8.神经系统核医学.pptx

1、,核医学科 祝安惠,神经核医学 Nuclear Neurology,男，54岁，2年前左颞叶胶质瘤手术切除，并行局部放疗。近期出现失语，精神混乱。,MRI T1WI增强,MRI FLAIR,2,PET 18F-FDG显像,肿瘤复发？放疗后改变？,核医学脑显像概述,CT,MRI,SPECT PET,PET/CT,神经系统常用影像检查,3,PET/MR,核医学脑显像,血流,血脑屏障,脑脊液,递质与受体,代谢,脑氧代谢显像,脑氨基酸代谢,脑葡萄糖代谢显像,递质和受体显像,脑池显像,脑室显像,脑静态显像,脑血管动态显像,脑血流灌注显像,4,内容,一、 检查方法 脑血流灌注断层显像 脑代谢显像 递质和受

2、体显像 脑脊液间隙显像（自学） 脑血管显像（自学）,5,二、临床应用 脑血管疾病 癫痫 痴呆（阿尔茨海默病） 帕金森病 脑积水、脑脊液漏及分流术后疗效观察 脑肿瘤 其他（功能研究、脑死亡、精神疾患、药物成瘾等）,三、成像技术进展PET/MR,显像方法,1. 脑血流灌注断层显像及局部脑血流量测定 2. 脑代谢显像 3. 递质和受体显像,6,1. 脑血流灌注断层显像 Cerebral Blood Flow perfusion tomography,7,显像剂,99mTc-ECD (双胱乙脂) 99mTc-HMPAO(六甲基丙烯胺肟) 123I-IMP (胺类化合物：安非他明) 13N-NH3H2O

3、（13N t1/2 =10min） 15O-H2O（15O t1/2 =123sec）,SPECT,PET,小分子（500kD）、零电荷、脂溶性,8,CBF显像原理,显像剂通过正常血脑屏障进入脑细胞 被水解酶或脂解酶作用转变成水溶性物质 或被还原型谷胱甘肽分解成带电荷的次级产物，滞留在细 胞内（不能反向扩散出细胞） 3. 显像剂进入脑组织的量与该区域脑血流量(regional CBF)成正比,9,显像方法,99mTc-ECD 20-30mci,SPECT脑断层显像,15-30min,封闭视听（眼罩、耳塞）,min,13NH3.H2O 20-25mci,5min,PET脑断层显像,图像处理和重建

4、,10,正常影像,灰质放射性摄取较多 （大脑、小脑皮质、基底神经节、 丘脑、脑干） 白质、脑室放射性摄取较少 两侧基本对称 介入试验:正常脑组织局部血流灌注增加,横断位:额叶、 颞叶、 枕叶、各神经核团、小脑,11,冠状位：顶叶、颞叶及两侧丘脑,矢状位：额叶、顶叶、枕叶、岛叶、小脑,12,2断面、同一部位放射性减 淡或浓聚 脑室及白质区域扩大 尾状核间距增宽 对侧小脑失联络： crossed cerebellar diaschisis 大脑原发病变对侧小脑出现 血流或代谢减低的现象,异常影像,13,crossed cerebellar diaschisis,介入试验,原理 脑血管存在侧支循环，

5、储备能力强 轻微脑储备血流下降，常规检查不能发现异常 通过介入因素，使得局部血流发生改变，实现与正常区域的差异，提高缺血性病变的阳性检出率,分类 负荷试验（Drug stress test） 刺激试验（Stimulating test）,应用 研究大脑生理、病理活动 对不同刺激的反映,14,15,常规rCBF显像 乙酰唑胺1g IV 10min后第二次显像 前后对比分析,正常脑血管扩张 ，rCBF增加 病变血管扩张不良，rCBF不增加,乙酰唑胺 （碳酸酐酶抑制剂）,16,2. 脑代谢显像 Cerebral metabolic imaging,脑葡萄糖代谢显像 脑氧代谢显像 脑蛋白质代谢显像,1

6、7,葡萄糖几乎是脑组织唯一能源物质 其代谢变化能反应脑功能 18F-FDG（氟代脱氧葡萄糖）的细胞内转运和磷酸化过程与葡萄糖相同 18F-FDG-6-p不再参与葡萄糖代谢，滞留细胞内,葡萄糖代谢显像,18,禁食4小时，静脉注射18F-FDG 510mci 4060分钟后PET显像 定量分析：用计算机ROI技术和一定的生理数学模型得出局部脑组织的LCMRGlu（局部脑葡萄糖代谢率）及CMRGlu（脑葡萄糖代谢率）,显像方法,19,正常影像 皮质明显放射性浓聚 枕叶、颞上回及基底节摄取较高 小脑摄取低于大脑 双侧对称,影像分析,19,影像分析,异常影像 局部放射性增高或减低 失联络 脑室扩大 中线

7、移位等,21,脑重占体重2%，耗氧量占20% 氧代谢可做为脑功能代谢指标 15O2吸入后PET动态显像，测定脑氧代谢率（cerebral metabolic rate of oxygen CMRO2） 结合CBF可算出氧摄取分数( oxygen extraction fraction OEF） OEF= CMRO2/CBF 脑血管病、痴呆等,氧代谢显像,TIA,左侧颈内动脉闭塞,22,11C-甲基-L-蛋氨酸（11C-MET） 18F-氟代乙基酪氨酸（18F-FET） 11C-乙酸盐（11C-acetate） 11C/18F-胆碱（choline） 11C/18F-胸腺嘧啶（thymine）

8、与18F-FDG相比，具有更高的靶本 （T/NT），有利于肿瘤的诊断和治疗评价,胶质瘤18F-FET显像,氨基酸及其他代谢显像,23,神经系统信息传递物质基础是神经递质 递质在神经元合成，突触前膜释放到突触间隙 作用于下一神经元突触后膜，产生生理效应 突触后膜上与神经递质特异性结合的蛋白质受体,3. 中枢神经递质和受体显像 Central neurotransmitter and neuroreceptor imaging）,24,受体与神经递质（配体）的特异性结合 放射性核素标记神经递质（配体） PET或SPECT显像 反映受体的分布、密度和功能 可定量其代谢参数 反映受体在病理情况下的变化

9、,显像原理,25,配体的特点 亲和力强，特异性高 能通过血脑屏障 不参与体内代谢 易于标记，标记后保持生物活性 在脑内与特定位点结合 较高的T/NT比值,显像剂,放射性配体 多巴胺受体 乙酰胆碱受体 苯二氮卓受体 阿片受体 5-HT受体 肾上腺素能受体,26,F-18-memantin (NMDA-receptor),C-11-raclopride (dopamine D2 receptor),C-11-McN 5652 (serotonin transporter),C-11-b-CPPIT (dopamine transporter),C-11-flumazenil (benzodiaze

10、pine-receptor),主要针对CT、MRI不能诊断的疾病及脑功能进行研究,苯二氮卓类受体,多巴胺转运蛋白,多巴胺D2受体,甲基-天冬氨酸受体,五羟色胺转运体,受体显像,27,多巴胺能神经递质系统显像,多巴胺（dopamine DA）最重要神经递质之一，与多种运动障碍及精神疾病有关 研究最早，最有成效 包括：DA递质显像、DA受体显像、DA转运蛋白显像,28,18F-多巴（18F-DA）多巴胺通路：黑质、纹状体 静脉注射后：脱羧；L-6-(18F)氟代多巴； 摄取、贮存、释放、代谢 正常人纹状体浓聚 反映摄取及清除情况，测定脱羧酶活性及DA在脑内的分布 用于突触前DA功能失调疾患的鉴别诊

11、断,DA递质显像,29,位于突出前膜单胺特异转运蛋白，调控突触前间隙DA浓度 其功能密度变化较受体敏感直接，反映DA递质系统功能 显像剂：与DAT高亲和的配体 99mTc-TRODTA-1 11C-b-CPPIT 11C-可卡因,DA转运蛋白显像,DAT,dopamine transporter,30,DA受体主要位于黑质、纹状体 分为D1、D5、D2、D3、D4、,D1亚族受体,D2亚族受体,cAMP升高,抑制腺苷酸环化酶,DA受体显像,31,乙酰胆碱受体显像与AD相关 苯二氮卓（BZ）受体显像抑制性神经受体 AD、亨廷顿（HD）、躁狂、原发癫痫与该受体活性减低有关 五羟色胺受体显像与精神疾

12、病、 AD 、PD 有关 阿片受体显像成瘾，药物治疗评价等,其他受体显像,32,小结内容,脑血流灌注断层显像及局部脑血流量测定 脑代谢显像 中枢神经递质和受体显像,33,临床应用,脑血管疾病 癫痫 痴呆（阿尔海默病） 帕金森病 脑积水、脑脊液漏及分流术后疗效观察 脑肿瘤 其他（功能研究、脑死亡、精神疾患、药物成瘾等）,34,脑血管疾病脑梗塞,脑血管阻塞： 脑组织缺血坏死 血流灌注减低 放射性减低缺损 缺血区及周围水肿放射性减低 早期出现，范围大于CT 对侧小脑失联络(crossed cerebellar diaschisis)： 病变对侧小脑放射性减低 过度灌注(luxury perfusio

13、n)： 脑梗塞数日后，由于侧枝循环丰富，出现病变四周放射性增高,35,Cerebral Infarction,36,Luxury Perfusion,Crossed Cerebellar Diaschisis,37,短暂性脑缺血发作（TIA） Transient ischemic attack 一过性脑缺血发作 常规CT/MRI 可无异常,脑血管疾病TIA,38,39,乙酰唑胺（ Diamox ）介入试验,常规显像,介入后显像,40,癫 痫,部分难治性癫痫手术或刀治疗患者的致痫灶定位 血流灌注、代谢及受体变化进行癫痫灶定位 CT、MRI 对形态学改变不明显的病灶无法确诊,41,痴 呆,颞顶为主

14、,额颞为主,枕叶为主,42,临床特点 进行性神经元变性 病理改变： 老年斑或淀粉样斑块 神经元缠结 早期诊断和治疗非常重要,核素显像特点 脑血流灌注显像：以颞顶减低明显 脑代谢显像：减低 淀粉蛋白显像： 淀粉样蛋白（amyloid ，A）,阿尔茨海默病,43,血流灌注显像,44,淀粉蛋白显像,45,运动障碍性疾病 黑质多巴胺神经元及黑质纹状体通路变性 震颤、迟缓、肌强直,帕金森病,Parkinsons disease Parkinsonism 帕金森综合征,血流灌注、代谢及多巴胺神经能递质显像,46,normal,PD,PD+痴呆,DOPA,47,多巴胺转运蛋白显像,D2受体显像,48,脑肿瘤

15、,脑肿瘤良恶性判断 脑肿瘤分级 术后瘢痕坏死与残留复发鉴别 疗效评价,49,50,显像剂：11C-蛋氨酸（11C-MET)、18F-乙基酪氨酸(18F-FET)、18F-FDG 11C-MET： 可鉴别低级别胶质瘤与非肿瘤损伤 7276低级别胶质瘤摄取增高 95100高级别胶质瘤摄取增高 18F-FET：不同级别胶质瘤均可摄取 18F-FDG：低级别胶质瘤可不摄取； 结合MRI鉴别放射性坏死和肿瘤复 发的敏感度为75，特异性为81,脑肿瘤,51,高级别胶质瘤不同成像方法,52,高级别胶质瘤,术后6月复发,术后1月,术前,53,女性，36岁，左额星形细胞瘤切除术后放疗后1年。MR示左额异常强化信

16、号。 MET、FDG PET示一类圆形显像剂浓集影，MET显著。病理：肿瘤复发,54,FDG,MET,药物成瘾,精神疾病,55,99mTc-TRODAT-1显像， 冰毒患者治疗前及治疗后影像,精神疾病,56,脑功能研究,music,visual stimulation,脑功能研究,normal,57,脑功能研究,脑功能研究,normal,hop up and down,remember,58,成像技术新进展,一体化PET/MR,59,60,同一个机架 同一个扫描床 同一个扫描控制系统 （精细解剖+功能 1+12）,一体化 PET/MR,61,PET/MR 在神经系统应用,62,3D ASL,F

17、DG,+C,T2 FLAIR,PET/MR,3D ASL/T1,胶质瘤PET/MR多参数成像,63,Ferda J, et al. Eur J Radiol. 2017,PET/MRI fusion,药代动力学分析 Ktrans,DTI,FLAIR,Ferda J, et al. Eur J Radiol. 2017,胶质瘤PET/MR多参数成像,64,MR，18F-FET， rCBV A-胶质瘤（II）放疗后复发，B-胶质瘤（IV）术前，C-脑膜瘤术前,65,M，10y，反复癫痫发作，18F-FET显像 左侧颞叶病变，活检为低级别胶质瘤,Eur J Radiol. 2017 Jan 21 P

18、MID: 28131593,癫 痫,66,癫 痫,F，2岁，癫痫反复发作,脑皮质发育异常,FDG PET/MR,Eur J Radiol. 2017 Jan 21 PMID: 28131593,67,缺血性脑病,68,CBF/FDG,CBF/FDG,TOF-PET/MR从大数据到智能化 精准医学,患者原始 图像大数据,精准定量 化分析图像,与数据库 比较分析结果,男，54岁，2年前左颞叶胶质瘤手术切除，并行局部放疗。近期出现失语，精神混乱。,MRI T1WI增强,MRI FLAIR,70,PET 18F-FDG显像,肿瘤复发？放疗后改变？,总结,一、 检查方法 脑血流灌注断层显像及局部脑血流量

19、测定 脑代谢显像 中枢神经递质和受体显像 脑脊液间隙显像 放射性核素脑血管显像,71,二、临床应用 脑血管疾病 癫痫 痴呆（阿尔海默病） 帕金森病 脑积水、脑脊液漏及分流术后疗效观察 脑肿瘤 其他（功能研究、脑死亡、精神疾患、药物成瘾等）,1. 神经系统核医学常用的影像检查有哪些？显像原理是什么？ 2. 在癫痫、AD、PD中可以应用哪些核医学显像方法？各 有什么样的影像表现？ 3. 脑肿瘤不同影像检查方法的优势与不足？,思考题,72,张永学主编.核医学.北京, 人民卫生出版社，2015，258-272. 潘中允主编.实用核医学.北京, 人民卫生出版社，2014，354-399. Clinical Nuclear Medicine；H.-J. Biersack L.M. Freeman (Eds.),参考资料,73,zhuanhui718,