红外热成像用于检测棕色脂肪组织活性的变化

红外热成像能够估计实验动物和人类参与者的棕色脂肪组织活性，无论性别、年龄或不同病理状况的影响如何。PET-CT作为测量棕色脂肪组织活性的首选方法失败，尤其是在饭后。因此，开发了一种无创且更灵敏的红外热成像技术。

利用红外热成像，我们可以确定肥胖和糖尿病患者棕色脂肪组织活性或沐浴活性的病理生理变化，并确定可以使这些患者的不良活动恢复活力的药物。该方法可用于确定激素或合成治疗物质对人类和实验动物不良活性的生理作用。询问参与者是否休息良好并禁食过夜。

他们将在测量前休息至少 30 分钟，以避免可能的棕色脂肪组织激活。在早上进行实验。测量前15分钟，要求参与者脱掉上衣。

当参与者休息时，将热像仪安装在三脚架上，并将其放置在距离参与者坐的位置一米远的地方。按照制造商的说明将热成像摄像机连接到计算机和软件。通过在一米的焦距处记录起皱的铝箔来确定房间的反射温度。

为此，在相机软件中，输入零米的距离和 1 的发射率。然后，输入大气压力和相对湿度的值。要确定反射温度，请选择正方形并选择铝箔上的ROI。

然后，在主相机窗口中选择左侧的第一个图标并读取平均温度，这是进一步分析所必需的。在开始测量之前，确定室内空气温度和空气湿度。在软件中，在主相机窗口上方，选择左侧的第三个图标。

在弹出菜单中，选取"编辑记录设置"，这将打开一个新窗口。在"录制"模式下，选择"记录到磁盘"，然后在所需时间设置此持续时间的记录。在同一窗口的"录制选项"中，将录制速率限制为 5 赫兹，然后选择保存录制的位置。

关闭现有窗口，在主菜单中打开编辑，然后选择首选项。在目标帧速率中输入 5。选择热键/远程启动可以停止记录。

然后从下拉菜单中选择启动/停止模式。在测量时，确保只有参与者和实验者在场。避免空气流动，并确保参与者远离冷风、阳光或任何热源，如灯泡。

将颈部锁骨上区域定位在锁骨上方，棕色脂肪组织所在的位置。将参与者定位为该区域，使其焦距为一米。按 F5 键以 5 FPS 的帧速率录制短片 10 到 15 秒。

确保所有参与者都吃同一顿饭。饭后，在 30 分钟进行新录制，然后使用相同的设置值按 F5 进行 1、2 和 3 小时。在实验前一天，收集动物的阴道拭子并将细胞散布在载玻片上。

让它风干。用500微升0.1%甲酚紫醋酸酯染色细胞一分钟，然后用水冲洗三次。在具有100倍放大倍率和明场照明的光学显微镜下观察细胞。

根据涂片中观察到的白细胞数量以及有核和定量的上皮细胞确定发情周期的阶段。在实验的早晨，准备热像仪和记录设置。小心地将动物放在干净的笼子里，并将笼子放在热像仪下方，焦距为一米。

按 F5 录制动画。在给每只动物之前称量食物颗粒以计算食物摄入量。让动物在笼子里吃 30 分钟，饭后再次称量食物颗粒。开始用餐后 30 分钟、1 小时和 2 小时重复 IR 测量。

实验结束后，测试雌性动物发情周期的阶段，如前所述。对于每部电影，在相机软件中输入变量，例如皮肤发射率、反射室温、空气温度、相对湿度和与物体的距离。通过移动屏幕底部的播放头或按下暂停按钮，从影片中选择合适的帧。

通过在主窗口左侧选择所需形状的区域来选择感兴趣的区域。选择最符合肩胛骨之间皮肤区域的形状。选择感兴趣区域后，最小、最高和平均温度将显示在右侧。

在图像中，红色三角形表示最高记录温度点，蓝色三角形表示最低记录温度。重复此步骤几帧，以确保测量的温度在录制的几秒钟内保持稳定。从餐后的最高温度中减去餐前棕色脂肪组织上方皮肤的最高温度，以确定餐后活动的增加。

通过分析两个皮肤区域来确定棕色脂肪组织活性:一个在棕色脂肪组织上方，第二个在锁骨间区域作为参考点。棕色脂肪组织活性根据两个皮肤区域的最高温度差异计算为1.8摄氏度。但是这种活动不能通过棕色脂肪组织上方皮肤的最大温度来呈现，因为即使在进餐三小时后皮肤温度也没有降低。

在小鼠中，通过测量棕色脂肪组织上方皮肤的平均温度来测量雌性餐后活动的变化。只有在测量最高温度时，饭后30分钟才确定活性的显着变化。正确选择匹配的对照受试者是临床研究最困难的部分，因为健康对照和有病理状况的参与者应尽可能相似，并且仅在所调查的疾病上有所不同。

除了该协议之外，还可以测量血糖浓度和体温，这允许对不良活动与葡萄糖利用或体温升高进行相关性分析。这种敏感和非侵入性技术为确定其他实验环境和研究中棕色脂肪组织活性的生理和病理生理变化提供了许多可能性。