棕色脂肪MRI定量研究現(xiàn)狀及進(jìn)展

邵書盈，趙建

棕色脂肪組織(br own adipose t issue，BAT)第一次被提出是在15世紀(jì)60年代，瑞士科學(xué)家Konr ad von Gessner認(rèn)為棕色脂肪是介于肌肉和脂肪的一種組織[1]。1966年，Aher ne等[2]首次發(fā)現(xiàn)人類嬰兒肩胛間區(qū)、腋下和頸部的棕色脂肪團(tuán)塊，并證實(shí)BAT不是白色脂肪組織(whit e adipose t issue，WAT)發(fā)育中的一個(gè)階段，而是產(chǎn)生熱量的成熟特殊組織。既往認(rèn)為BAT隨著年齡的增長(zhǎng)而消退，并在一個(gè)人成年時(shí)完全消失。2009年通過(guò)葡萄糖類似物18F-脫氧葡萄糖(f l uor odeoxygl ucose，F(xiàn)DG)作為示蹤劑進(jìn)行正電子發(fā)射和計(jì)算機(jī)斷層掃描(positr on emission and computed t omogr aphy，PET-CT)證實(shí)了成年人頸部、鎖骨上部和脊柱旁存在大量代謝活躍的BAT[3]。本文著重介紹BAT的生理功能及MRI評(píng)估BAT的各種信號(hào)對(duì)比和潛在機(jī)制，綜述水脂分離技術(shù)、PET-MRI、磁共振波譜、血氧水平依賴性MRI、動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)MRI、擴(kuò)散加權(quán)成像、超極化MRI、分子間零量子相干等這些無(wú)創(chuàng)定量BAT的磁共振方法的研究進(jìn)展。

1 BAT的生理功能

BAT幾乎存在所有哺乳動(dòng)物體內(nèi)，在新生兒、幼小哺乳動(dòng)物相對(duì)較多，對(duì)體溫及能量平衡有重要作用。主要分布于肩胛間、頸部、腋下、腎臟周圍、脊柱等區(qū)域，部分WAT中可有少量分布[4]。解偶聯(lián)蛋白1(uncoupl ing prot ein1，UCP1)特異性表達(dá)于BAT，被稱為BAT產(chǎn)熱活性的生物學(xué)標(biāo)志物[5]。當(dāng)休息狀態(tài)時(shí)，UCP1處于抑制狀態(tài)，而外界因素發(fā)生變化時(shí)可促進(jìn)UCP1表達(dá)，UCP1可使H+回流入線粒體內(nèi)膜，消除質(zhì)子梯度而與ADP發(fā)生解偶聯(lián)，使能量以熱能形式釋放[6]。研究表明冷暴露或運(yùn)動(dòng)均可激活BAT。當(dāng)人體受到寒冷刺激時(shí)，BAT通過(guò)下丘腦激活交感神經(jīng)系統(tǒng)，釋放去甲腎上腺素作用于β3-腎上腺素受體，依賴于環(huán)磷酸腺苷的信號(hào)通路被激活，誘導(dǎo)棕色脂肪細(xì)胞UCPl蛋白表達(dá)，促使儲(chǔ)存的甘油三酯發(fā)生脂解作用釋放游離脂肪酸并增加產(chǎn)熱[7]。運(yùn)動(dòng)可通過(guò)增加線粒體活性加速葡萄糖和脂肪酸的消耗，減少WAT并改善代謝狀況[8]。去甲腎上腺素輸注，胰島素、嚙齒類動(dòng)物研究中麻黃堿或者飲食中的甲基黃嘌呤(例如咖啡因)等也可增加BAT活性[9]。

2 MRI檢測(cè)BAT的優(yōu)勢(shì)

傳統(tǒng)非侵入性檢測(cè)BAT活性的標(biāo)準(zhǔn)是PET-CT[10]，但其局限性很明顯。首先這種方法涉及靜脈注射放射性示蹤劑以及CT檢查導(dǎo)致放射性暴露，限制健康人群及兒童的廣泛應(yīng)用。同時(shí)為了獲得BAT在激活狀態(tài)下FDG的攝取，檢查者必須經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的冷暴露，準(zhǔn)備時(shí)間過(guò)長(zhǎng)且不舒服。由于個(gè)體差異例如肥胖程度等導(dǎo)致耐受冷暴露的能力不同以及是否制定個(gè)性化顫栗閾值的降溫程序，對(duì)探測(cè)BAT的體積及活性可重復(fù)結(jié)果影響很大[11]。而MRI有優(yōu)秀的組織對(duì)比度和空間分辨率，利用目標(biāo)組織的化學(xué)組成和微觀結(jié)構(gòu)的直接影響可以檢測(cè)到核自旋的頻率、擴(kuò)散和弛豫特性等，不需提前冷暴露準(zhǔn)備，也無(wú)電離輻射的擔(dān)憂，可以安全地用于所有年齡段的人類受試者的縱向研究中，了解BAT在整個(gè)生命過(guò)程中是如何進(jìn)化的。同時(shí)BAT和WAT在組織學(xué)上的內(nèi)在差異可以為MRI定量分析提供不同的信號(hào)對(duì)比。WAT通常是大的單房空泡樣脂肪滴細(xì)胞，而B(niǎo)AT是較小的多房不規(guī)則的脂肪滴細(xì)胞，相比于WAT，BAT的細(xì)胞質(zhì)數(shù)目多，小動(dòng)脈和小靜脈口徑較大，毛細(xì)血管細(xì)胞及交感神經(jīng)纖維末梢更密集，導(dǎo)致更多的血液灌注、耗氧量及代謝活性[12]。

3 定量檢測(cè)BAT的MRI序列及其基本應(yīng)用原理

3.1 水脂分離技術(shù)

水分子中氫質(zhì)子的化學(xué)鍵為O-H鍵，而脂肪分子中質(zhì)子的化學(xué)鍵為C-H鍵，造成水分子中的氫質(zhì)子的進(jìn)動(dòng)頻率始終比脂肪分子稍快，射頻脈沖關(guān)閉后，水質(zhì)子相位超前于脂肪質(zhì)子，當(dāng)其相位相差180°時(shí)可采集檢測(cè)水和脂肪組織信號(hào)相減的差值，獲得反相位圖像，當(dāng)其相位相差360°時(shí)可采集檢測(cè)水和脂肪組織信號(hào)相加的和，獲得同相位圖像。水脂分離技術(shù)是1984年Dixon利用同向位像和反相位像，單獨(dú)產(chǎn)生純水或者純脂肪信號(hào)的圖像的技術(shù)。常用的技術(shù)包括2點(diǎn)Dixon法[13-15]、mDixon(modif ied Dixon)[12,16]、最小二乘法估計(jì)和不對(duì)稱回波迭代分解的水脂分離技術(shù)(it er at ive decomposit ion of water and f at wit h echo asymmet ry and l east-squares estimation，IDEAL)[17-19]。2點(diǎn)Dixon法是指在一次掃描中可同時(shí)采集同相位和反相位兩幅圖像，利用后處理分離出水和脂肪信號(hào)，主要缺點(diǎn)是當(dāng)磁場(chǎng)B0不均勻或有顯著磁化率效應(yīng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生相位誤差，導(dǎo)致不純的水相和脂肪相。IDEAL技術(shù)是一種三點(diǎn)Dixon法，不僅可以解決磁場(chǎng)不均勻性的系統(tǒng)缺陷、消除T1弛豫偏差以及校正T2*，還能同時(shí)生成脂肪相、水相、同相位、反相位、脂肪分?jǐn)?shù)(f at f ract ion，F(xiàn)F)及T2*，可分辨0～100%的脂肪含量[17]。mDixon技術(shù)是基于傳統(tǒng)兩點(diǎn)Dixon水脂成像的六回波重建的改良方法，類似于IDEAL方法[16]。其中FF和T2*、R2*是應(yīng)用水脂分離技術(shù)定量BAT主要的指標(biāo)。

FF為脂肪信號(hào)強(qiáng)度(F)與水(W)和脂肪信號(hào)強(qiáng)度的總和之比，即FF=F/(F+W)。棕色脂肪細(xì)胞含有比白色脂肪細(xì)胞更多的水和更少的甘油三酯含量。在小鼠模型[17-18]和健康人類[13,15]研究中均發(fā)現(xiàn)BAT的FF比WAT低。Lundst r?m等[20]通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間冷刺激后加熱發(fā)現(xiàn)成人頸部及鎖骨上BAT的FF持續(xù)降低，表明導(dǎo)致BAT-FF降低的主要原因是脂質(zhì)消耗，而不是血流灌注。Jones等[21]的研究基于Dixon MRI發(fā)現(xiàn)該技術(shù)在某些情況下可有效區(qū)分BAT和WAT，但無(wú)法確定成人體內(nèi)BAT和WAT的FF的標(biāo)準(zhǔn)閾值。

T2*表示橫向磁化強(qiáng)度的衰減的弛豫時(shí)間，是由自旋-自旋弛豫和局部磁場(chǎng)的不均勻性共同引起的[12]，其中R2*=1/T2*。線粒體內(nèi)膜上鐵的存在以及水-脂肪界面產(chǎn)生的磁化率梯度都造成信號(hào)快速衰減，導(dǎo)致BAT通常具有比WAT更低的T2*值[22]。Deng等[23]認(rèn)為T2*弛豫時(shí)間可能隨著耗氧量或血液灌注比例變化而改變。耗氧量增加導(dǎo)致血液中的脫氧血紅蛋白水平升高，導(dǎo)致T2*降低。但血流會(huì)帶來(lái)更多的氧合血紅蛋白，導(dǎo)致局部脫氧血紅蛋白減少，從而導(dǎo)致T2*升高。當(dāng)較高的耗氧量超過(guò)血液供氧量時(shí)，T2*將減少，反之當(dāng)較高的血液供氧量超過(guò)耗氧量時(shí)，T2*將增加。Deng等[23]研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)個(gè)體化顫栗性產(chǎn)熱的降溫處理的15名受試者，其BAT的R2*值既有降低，也有升高，R2*變化的不確定性可能是由于BAT的生熱過(guò)程中局部組織溫度變化所致。目前研究BAT的T2*尚無(wú)標(biāo)準(zhǔn)閾值[12]。

3.2 PET/MRI

PET/MRI作為能夠?qū)AT進(jìn)行形態(tài)和功能評(píng)估的工具之一，可通過(guò)18F-FDG PET顯示代謝活躍的脂肪組織，通常是使用Dixon水脂分離技術(shù)。Fr anz等[14]在一群多次接受PET/MRI檢查而且鎖骨上發(fā)現(xiàn)有代謝活性的BAT(PET陽(yáng)性)的腫瘤兒童中發(fā)現(xiàn)他們體內(nèi)SUV的平均值波動(dòng)很大，中位數(shù)變化為91%，而體內(nèi)FF的變化很小，中位變化僅為5%，這表明FF值可能與脂肪組織的成分有關(guān)，而與當(dāng)前的代謝活性狀態(tài)無(wú)關(guān)，無(wú)論BAT代謝狀態(tài)是否活躍，F(xiàn)F均保持相對(duì)穩(wěn)定，所以當(dāng)檢查者BAT的代謝不活躍而無(wú)法在PET圖像上檢測(cè)到時(shí)，可以使用FF來(lái)分析。Hol st il a等[12]發(fā)現(xiàn)與皮下WAT相比，健康成人鎖骨上BAT的FF和T2*值明顯降低，F(xiàn)F和T2*值在冷暴露和熱中性溫度下與18F-FDG PET測(cè)量的葡萄糖攝入量呈反比，但寒冷暴露沒(méi)有明顯影響FF和T2*值，MRI測(cè)量值與BAT活性無(wú)關(guān)。

3.3 磁共振波譜

磁共振波譜(magnet ic r esonance spect r oscopy，MRS)是利用磁共振現(xiàn)象和化學(xué)位移作用對(duì)特定原子核及其化合物進(jìn)性分析的無(wú)損傷性方法，用以研究活體組織器官代謝和生化變化以及化合物定量分析。理論上甘油三酸酯模型可通過(guò)雙鍵數(shù)和亞甲基斷裂雙鍵數(shù)代表脂肪。光譜學(xué)可以利用甘油三酯化學(xué)結(jié)構(gòu)的知識(shí)來(lái)確定甘油三酯的類型。每個(gè)共振峰代表一個(gè)特異的質(zhì)子，每個(gè)峰的相對(duì)面積可通過(guò)加入甘油三酯分子中氫原子核的數(shù)目及其相關(guān)鍵類型來(lái)確定[24]。在離體實(shí)驗(yàn)中，Hamil t on等[24]通過(guò)MRS檢查發(fā)現(xiàn)小鼠棕色和白色脂肪組織之間的3個(gè)關(guān)鍵的物理特性：脂肪分?jǐn)?shù)、水的T1弛豫率和脂質(zhì)飽和度，并且它們的差異均基于內(nèi)源性生化和組織學(xué)特征。無(wú)論組織的激活狀態(tài)如何，這些差異在BAT中均可觀察到。同時(shí)由于存在的甘油三酸酯類型不同，發(fā)現(xiàn)峰面積不同，研究發(fā)現(xiàn)WAT具有比BAT高的雙鍵數(shù)和亞甲基斷裂雙鍵數(shù)，表明WAT具有更大比例的不飽和甘油三酸酯。Raiko等[25]通過(guò)對(duì)25名健康志愿者的1H-MRS測(cè)量結(jié)果發(fā)現(xiàn)鎖骨上BAT的甘油三酸酯含量較皮下WAT明顯減低，推測(cè)鎖骨上脂肪沉積物中的甘油三酸酯可能是全身胰島素敏感性的獨(dú)立標(biāo)志物，與BAT代謝活化無(wú)關(guān)。

3.4 血氧水平依賴性MRI

血氧水平依賴性(bl ood oxygen l evel dependent，BOLD)MRI是基于血液氧合水平的功能磁共振成像技術(shù)，常用于腦功能的測(cè)定[26]。其信號(hào)強(qiáng)度主要取決于血液中氧合血紅蛋白和脫氧血紅蛋白的比例。

Chen等[13]利用水循環(huán)背心將健康成人暴露于冷刺激下60 min發(fā)現(xiàn)BOLD MRI可連續(xù)監(jiān)測(cè)BAT活性變化，同時(shí)BAT中的BOLD信號(hào)增加了(10.7 ±1.8 )%，其信號(hào)變化程度明顯大于腦功能磁共振成像。BAT中的高BOLD信號(hào)變化可能是由于BAT激活造成的高代謝需求狀態(tài)需要更多的血流動(dòng)力學(xué)來(lái)滿足。還有一些研究不僅僅局限于BAT本身，而延伸到其他心臟及神經(jīng)系統(tǒng)等。Panagia等[27]發(fā)現(xiàn)使用BOLD MRI來(lái)探測(cè)心力衰竭對(duì)BAT形態(tài)和功能的影響，心力衰竭導(dǎo)致BAT的慢性激活，同時(shí)BAT體積減少，可能與急性生理刺激的反應(yīng)能力明顯下降有關(guān)。Muzik等[28]發(fā)現(xiàn)在人類中觀察到的冷暴露BAT量的可變性可能在一定程度上與感覺(jué)間的大腦皮層區(qū)域?qū)ζつw溫度變化的不同敏感度有關(guān)。

3.5 動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)MRI

動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)MRI(dynamic contr ast enhanced MRI，DCE-MRI)是一種T1加權(quán)成像技術(shù)，可通過(guò)獲取靜脈注射對(duì)比劑(釓螯合物Gd-DTPA或超順磁性氧化鐵納米顆粒SPIO)之前、之中、之后的連續(xù)多期的高分辨率的圖像，通過(guò)計(jì)算機(jī)處理評(píng)估組織的血流情況，獲得組織微循環(huán)功能的各種參數(shù)。例如容量轉(zhuǎn)移常數(shù)(vol ume t r ansf er constant，Ktrans)、速率常數(shù)(flux rate constant，Kep)、血管外細(xì)胞外間隙容積分?jǐn)?shù)(volume f r act ion of ext r avascul ar ext r a vascul ar space，Ve)等。Ktrans是從血漿到組織間隙的體積轉(zhuǎn)移常數(shù)的量度，代表對(duì)比劑的攝取。Kep是從組織間隙返回血漿的轉(zhuǎn)移常數(shù)，代表對(duì)比劑廓清。計(jì)算公式為Kep=Ktrans/Ve。Ktrans反映的是組織內(nèi)毛細(xì)血管通透性及血漿流量共同作用的結(jié)果，Ktrans值越高則表示組織的血漿流量和組織血管滲透性越高。

Jung等[29]在冷暴露后小鼠的BAT中檢測(cè)到鑲嵌于富含甘油三酸酯的脂蛋白的Fe標(biāo)記的SPIO攝取明顯增高，可以提供有關(guān)BAT在脂蛋白代謝中的信息。Yal igar等[30]發(fā)現(xiàn)冷暴露和β3-腎上腺素能激動(dòng)劑均使小鼠肩胛間區(qū)BAT的Ktrans顯著增加。Ktrans的增加是由于激活過(guò)程中BAT的血流灌注增加，對(duì)比劑攝取增加。與BAT相比，WAT中的對(duì)比劑攝取量非常小。

3.6 擴(kuò)散加權(quán)成像

擴(kuò)散加權(quán)成像(dif f usio n weight ed imaging，DWI)是一種MR成像技術(shù)，廣泛應(yīng)用于腫瘤學(xué)和神經(jīng)影像學(xué)領(lǐng)域，依賴于水分子在不同組織中的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)能力不同來(lái)檢測(cè)組織的微觀結(jié)構(gòu)。ADC是量化DWI的參數(shù)，表示不同方向的分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的速度和范圍，目前在脂肪評(píng)估應(yīng)用較少。由于水分子不能通過(guò)線粒體內(nèi)膜，因此線粒體內(nèi)外的水分子擴(kuò)散受到很大限制，受限的水分子形成較小的ADC，同樣由于脂質(zhì)被限制在BAT中較小的脂質(zhì)液滴中，因此脂質(zhì)分子在BAT中的擴(kuò)散也受到更大的限制。擴(kuò)散加權(quán)MRI中，與WAT相比，BAT中可以測(cè)量到更小的脂肪ADC[22]。Deng等[31]利用DW-BLADE序列發(fā)現(xiàn)相比于正常兒童，肥胖兒童的BAT所含的脂肪細(xì)胞比例和體積更大，導(dǎo)致細(xì)胞外空間減少，降低組織的水分流動(dòng)性，從而導(dǎo)致擴(kuò)散系數(shù)低，ADC略低。

3.7 超極化MRI

超極化MRI是指利用傳統(tǒng)MRI檢測(cè)注射入生物體內(nèi)可自旋極化的超極化生物探針大幅度提高M(jìn)RI信號(hào)的技術(shù)，是研究BAT的新方法，有助于鑒定和表達(dá)BAT的代謝活性。常用原子核為13C和129氙(129Xe)。

Riis-Vest ergaard等[32]通過(guò)[1-13C]丙酮酸MRI發(fā)現(xiàn)與熱中性條件相比，冷暴露的小鼠肩胛間區(qū)BAT丙酮酸代謝增加了5.5 倍，這與通過(guò)PET/MRI測(cè)量的FDG攝取的5倍增加非常吻合，說(shuō)明超極化MRI可檢測(cè)到BAT活性，可能是用于促進(jìn)人體BAT激活的有希望的無(wú)輻射工具。

超極化129氙氣MRI通過(guò)自旋交換光學(xué)泵浦的過(guò)程對(duì)氣體進(jìn)行預(yù)先超極化，超極化之后，受試者或動(dòng)物吸入的氣體從肺腔擴(kuò)散到肺實(shí)質(zhì)和血液。隨后溶解的氣體被輸送到遠(yuǎn)端器官，按組織灌注率和組織血液分配系數(shù)成比例累積。隨著氙氣擴(kuò)散到不同的組織間隙中，其化學(xué)位移發(fā)生變化，從而可以區(qū)分溶解在血液中的氙氣和溶解在組織或脂質(zhì)中的氙氣[33-34]。Br anca等[33]利用氙的親脂性質(zhì)檢測(cè)BAT溫度變化(＜1°C)和刺激后激活的BAT對(duì)氙氣的吸收增強(qiáng)15倍以上來(lái)區(qū)分該BAT與周圍組織。Antonacci等[34]通過(guò)超極化氙氣使用磁共振測(cè)溫法發(fā)現(xiàn)腎上腺素刺激后UCP1基因敲除小鼠肩胛間區(qū)BAT溫度比直腸溫度升高更快，證明了UCP1敲處小鼠的肩胛間區(qū)BAT中可能存在獨(dú)立于UCP1的非顫栗產(chǎn)熱機(jī)制。

3.8 分子間零量子相干

分子間零量子相干(int er mol ecul ar zer o-quant um coher ence，i ZQC)是一種高分辨率的核磁共振譜，可以在細(xì)胞水平上探測(cè)脂肪和水自旋之間的空間相關(guān)性，從而克服檢測(cè)WAT和BAT混合物或位于內(nèi)臟器官周圍的BAT時(shí)出現(xiàn)測(cè)量脂肪分?jǐn)?shù)的誤差。該方法可以在約100μm的距離處檢測(cè)水和脂肪自旋之間的分子間零量子相干躍遷，Br anca等[35]研究發(fā)現(xiàn)在小鼠肩胛間區(qū)BAT的i ZQC光譜中檢測(cè)到亞甲基水峰，該峰在WAT和肌肉組織的光譜中完全不存在，可以視為BAT組織的標(biāo)記。

4 臨床意義

4.1 肥胖

肥胖是指體內(nèi)脂肪堆積過(guò)多、體質(zhì)量增加，與高糖尿、血脂異常、高血壓等代謝性疾病，甚至結(jié)腸癌、胰腺癌等密切相關(guān)。MRI技術(shù)FF、T2*均可顯示BAT在調(diào)節(jié)體內(nèi)脂肪儲(chǔ)存中的重要作用。

Hu等[17]通過(guò)比較體質(zhì)量較瘦小鼠和ob/ob小鼠(瘦素激素不足導(dǎo)致肥胖)之間的BAT的FF差異，發(fā)現(xiàn)ob/ob小鼠的FF更大，同時(shí)每組中BAT的FF值始終低于WAT，差異在瘦小鼠中更明顯，提示瘦小鼠對(duì)BAT生熱的需求增加，ob/ob小鼠出現(xiàn)瘦素激素缺乏和BAT代謝活性降低。在嬰兒和兒童中，Hu等[16]發(fā)現(xiàn)嬰兒的鎖骨上BAT的FF低于兒童，體質(zhì)量指數(shù)偏小的兒童的BAT的FF低于超重兒童，推測(cè)是BAT數(shù)量和代謝活性在嬰兒和瘦弱兒童多，與體質(zhì)量指數(shù)呈反比。Deng等[31]在9～15歲的兒童中發(fā)現(xiàn)BAT的T2*值，正常體質(zhì)量者為(12.5 ±4.0 )ms，肥胖者為(15.6 ±4.9 )ms。Hui等[36]發(fā)現(xiàn)在青少年中正常體質(zhì)量的BAT T2*[(13.7 ±2.5 )ms]與肥胖組[(17.0 ±4.4)ms]相比較低。

4.2 骨質(zhì)疏松癥

骨質(zhì)疏松癥是指以骨量減少，骨小梁稀疏、斷裂導(dǎo)致骨的脆性增高及骨折危險(xiǎn)性增加的一種全身性骨病，已經(jīng)成為影響老年人生活質(zhì)量甚至死亡的常見(jiàn)原因，據(jù)報(bào)道，我國(guó)每14人中就有1人患有骨質(zhì)疏松癥[37]。越來(lái)越多的證據(jù)表明BAT與骨合成代謝之間存在聯(lián)系。Seal e等[38]通過(guò)譜系追蹤的方法證實(shí)棕色脂肪細(xì)胞和白色脂肪細(xì)胞不是來(lái)源于同一個(gè)祖細(xì)胞，經(jīng)典棕色脂肪從祖細(xì)胞發(fā)育開(kāi)始，在某一時(shí)間點(diǎn)會(huì)表達(dá)肌源性標(biāo)記基因Myf 5，而白色脂肪不表達(dá)相關(guān)基因。目前BAT與骨聯(lián)系的研究大多通過(guò)PET/CT來(lái)進(jìn)行，Lee等[39]研究表明健康女性體內(nèi)BAT量與骨密度呈正相關(guān)。Ponr art ana等[40]在兒童和青少年中BAT的體積與骨量和股骨的橫截面大小正相關(guān)，Ander sson等[19]對(duì)7歲兒童進(jìn)行MRI檢查發(fā)現(xiàn)頸部-鎖骨上-腋窩BAT的FF與大腿肌肉體積呈負(fù)相關(guān)。這些研究結(jié)果提示BAT活性與骨代謝是正性相關(guān)的。雖然MRI上目前很少有相關(guān)報(bào)道，但利用MRI探究BAT與骨量的關(guān)系是一種防治骨質(zhì)疏松的新途徑。

5 目前研究方法及技術(shù)的局限性及展望

目前水脂分離技術(shù)的FF值已經(jīng)成為最常于表達(dá)BAT的指標(biāo)，但不能準(zhǔn)確檢測(cè)脂質(zhì)含量。即使在MRI體素的亞毫米空間分辨率下，僅靠FF值也不能區(qū)分純棕色脂肪細(xì)胞和白色與棕色脂肪的混合物，脂肪滲入器官和骨骼肌的情況也會(huì)影響FF值。而基于水和脂肪自旋之間的i ZQC可克服該限制，但臨床掃描儀的低信噪比限制了其在人體上的應(yīng)用，目前僅用于高場(chǎng)強(qiáng)7.0 T、9.4 T的動(dòng)物研究中。MRS定量脂肪準(zhǔn)確性很高，但由于對(duì)磁場(chǎng)均勻度要求高，采集需要使用長(zhǎng)重復(fù)時(shí)間降低T1加權(quán)效應(yīng)和多重回波時(shí)間來(lái)校正T2加權(quán)效應(yīng)，技術(shù)穩(wěn)定性差，影響了測(cè)量準(zhǔn)確性。PET-MRI是目前BAT的理想功能成像，但PET本身分辨率不高，無(wú)法對(duì)廣泛分布在全身的BAT微小區(qū)域進(jìn)行更好地評(píng)估。BAT的成像是具有挑戰(zhàn)性的，BAT的形態(tài)和活性取決于一系列的環(huán)境(例如溫度)和激素條件，未來(lái)的成像研究設(shè)計(jì)應(yīng)該更加注意這些因素。BAT易受到呼吸運(yùn)動(dòng)及動(dòng)脈搏動(dòng)的影響，引起的組織移位和主磁場(chǎng)的波動(dòng)，會(huì)明顯影響DWI、T2*等圖像，也需要進(jìn)一步解決。

綜上所述，MRI作為評(píng)估BAT的工具之一，具有高組織分辨率、低電離輻射、可多參數(shù)表征脂肪的特點(diǎn)。水脂分離技術(shù)、MRS、PET-MRI這些是研究BAT功能的常用技術(shù)，而B(niǎo)OLD、DEC-MR是目前被認(rèn)為可探測(cè)BAT活性的技術(shù)，DWI、超極化MRI、i ZQC是進(jìn)一步研究的有趣的途徑，F(xiàn)F、T2*及R2*都是用于測(cè)量BAT的穩(wěn)健參數(shù)，使得MRI可以用于BAT的識(shí)別和量化。

作者利益沖突聲明：全體作者均聲明無(wú)利益沖突。