量呈正相关(均P<0.001);与年龄和BMI呈负相关(均P<0.05);与性别及检查当日平均气温无明显相关性(均P>0.05)。

      影响因素$\bar x\pm s $(范围)SUVmaxSUVmean
      rPrP
      性别(男/女) 0.07 0.69 0.01 0.93
      年龄(岁) 33.3±11.7(16~61) −0.45 0.01 −0.41 0.02
      体重指数(kg/m2) 21.89±2.79(15.50~26.45) −0.36 0.04 −0.40 0.02
      检查当日气温(℃) 7.5±6.5(−4~19) 0.29 0.11 0.09 0.61
      摄取部位数量(个) 2.9±1.5(1~5) 0.61 <0.001 0.59 <0.001
      注:FDG为氟脱氧葡萄糖;PET为正电子发射断层显像术;MRI为磁共振成像;SUVmax为最大标准化摄取值;SUVmean为平均标准化摄取值。−表示无此项数据

      表 1  31名棕色脂肪组织摄取18F-FDG阳性者PET/MRI显像的SUVmax和SUVmean与各因素的相关性分析

      Table 1.  Correlation analysis between maximum standard uptake value and mean standard uptake value by PET/MRI and various factors in 31 subjects with 18F-FDG uptake in brown adipose tissue

    • PET/MRI作为一种新型多模态显像技术,具有空间分辨率和组织对比度高的优点,但是其更亦受运动伪影或磁敏感伪影的干扰,了解BAT的活动规律和分布,熟悉BAT摄取显像剂的PET/MRI影像学表现,有助于PET/MRI诊断医师及时作出准确判断。

      BAT的摄取存在季节规律,寒冷的季节多发[8]。本研究结果显示,90.3%(28/31)的BAT摄取发生于寒冷的季节,且BAT摄取18F-FDG阳性者检查当日的平均气温明显低于BAT摄取阴性者,与文献报道一致。寒冷是BAT的重要激活因素[9],寒冷刺激时受检者的BAT显影率达70%~100%[2, 10]。寒冷刺激主要通过交感神经系统和瞬时受体电位通道介导,BAT细胞表面含丰富的β3受体,受到寒冷刺激时,去甲肾上腺素与甲状腺素协同上调解偶联蛋白(uncoupling protein, UCP)1的基因表达,增加适应性产热从而维持体温。BAT在婴儿体内的含量最高,占其体重的1%~5%,随年龄增长逐渐下降,成人经寒冷刺激后检测到可摄取18F-FDG的BAT含量仅几毫升至数百毫升不等[11]。在本研究中,BAT摄取18F-FDG阳性者较BAT摄取阴性者更偏年轻化。国内外研究结果显示,BAT摄取18F-FDG阳性在女性中的发生率高于男性[6-7],因雌激素及孕激素可通过上调UCP1基因转录增加BAT的代谢活性,而睾酮可抑制UCP1基因的转录。在本研究中,女性BAT摄取18F-FDG的阳性率高于男性,但差异无统计学意义,这可能与样本的构成有关。本研究结果显示,BMI较低者更易出现BAT摄取。活跃的BAT和肥胖之间的负相关意味着BAT在调节能量消耗方面发挥着重要作用,Crandall等[12]发现,活跃的BAT与BMI呈负相关,偏瘦者的BAT活性更强。基于此,利用BAT调节能量消耗有望成为人类对抗肥胖和治疗代谢性疾病的有效靶点[13]

      Fraum等[14]发现,18F-FDG PET/MRI检查中BAT摄取的最大瘦体重校正标准化摄取值变化范围较大,为2.5~17.8;在本研究中,18F-FDG PET/MRI检测到BAT摄取的SUVmax范围为2.82~17.60,与文献报道基本一致。我们还发现,SUVmax和SUVmean均与摄取部位BAT数量呈正相关,与年龄、BMI呈负相关,与性别及检查当日平均气温无明显相关性。即BAT显影的部位数量越多,激活范围越大,代谢程度越强。BAT的代谢活性随年龄增长而降低,具体机制尚不明确,可能与交感神经系统及甲状腺轴的活性有关。我们还发现,检查当日的平均气温与BAT活性无明显相关性,但具体机制尚不明确,可能是遇到寒冷刺激时, BAT一经激活即呈整体动员趋势,其代谢活性不会随温度降低而增加。Fischer等[15]报道,在亚低温环境中,UCP1基因轻度激活小鼠的BAT对葡萄糖的摄取增加,而持续低温暴露后则检测到较少的葡萄糖摄取,这可能是由于持续低温暴露后,BAT对脂肪酸的处理能力增强,而对葡萄糖摄取相对减少造成的,尚需后期前瞻性研究证实。

      基于BAT的代谢特点,可在检查前采取一定的干预措施抑制BAT的活性,减少甚至消除其对影像诊断的干扰。如何减少PET/MRI显像中BAT对显像剂的摄取目前尚无统一标准,一般参考欧洲核医学协会制订的PET/CT肿瘤显像程序指南[16],在注射18F-FDG前30~60 min至检查过程中为受检者保温可有效减少BAT对18F-FDG的摄取,Crandall等[12]研制的抑制交感神经活性的药物也可抑制BAT的活性。

      综上所述,在PET/MRI检查中,年轻、偏瘦的受检者较易出现BAT摄取,且大多发生在寒冷季节。在PET/MRI影像诊断过程中,结合BAT摄取的影像学表现、发生规律和代谢特点,可对BAT及时作出准确判断。

      利益冲突 所有作者声明无利益冲突

      作者贡献声明 惠金子负责研究的设计和实施、论文的撰写;李云波、施笑蕊负责图像数据的采集和处理;袁梦晖、魏龙晓负责论文知识性内容的审阅;许建林、施常备负责论文的指导与审阅

参考文献 (16)

目录

    /

    返回文章
    返回
    ×
    编辑部现联系电话为022-58089989、022-85682389