Cercetarea oaselor

Acest articol face parte din subiectul de cercetare

Funcții endocrine noi ale grăsimii măduvei osoase Vezi toate cele 7 articole

Editat de

Xijie Yu

Laboratorul de endocrinologie și metabolism, Spitalul West China al Universității Sichuan, China

Revizuite de
Guanwu Li

Spitalul de medicină tradițională chineză și occidentală Yueyang, Universitatea de Medicină tradițională chineză din Shanghai, China

Janet M. Hock

Școala de Medicină Dentară, Universitatea Tufts, Statele Unite

Guojing Luo

Universitatea Sichuan, China

Afilierile editorului și ale recenzenților sunt cele mai recente oferite în profilurile lor de cercetare Loop și este posibil să nu reflecte situația lor în momentul examinării.

asociații

  • Descărcați articolul
    • Descărcați PDF
    • ReadCube
    • EPUB
    • XML (NLM)
    • Suplimentar
      Material
  • Citarea exportului
    • Notă finală
    • Manager de referință
    • Fișier TEXT simplu
    • BibTex
DISTRIBUIE PE

Cercetare originală ARTICOL

  • 1 Departamentul de Neuroradiologie Diagnostică și Intervențională, Klinikum rechts der Isar, Technische Universität München, München, Germania
  • 2 TUM-Neuroimaging Center, Clinica de drept Isar, Universitatea Tehnică din München, München, Germania
  • 3 Departamentul de Radiologie Diagnostică și Intervențională, Klinikum rechts der Isar, Technische Universität München, München, Germania

Scop: Metodele avansate de imagistică prin rezonanță magnetică (RMN) permit cuantificarea neinvazivă a grăsimii corporale situate în diferite compartimente. La nivelul coloanei vertebrale lombare, musculatura paraspinală este compartimentul strâns și funcțional strâns legat de coloana vertebrală, iar conținutul de grăsime a măduvei osoase vertebrale (BMF) și conținutul de grăsime a musculaturii paraspinale s-au dovedit în mod independent modificate în diferite boli metabolice și degenerative. . Cu toate acestea, în ciuda relațiilor strânse, corelațiile potențiale dintre compozițiile de grăsime ale acestor compartimente rămân în mare parte neclare.

Materiale și metode: Treizeci și nouă de subiecți de sex feminin (38,5% femei în premenopauză, 29,9 ± 7,1 ani; 61,5% femei în postmenopauză, 63,2 ± 6,3 ani) au fost supuși RMN la 3T a coloanei lombare utilizând secvențe de ecou gradient prescrise axial și sagital pentru schimbarea chimică pe bază de codificare separare apă-grăsime. Mușchii erectorului spinei și corpurile vertebrale ale L1 - L5 au fost segmentate pentru a determina fracțiunea de grăsime a densității de protoni (PDFF) a compartimentelor paraspinale și măduvei osoase vertebrale. Corelațiile au fost calculate între PDFF a compartimentului mușchiului paraspinal și a măduvei osoase.

Rezultate: PDFF mediu al compartimentului mușchiului paraspinal și al măduvei osoase a fost semnificativ mai scăzut la femeile aflate în premenopauză în comparație cu femeile aflate în postmenopauză (11,6 ± 2,9% față de 24,6 ± 7,1% și 28,8 ± 8,3% față de 47,2 ± 8,5%; p 3, direcția de codificare a frecvenței = L/R, timpul de scanare = 1 min și 25 s. În ceea ce privește evaluarea măduvei osoase a corpurilor vertebrale, a fost dobândită o secvență de opt ecouri prescrisă sagital, cu următoarele ajustări ale secvenței: TR/TE/ΔTE = 11/1,4/1,1 ms, dimensiunea voxelului = 1,8 × 1,8 × 4,0 mm3, FOV = 220 × 220 × 80 mm3, direcția de codificare a frecvenței = A/P (pentru a minimiza artefactele de respirație), timpul de scanare = 1 min și 17 s. Ambele secvențe au dobândit ecourile într-un singur TR folosind gradienți de citire bipolari. Pentru a reduce efectele de prejudecată T1, s-a aplicat un unghi de rasturnare de 3 ° (28, 35).

Cuantificarea grăsimilor și segmentarea imaginii

În primul rând, datele RMN au fost procesate online folosind rutina furnizorului. Corecția de eroare de fază și o descompunere complexă a grăsimilor de apă, având în vedere un spectru de grăsime precalibrat cu șapte vârfuri și un singur T2 * au fost efectuate în contextul algoritmului mDIXON multi-ecou. Hărțile PDFF bazate pe imagini au fost apoi rezultatul definirii raportului semnalului de grăsime peste suma semnalelor de grăsime și apă.

În cadrul hărților PDFF ale fiecărui subiect, regiunile manuale de interes (ROI) au fost plasate cu grijă folosind MITK [[http://mitk.org/wiki/The_Medical_Imaging_Interaction_Toolkit_(MITK)]; Centrul German de Cercetare a Cancerului, Divizia de Informatică Medicală și Biologică, Set de instrumente pentru interacțiunea cu imagini medicale, Heidelberg, Germania). Acest lucru a fost realizat separat pentru următoarele șapte structuri: mușchiul erector spinal drept (ESR), mușchiul stâng erector spinal (ESL), corpurile vertebrale L1, L2, L3, L4 și L5. Segmentările au fost efectuate de un radiolog.

În ceea ce privește desenul ROI în ESR și ESL, imaginile derivate din secvența de șase ecouri prescrise axial au fost segmentate separat de la nivelul superior al plăcii finale L2 la nivelul inferior al plăcii finale L5, ROI fiind plasate la conturul muscular, evitând în același timp includerea a grăsimii subcutanate sau a interfeței mușchi-grăsime (Figura 1). În ceea ce privește definiția ROI în corpurile vertebrale, imaginile provenind din secvența prescrisă sagital au fost deschise pentru a plasa ROI în fiecare felie sagitală pentru L1 - L5 (Figura 2). Elementele posterioare și orice modificări sclerotice ale plăcilor finale au fost excluse.

figura 1. Amplasarea regiunii de interes (ROI) în compartimentul paraspinal. Segmentarea reprezentativă a mușchiului erector spinal stâng (ESL) și a mușchiului erector drept spinal (ESR) în harta fracțiunii de grăsime cu densitate de protoni (PDFF) a unei femei de 39 de ani.

Figura 2. Amplasarea regiunii de interes (ROI) în compartimentul măduvei osoase. Segmentarea reprezentativă a corpurilor vertebrale lombare 1-5 (L1 - L5) în harta fracției de grăsime cu densitate de protoni (PDFF) a unei femei de 25 de ani.

Ulterior plasărilor ROI, PDFF-urile au fost extrase prin media valorilor derivate din ROI-urile unice plasate în feliile consecutive. Mai mult, PDFF-urile ESR și ESL au fost calculate pentru a obține o valoare PDFF pentru fiecare subiect în ceea ce privește compartimentul muscular paraspinal. În mod similar, PDFF-urile vertebrale ale L1/L2, L2/L3, L3/L4, L4/L5 și L1 - L5 au fost, de asemenea, mediate, rezultând măsurători PDFF lombare specifice segmentului și totale pentru compartimentele măduvei osoase per subiect.

Analize statistice

SPSS (versiunea 20.0; IBM SPSS Statistics pentru Windows, Armonk, NY, SUA) și GraphPad Prism (versiunea 6.04; GraphPad Software Inc., La Jolla, CA, SUA) au fost utilizate pentru analiza datelor statistice și generarea graficelor. Pentru toate testele statistice, nivelul de semnificație a fost stabilit la p 2, interval: 23,7-28,4 kg/m 2; femeile aflate în postmenopauză: 25,7 ± 4,2 kg/m 2, interval: 18,8-35,3 kg/m 2; p = 0,573).

Măsurători ale PDFF

PDFF mediu al mușchilor erector spinae a fost de 11,6 ± 2,9% (interval: 5,2-15,6%) la femeile aflate în premenopauză și de 24,6 ± 7,1% (interval: 16,5-43,7%) la femeile aflate în postmenopauzăp * estimarea ca instrument RMN pentru evaluarea osteoporozei. Eur Radiol. (2013) 23: 3432-9. doi: 10.1007/s00330-013-2950-7

39. Baum T, Rohrmeier A, Syvari J, Diefenbach MN, Franz D, Dieckmeyer M, și colab. Variația anatomică a modificărilor legate de vârstă în compoziția măduvei osoase vertebrale utilizând imagistica prin rezonanță magnetică bazată pe apă pe bază de codificare a schimbării chimice. Endocrinol frontal (Lausanne). (2018) 9: 141. doi: 10.3389/fendo.2018.00141

40. Griffith JF, Yeung DK, Ma HT, Leung JC, Kwok TC, Leung PC. Conținutul de grăsime din măduva osoasă la vârstnici: o inversare a diferenței de sex observată la subiecții mai tineri. J Magn Reson Imaging (2012) 36: 225-30. doi: 10.1002/jmri.23619

41. Ishijima H, Ishizaka H, ​​Horikoshi H, Sakurai M. Fracția de apă a măduvei osoase vertebrale lombare estimată din înregistrarea greșită a schimbării chimice la imagistica MR: variații normale cu vârsta și sexul. AJR Am J Roentgenol. (1996) 167: 355-8. doi: 10.2214/ajr.167.2.8686603

42. Kugel H, Jung C, Schulte O, Heindel W. Diferențe specifice vârstei și sexului în spectrul 1H al măduvei osoase vertebrale. J Magn Reson Imaging (2001) 13: 263-8. doi: 10.1002/1522-2586 (200102) 13: 2 3.0.CO; 2-M

43. Sanchez-Riera L, Wilson N, Kamalaraj N, Nolla JM, Kok C, Li Y și colab. Osteoporoză și fracturi de fragilitate. Best Practice Res Clin Rheumatol. (2010) 24: 793-810. doi: 10.1016/j.berh.2010.10.003

44. Compston JE, Flahive J, Hooven FH, Anderson FA Jr, Adachi JD, Boonen S și colab. Obezitatea, utilizarea sănătății și calitatea vieții legate de sănătate după fracturi la femeile aflate în postmenopauză: studiu longitudinal global al osteoporozei la femei (GLOW). Calcif Tissue Int. (2014) 94: 223-31. doi: 10.1007/s00223-013-9801-z

45. Syed FA, Oursler MJ, Hefferanm TE, Peterson JM, Riggs BL, Khosla S. Efectele terapiei cu estrogeni asupra adipocitelor măduvei osoase la femeile osteoporotice postmenopauzale. Osteoporos Int. (2008) 19: 1323-30. doi: 10.1007/s00198-008-0574-6

46. ​​Styner M, Thompson WR, Galior K, Uzer G, Wu X, Kadari S și colab. Acumularea de grăsimi din măduva osoasă accelerată de dieta bogată în grăsimi este suprimată de exerciții fizice. Os (2014) 64: 39-46. doi: 10.1016/j.bone.2014.03.044

47. Duque G, Li W, Adams M, Xu S, Phipps R. Efectele risedronatului asupra adipocitelor măduvei osoase la femeile aflate în postmenopauză. Osteoporos Int. (2011) 22: 1547-53. doi: 10.1007/s00198-010-1353-8

Cuvinte cheie: măduvă osoasă, imagistică bazată pe codificare pe bază de schimbare chimică, coloană lombară, grăsime musculară, musculatură paraspinală, fracțiune de grăsime cu densitate de protoni

Citat: Sollmann N, Dieckmeyer M, Schlaeger S, Rohrmeier A, Syvaeri J, Diefenbach MN, Weidlich D, Ruschke S, Klupp E, Franz D, Rummeny EJ, Zimmer C, Kirschke JS, Karampinos DC și Baum T (2018) Între compoziția măduvei osoase vertebrale lombare și compozițiile de grăsime musculară paraspinală - o investigație prin schimbare chimică, codare RMN bazată pe apă și grăsime. Față. Endocrinol. 9: 563. doi: 10.3389/fendo.2018.00563

Primit: 15 iunie 2018; Acceptat: 04 septembrie 2018;
Publicat: 28 septembrie 2018.

Xijie Yu, Spitalul West China al Universității Sichuan, China

Janet M. Hock, Universitatea Tufts, Statele Unite
Guojing Luo, Universitatea Sichuan, China
Guanwu Li, Universitatea de Medicină Tradițională Chineză din Shanghai, China