惠金子 李云波 施笑 蕊 袁夢暉 魏龍曉 許 建林 施常備

1 空軍軍醫(yī)大學(xué)第二附屬醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科，西安 710024；2 陜西省腫瘤醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科，西安 710061

人體內(nèi)脂肪組織分為白色脂肪組織（white adipose tissue，WAT）與 棕 色 脂 肪 組 織（brown adipose tissue，BAT）2 種類型，WAT 主要以三酰甘油的形式起保溫和儲存能量的作用；BAT 可通過非戰(zhàn)栗方式產(chǎn)熱，是人體適應(yīng)性產(chǎn)熱的主要部位，也是目前研究代謝性疾病和肥胖的靶點[1-2]。在PET 顯像中，3.6%～9.1%的成年人的BAT 可高攝取18F-FDG 而顯影[3-4]。成年人的BAT 主要分布于鎖骨上區(qū)、頸部、椎旁、縱隔及腎周區(qū)域[5]，這些亦是腫瘤淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的好發(fā)部位。18F-FDG PET/MRI 和18F-FDG PET/CT 在腫瘤的診斷、分期及療效評價方面有重要作用，BAT 的生理性攝取對二者的影像診斷均可產(chǎn)生不同程度的干擾。已有研究者對PET/CT 顯像中BAT 攝取的影像學(xué)特點及規(guī)律進行了分析總結(jié)[6-7]，但關(guān)于PET/MRI 中BAT攝取特點的報道較少。本研究初步探討18F-FDG PET/MRI 中BAT 攝取的規(guī)律和影像學(xué)表現(xiàn)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析2017 年7 月至2020 年1 月于空軍軍醫(yī)大學(xué)第二附屬醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科行18F-FDG PET/MRI 檢查的1 529 名受檢者的影像學(xué)資料，其中男性836 名（54.7%）、女性693 名（45.3%），年齡14～93（53.6±13.2）歲。BAT 攝取18F-FDG 陽性者31 名（2.0%），其中男性13 名（41.9%）、女性18 名（58.1%），年齡16～61（33.3±11.6）歲。本研究符合《赫爾辛基宣言》的原則。

納入標準：（1）臨床資料完整；（2）在18F-FDG PET/MRI 檢查前簽署了知情同意書。排除標準：（1）體內(nèi)有金屬植入物，如心臟起搏器、人工瓣膜或其他磁敏感金屬異物；（2）患有幽閉恐懼癥；（3）有嚴重外傷、陷入昏迷、高熱。

1.2 圖像采集

設(shè)備使用德國西門子公司的Biography mMR PET/MRI 一 體 機（MRI 3.0T）。顯 像 劑 為18F-FDG（南京江原安迪科正電子研究發(fā)展有限公司），放射化學(xué)純度>95%。受檢者禁食6 h 以上，空腹血糖水平<11.2 mmol/L，于安靜狀態(tài)下經(jīng)肘靜脈注射18F-FDG（3.7 MBq/kg），視聽封閉休息40 min 后行PET/MRI 掃描，掃描范圍從顱底至髖關(guān)節(jié)；采集方式為靜態(tài)采集；掃描方式為容積掃描。PET與MRI 同步掃描。MRI 采集參數(shù)如下，（1）T1 加權(quán)成像（weighted imaging，WI）三維容積內(nèi)插體部檢查軸位掃描：重復(fù)時間4.04 ms，恢復(fù)時間1.24 ms，層厚3.2 mm，層距0 mm，視野420 mm×320 mm，矩陣320×175；（2）T2WI 軸位掃描：重復(fù)時間3000 ms，恢復(fù)時間89 ms，層厚6 mm，層距0 mm，視野400 mm×400 mm，矩陣256×256；（3）T2WI刀鋒技術(shù)脂肪抑制頻率衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列（spectral attenuated inversion recovery，SPAIR）軸 位 掃 描：重復(fù)時間2200 ms，恢復(fù)時間86 ms，層厚6 mm，層距0 mm，視野400 mm×400 mm，矩陣320×320；（4）彌散加權(quán)成像（diffusion weighted imaging，DWI）掃描：采用平面回波成像序列，b 值為50、1000 s/mm2，重復(fù)時間6400 ms，恢復(fù)時間78 ms，層厚6 mm，層距0 mm，視野400 mm×300 mm，矩陣128×96，自動生成表觀彌散系數(shù)圖。PET 采集4～5 個床位，4 min/床位，衰減校正采用三維容積內(nèi)插體部檢查水脂分離技術(shù)，層厚2 mm，重建類型為高清PET，迭代次數(shù)2，矩陣172×172，放大倍數(shù)選擇1，半峰全寬2.0，散射校正為相對校正。

1.3 數(shù)據(jù)和圖像分析

記錄受檢者的性別、年齡、身高、體重、體重指數(shù)（body mass index，BMI）、檢查日期、檢查當(dāng)日的平均氣溫，18F-FDG PET/MRI 圖像由2 名取得MRI 大型設(shè)備上崗證及核醫(yī)學(xué)大型設(shè)備上崗證的中級職稱醫(yī)師獨立閱片，意見不同時與2 名核醫(yī)學(xué)科高級職稱醫(yī)師商議后確定最終結(jié)果。采用MIMvista 6.5 后處理工作站（北京明維視景醫(yī)療軟件開發(fā)有限公司）獲得MRI、PET 和PET/MRI 融合圖像。選取18F-FDG 攝取增高部位（以周圍肌肉組織的SUVmax為界值），當(dāng)其在相對應(yīng)的MRI圖像上為脂肪信號時，判斷為激活的BAT，采用三維勾畫法勾畫ROI，測量并記錄SUVmax和平均標準化攝取值（mean standardized uptake value，SUVmean）。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析

應(yīng)用PASW Statistics 18.0 軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析。符合正態(tài)分布的計量資料以±s表示，計數(shù)資料以個數(shù)或百分比表示。計數(shù)資料的比較采用卡方檢驗，方差齊的計量資料的比較采用獨立樣本t檢驗，連續(xù)資料采用Pearson 相關(guān)性分析，分類資料和等級資料采用Spearman 相關(guān)性分析。P<0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 BAT 攝取18F-FDG 陽性者的PET/MRI 影像特征

31 名BAT 攝取18F-FDG 陽性者的PET/MRI 圖像表現(xiàn)為頸部、鎖骨上區(qū)、縱隔、脊柱兩旁及腎上區(qū)等部位呈對稱性分布的片狀、結(jié)節(jié)狀及串珠狀的18F-FDG 高攝取灶，MRI 圖像的T1WI、T2WI 均呈高信號，SPAIR 呈低信號（圖1），DWI 圖像未見高信號。雙側(cè)頸部、鎖骨上區(qū)攝取者30 名（96.8%，30/31），脊柱兩旁攝取者21 名（67.7%，21/31），縱隔攝取者9 名（29.0%，9/31），雙側(cè)腎上區(qū)攝取者5 名（16.1%，5/31）。31 名出現(xiàn)1～5 個部位攝取的受檢者數(shù)依次為2 名（6.4%）、8 名（25.8%）、11 名（35.5%）、6 名（19.4%）、4 名（12.9%）。

圖1 18F-FDG PET/MRI 顯像中棕色脂肪組織的攝取圖 受檢者女性，29 歲，因血清糖類抗原724 升高行PET/MRI 檢查。A 為最大密度投影，可見雙側(cè)頸部及鎖骨上區(qū)對稱性分布串珠狀18F-FDG 攝取增高灶；B 為PET 橫斷面，可見雙側(cè)鎖骨上區(qū)對稱性分布片狀、結(jié)節(jié)狀18F-FDG 攝取增高灶，SUVmax=9.7；C 為T1WI 橫斷面，可見對應(yīng)位置T1WI 呈高信號；D 為T2WI 橫斷面，可見對應(yīng)位置T2WI 呈高信號；E 為SPAIR 橫斷面，可見對應(yīng)位置SPAIR 呈低信號；F 為SPAIR 與PET 融合顯像橫斷面，可見18F-FDG 高代謝部位SPAIR 呈低信號，局部未見腫大淋巴結(jié)。FDG 為氟脫氧葡萄糖；PET 為正電子發(fā)射斷層顯像術(shù)；MRI 為磁共振成像；SUVmax 為最大標準化攝取值；WI 為加權(quán)成像；SPAIR 為頻率衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列Figure 1 Image of 18F-FDG uptake in brown adipose tissue by PET/MRI

2.2 BAT 攝取18F-FDG 的影響因素

男性和女性BAT 攝取18F-FDG 的陽性率分別為1.6%（13/836）和2.6%（18/693），差異無統(tǒng)計學(xué)意義（χ2=2.07，P=0.15）。BAT 攝取18F-FDG 陽性者的年齡[（33.3±11.7）歲]低于陰性者[（54.1±13.5）歲]，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（t=?12.03，P<0.001）；BAT攝取18F-FDG 陽性者的BMI[（21.89±2.79） kg/m2]低于陰性者[（24.01±3.26 ） kg/m2]，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（t=?5.15，P<0.001）。BAT 攝取18F-FDG 陽性者檢查當(dāng)日的氣溫[（7.5±6.5 ）℃]低于陰性者[（16.5±11.9）℃]，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（t=?8.97，P<0.001）。31 名BAT 攝取18F-FDG 陽性者按檢查月份1～12 月的人數(shù)分布依次為5、4、2、2、1、0、0、0、0、4、6、7 名，多分布于冬、春季節(jié)。

2.3 BAT 代謝活性的影響因素

31 名BAT 攝 取18F-FDG 陽 性 者 的SUVmax為7.49±3.62（2.82～17.60）、SUVmean為2.92±1.53（0.91～6.47），將SUVmax和SUVmean分別與性別、年齡、BMI、檢查當(dāng)日平均氣溫及攝取部位BAT 數(shù)量進行相關(guān)性分析，由表1 可知，SUVmax和SUVmean均與攝取部位數(shù)量呈正相關(guān)（均P<0.001）；與年齡和BMI 呈負相關(guān)（均P<0.05）；與性別及檢查當(dāng)日平均氣溫?zé)o明顯相關(guān)性（均P>0.05）。

表1 31 名棕色脂肪組織攝取18F-FDG 陽性者PET/MRI 顯像的SUVmax 和SUVmean 與各因素的相關(guān)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

3 討論

PET/MRI 作為一種新型多模態(tài)顯像技術(shù)，具有空間分辨率和組織對比度高的優(yōu)點，但是其更亦受運動偽影或磁敏感偽影的干擾，了解BAT 的活動規(guī)律和分布，熟悉BAT 攝取顯像劑的PET/MRI影像學(xué)表現(xiàn)，有助于PET/MRI 診斷醫(yī)師及時作出準確判斷。

BAT 的攝取存在季節(jié)規(guī)律，寒冷的季節(jié)多發(fā)[8]。本研究結(jié)果顯示，90.3%（28/31）的BAT攝取發(fā)生于寒冷的季節(jié)，且BAT 攝取18F-FDG 陽性者檢查當(dāng)日的平均氣溫明顯低于BAT 攝取陰性者，與文獻報道一致。寒冷是BAT 的重要激活因素[9]，寒冷刺激時受檢者的BAT 顯影率達70%～100%[2,10]。寒冷刺激主要通過交感神經(jīng)系統(tǒng)和瞬時受體電位通道介導(dǎo)，BAT 細胞表面含豐富的β3受體，受到寒冷刺激時，去甲腎上腺素與甲狀腺素協(xié)同上調(diào)解偶聯(lián)蛋白（uncoupling protein, UCP）1 的基因表達，增加適應(yīng)性產(chǎn)熱從而維持體溫。BAT 在嬰兒體內(nèi)的含量最高，占其體重的1%～5%，隨年齡增長逐漸下降，成人經(jīng)寒冷刺激后檢測到可攝取18F-FDG 的BAT 含量僅幾毫升至數(shù)百毫升不等[11]。在本研究中，BAT 攝取18F-FDG 陽性者較BAT 攝取陰性者更偏年輕化。國內(nèi)外研究結(jié)果顯示，BAT 攝取18F-FDG陽性在女性中的發(fā)生率高于男性[6-7]，因雌激素及孕激素可通過上調(diào)UCP1 基因轉(zhuǎn)錄增加BAT 的代謝活性，而睪酮可抑制UCP1 基因的轉(zhuǎn)錄。在本研究中，女性BAT 攝取18F-FDG 的陽性率高于男性，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義，這可能與樣本的構(gòu)成有關(guān)。本研究結(jié)果顯示，BMI 較低者更易出現(xiàn)BAT 攝取?；钴S的BAT 和肥胖之間的負相關(guān)意味著BAT 在調(diào)節(jié)能量消耗方面發(fā)揮著重要作用，Crandall 等[12]發(fā)現(xiàn)，活躍的BAT 與BMI 呈負相關(guān)，偏瘦者的BAT 活性更強?；诖耍肂AT 調(diào)節(jié)能量消耗有望成為人類對抗肥胖和治療代謝性疾病的有效靶點[13]。

Fraum 等[14]發(fā) 現(xiàn)，18F-FDG PET/MRI 檢 查 中BAT 攝取的最大瘦體重校正標準化攝取值變化范圍較大，為2.5～17.8；在本研究中，18F-FDG PET/MRI 檢測到BAT 攝取的SUVmax范圍為2.82～17.60，與文獻報道基本一致。我們還發(fā)現(xiàn)，SUVmax和SUVmean均與攝取部位BAT 數(shù)量呈正相關(guān)，與年齡、BMI 呈負相關(guān)，與性別及檢查當(dāng)日平均氣溫?zé)o明顯相關(guān)性。即BAT 顯影的部位數(shù)量越多，激活范圍越大，代謝程度越強。BAT 的代謝活性隨年齡增長而降低，具體機制尚不明確，可能與交感神經(jīng)系統(tǒng)及甲狀腺軸的活性有關(guān)。我們還發(fā)現(xiàn)，檢查當(dāng)日的平均氣溫與BAT 活性無明顯相關(guān)性，但具體機制尚不明確，可能是遇到寒冷刺激時，BAT 一經(jīng)激活即呈整體動員趨勢，其代謝活性不會隨溫度降低而增加。Fischer 等[15]報道，在亞低溫環(huán)境中，UCP1 基因輕度激活小鼠的BAT 對葡萄糖的攝取增加，而持續(xù)低溫暴露后則檢測到較少的葡萄糖攝取，這可能是由于持續(xù)低溫暴露后，BAT 對脂肪酸的處理能力增強，而對葡萄糖攝取相對減少造成的，尚需后期前瞻性研究證實。

基于BAT 的代謝特點，可在檢查前采取一定的干預(yù)措施抑制BAT 的活性，減少甚至消除其對影像診斷的干擾。如何減少PET/MRI 顯像中BAT對顯像劑的攝取目前尚無統(tǒng)一標準，一般參考歐洲核醫(yī)學(xué)協(xié)會制訂的PET/CT 腫瘤顯像程序指南[16]，在注射18F-FDG 前30～60 min 至檢查過程中為受檢者保溫可有效減少BAT 對18F-FDG 的攝取，Crandall等[12]研制的抑制交感神經(jīng)活性的藥物也可抑制BAT 的活性。

綜上所述，在PET/MRI 檢查中，年輕、偏瘦的受檢者較易出現(xiàn)BAT 攝取，且大多發(fā)生在寒冷季節(jié)。在PET/MRI 影像診斷過程中，結(jié)合BAT 攝取的影像學(xué)表現(xiàn)、發(fā)生規(guī)律和代謝特點，可對BAT 及時作出準確判斷。

利益沖突 所有作者聲明無利益沖突

作者貢獻聲明 惠金子負責(zé)研究的設(shè)計和實施、論文的撰寫；李云波、施笑蕊負責(zé)圖像數(shù)據(jù)的采集和處理；袁夢暉、魏龍曉負責(zé)論文知識性內(nèi)容的審閱；許建林、施常備負責(zé)論文的指導(dǎo)與審閱