2025 深圳 棕色脂肪CrCEST研究.pdf

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1、刘再毅广东省人民医院 放射科广东省医学影像智能分析与应用重点实验室棕色脂肪CrCEST MRI研究2 1902Shinkishi Hatai首次观察到人类胎儿肩胛骨间和锁骨上的棕色脂肪(Brown Adipose Tissue,BAT)2009NEJM同时发表三篇文章，用PET/CT可视化人体内代谢活跃的BAT棕色脂肪（BAT）研究历史NEJM,2009NEJM,2009NEJM,20093棕色脂肪和白色脂肪（WAT）的分布及组织特点NEJM,20224棕色脂肪产热的机制Nature,2019;Cell reports,2020非颤抖性产热关键因子UCP15棕色脂肪具有重要的生理意义BAT可抗

2、肥胖、心血管疾病、糖尿病、恶性肿瘤等肥胖相关疾病受BAT脂肪因子影响的器官NEJM,20226BAT检测“金标准”：PET-CTEndocrine Reviews,2022冷刺激后18F-FDG-PET/CT随访实验激活态静息态X 电离辐射暴露临床亟需无创无辐射检出BAT的方法基于MR新技术X 检出率比较低X 重复观察受限X 不反映FA代谢Nat Med,2021X 只反映糖代谢7基于基于MR形态形态和和功能成像功能成像技术鉴别棕色与白色脂肪技术鉴别棕色与白色脂肪BAT组织及细胞结构特征脂肪含量及成分细胞内脂滴大小线粒体分布数量组织内血管分布Handbook of experimental p

3、harmacology,2019.8基于MRI的BAT检测细胞内脂滴大小水分子扩散差异DWI成像组织内血管分布DCE成像脂肪含量及成分脂肪分数FFDixon水脂分离1H-MRSZ谱脂肪定量线粒体分布数量组织耗氧量BOLD成像组织温度差异MR温度成像9MRI技术优势不足1H-MRS精确量化脂肪成分成像操作复杂空间分辨率低单体素成像Dixon水脂分离成像效率高3D采集34min易受B0场影响Z谱脂肪定量对场不均匀性不敏感成像速度偏慢2D采集 56DWI反映组织微环境水分子受限程度需高b值运动伪影扭曲形变DCE成像观察组织内血管分布需外源性对比剂BOLD成像反映线粒体丰度易受B0场的影响BAT检测相

4、关MRI技术优缺点亟需可无创、无辐射、动态的BAT活性检测方法10肌酸（Creatine)在BAT产热中有重要作用肌酸可作为反映BAT代谢活性的潜在生物标志物Cell,2015Cell Metabolism,2017Nature,202111Creatine CEST（CrCEST)MRI成像方法Saturation power:B1=1.0 TSaturation duration:tsat=3.0 s54 images at varied frequency offsets ranging from-10 ppm +10 ppm,and a+300 ppm for the referenc

5、e image.Z-spectral fitting for CrCEST86420-2-4-6-8-1002040608010Frequency offset,ppm100(1-Mz/M0),%BATcreatineRaw dataFitWaterFatCreatineAPTMT86420-2-4-6-8-1002040608010WATFrequency offset,ppm100(1-Mz/M0),%creatineRaw dataFitWaterFatCreatineAPTMT12动物BAT CrCEST MRI成像可行性Representative CrCEST maps in ra

6、ts02403060T2WIAxialFWF,%CrCEST,%APT,%Sagittal024024024BATWATBATWATBATBAT03060CrCEST MRI可在体检测BAT13CrCEST检测BAT活性（靶向药CL 316,243）内源性CrCEST比FDG-PET具备更高的BAT活性检出效率SalineaCrCEST,%T2WICrCEST,%024036FDG uptake,SUV0 min10 min30 min60 min120 mincbd18F-FDG PET/CT,SUVBATWATCT imageCrCEST imaging01234CrCEST,%BATWA