1、神 经 系 统 核 医 学核医学科 孙逊 内 容 神经核医学定义目前现状与热点问题主要检查的原理、方法及临床应用神经核医学研究进展与发展方面 概 述 神经核医学定义 核素示踪技术用于神经精神疾病诊治 及脑科学研究分支学科目前现状与热点问题 分子功能显像神经核医学主要检查的方法 Cerebral blood flow perfusion imaging Cerebral metabolic imaging Neuroreceptor imaging Neurofunctional study and brain science Cerebrospinal fluid imaging Brain
2、imaging 第一节第一节 脑血流灌注显像脑血流灌注显像Cerebral blood flow perfusion tomography一、原理与方法1SPECT脑血流灌注显像脑血流灌注显像 99mTc-ECD, 99mTc-HMPAO, 123I-IMP 入脑显像剂与血流成正比入脑显像剂与血流成正比2氙氙133Xe 脑血流灌注显像脑血流灌注显像3. PET. PET脑血流灌注显像脑血流灌注显像 13NH3H2O、 15OH2OImaging agent and requestImaging agent and request Imaging agent 99mTc-HMPAO 99mTc-
3、ECD,133133XeXe 15O-H2ORequestSmall molecule(400)Zero chargeLipid solubleCerebral imaging二、影像分析对称分布，对比度好，轮廓清楚对称分布，对比度好，轮廓清楚全脑平均血流量参考值全脑平均血流量参考值 44.2 44.2 4.5 4.5 mlml /(100 /(100g g. .minmin) ) 2 2断面、断面、 2cm2cm异常放射性分布异常放射性分布 Cerebral blood flow perfusion tomographyCoronal SagittalTransverse section N
4、ormal cerebral blood flow tomogramNormal right-left differences in cerebral cortical activity should be 23ml/100g/minasymptomatic ischemiarCBF23ml/100g/minappear ischemic symptom(functional threshold)SPECTabnormalrCBF8ml/100g/minOccur cerebral structural change（Structure threshold）CT、SPECTabnormalNo
5、rmal 50mlChronic low perfusion stateCerebral infarction2540% in 5 yrsTIA (Transient ischemic attacks) Diagnostic positive rate was related with period of disease 早期早期CT和和MRI（-） SPECT rCBF 阳性率大多阳性率大多5024 h 6087%3 m 25%Right cerebral median artery infarctionCerebral InfarctionCharacteristic of brain i
6、nfarction in rCBFCharacteristic of brain infarction in rCBFDistribution defect or decrease, more than CT右侧大脑皮质右侧大脑皮质血流灌注降低血流灌注降低左则小脑血左则小脑血流灌注减低流灌注减低过度灌注过度灌注（Luxury perfusion）交叉性小脑失联络（交叉性小脑失联络（Crossed cerebellar diaschisis）Left temporal lobe epilepsy stage of attack CT：30% 50%，MRI：50% 70%rCBF：70% 80%
7、EpilepsyRight front lobe epilepsy (interictal)ADAD 逐渐出现记忆力减退、认知功能障碍、逐渐出现记忆力减退、认知功能障碍、 行为异常和社交障碍行为异常和社交障碍诊断诊断临床表现临床表现 早期无特征性早期无特征性影像学影像学 常规影像的局限性常规影像的局限性 典型为典型为双侧顶叶和颞叶为双侧顶叶和颞叶为主主对称性放射性减淡缺损区对称性放射性减淡缺损区Dementia鉴别诊断鉴别诊断疗效预测疗效预测预后判断预后判断Brain TumorRecurrence of glioma after surgery. Accumulation is relate
8、d to malignancyIV: Accumulation is obvious I-II: Accumulation is unobvious病变处可见明显异常放射性分布减低或缺损区Brain Trauma第二节第二节 脑代谢显像脑代谢显像Cerebral metabolic imaging一、原理与方法射线与物质相互作用射线与物质相互作用湮灭辐射湮灭辐射脑葡萄糖代谢显像 氟18F-FDG：LCMRGlu，CMRGlu 脑氧代谢显像 ：氧15O-H2O ：CMRO2，OEF脑蛋白质代谢显像 ：碳11C-MET PET、PET/CT符合线路符合线路SPECT正常脑代谢正常脑代谢1818F-
9、FDG PET/CTF-FDG PET/CT显像显像二、影像分析三、临床应用Epilepsy (EP)Epilepsy (EP)DementiaDementiaBrain tumor Brain tumor Parkinson disease(PD)Parkinson disease(PD)Cerebral vascular diseaseCerebral vascular diseaseResearch cerebral functionResearch cerebral functionEP ictalEP interictalFDG uptake FDG uptake EpilepsyW
10、here is lesion?DementiaADPET、PET/CT是是当前唯一早期诊断当前唯一早期诊断Alzheimers 病的病的技术手段技术手段 PET/MRI技术技术AlzheimerAlzheimers s 病 FDG PETFDG PET显像特点 特征性表现：新皮质相关区域（颞顶叶皮层）代谢降低，偶尔也累及前额部，而主要感觉运动皮层和视皮层，纹状体、丘脑、小脑、基底节均少受累及 早期：双侧颞顶叶、后扣带回和额叶一些区域代谢显著降低晚期：双侧颞叶包括海马回沟代谢降低FDG PET对于轻度AD敏感性（87%）不如中重度病例（96%），特异性尚不满意（70%） AlzheimerAlz
11、heimers s DiseaseDisease18F-FDG PET images of vascular dementia. Hypometabolism affecting cortical, subcortical, and cerebellar areas is often seen in vascular dementia. Arrows indicate hypometabolism of the right frontal cortex (far left, middle right), right parietal cortex (far left, middle left)
12、, right basal ganglia and thalamus (middle right), and right temporal cortex (far right). The hypometabolism of the left cerebellum (far right) is characteristic of cross-cerebellar diaschisis, caused by diminished afferent input from the contralateral cortex. Vascular DementiaVascular Dementia Schi
13、zophreniaParkinsondiseasePicks Disease双侧额叶和颞叶双侧额叶和颞叶纹状体纹状体双侧额叶双侧额叶18F-FDG PET images of Huntingtons disease. This patient (43-y-old man) has an 8-y history of progressive Huntingtons disease. Arrows highlight the typical metabolic pattern of hypometabolism severely affecting the basal ganglia (right
14、) at a time that cortical metabolism is still relatively intact (left and middle). As the disease progresses, diffuse cortical involvement gradually develops. Huntingtons DiseaseHuntingtons DiseaseImaging of gliomas by means of MRI and PET ： biologically active tumour tissue grade of gliomas recurre
15、nce and radiation necrosis distinguish functionally areas Brain Tumor肺癌伴脑转移患者女性，4040岁，左肾透明细胞癌术后一年，发现左额叶脑转移，行 - -刀治疗后3 3月PET 18F-FDGMRI右额脑梗死右额脑梗死Cerebral vascular diseasePET CBF and OEF images in a 40-year-old female with moyamoya disease examined before (Pre) and after (Post) a right-side bypass sur
16、gery. Before treatment, CBF and OEF are decreased and increased, respectively, in the right frontal region (white arrows), hallmarking poor CVR. CBF and OEF were significantly improved by bypass surgery (yellow arrows). 脑代谢显像评估脑血管疾病预后脑代谢显像评估脑血管疾病预后Brain Function Research 脑功能研究脑功能研究脑科学热点脑科学热点揭示大脑的揭示大
17、脑的神奇与奥秘神奇与奥秘认知功能评定认知功能评定单侧手指运动对侧中央前回、辅助运动皮质区代谢增高单耳听故事对侧颞叶代谢活跃单纯语言刺激右侧颞叶代谢增高单纯音乐刺激左侧颞叶代谢增高语言和音乐混合刺激双侧颞叶代谢增高增高增高20%20%2525受体显像为研究人体神经受体的分布、数量（密度）受体显像为研究人体神经受体的分布、数量（密度）和功能（亲和力）提供了唯一的、无创伤性手段和功能（亲和力）提供了唯一的、无创伤性手段第三节 神经受体显像 Neuroreceptor imagingPET 18F-DOPA多巴胺多巴胺D2受体显像受体显像DAT显像显像 一、原理与方法一、原理与方法脑受体的分布与功能多
18、巴胺多巴胺D D2 2: 尾状核、豆状核（parkinson,肌张力降低，精神分裂症等）乙酰胆碱乙酰胆碱：大脑皮质和海马（AD,重症肌无力）阿片阿片：丘脑中部、尾状核、豆状核（麻醉药成瘾、疼痛综合征、介毒药物研究）5-HT5-HT：杏仁核、丘脑中部、尾状核、颞叶等（睡眠障碍、精神疾病等）肾上腺素能肾上腺素能：抑郁症等 神经递质和受体显像的主要放射性配体神经递质和受体显像的主要放射性配体 受体受体单光子配体单光子配体正电子配体正电子配体 多巴胺多巴胺123I-ILIS, 123I-IBZM, 123I- -CIT, 99mTc-TRODAT118F-dopa, 11C-NMSP, 11C-rac
19、lopride, 11C-d-threo-MP, 11C- -CIT 乙酰胆碱乙酰胆碱1 2 3I-IQNB，1 2 3I-IBVM1111C-Nicotine, C-Nicotine, 1111C-QNBC-QNB 苯二氮杂苯二氮杂123I-Iomazenil11C-Flumazenil 5-5-羟色胺羟色胺123I-2-Ketanserin, 123I- -CIT76Br-2-Ketanserin, 11C- -CIT 阿片阿片123I-Morphine, 123I-O-IA-DPN, 131I-DPN11C-DPN, 11C-CFN SPECT 99mTc-TRADOT-1 影像影像 C
20、ontrol PD二、影像分析二、影像分析神经递质和受体显像主要临床研究与应用神经递质和受体显像主要临床研究与应用受体受体受体亚受体亚型应用应用多巴胺多巴胺D D1 1，D D2 2DAT(DAT(多巴胺转运蛋白多巴胺转运蛋白) )PD，HDPD，成瘾，成瘾乙酰胆碱乙酰胆碱M(M(毒蕈碱毒蕈碱) )N(N(烟碱烟碱) )早老性痴呆早老性痴呆PD，酗酒，酗酒苯二氮杂苯二氮杂GABAPBZNMDAEP(癫癎癫癎) )胶质瘤胶质瘤EPEP5-5-羟色胺羟色胺5-HT1 A, B, C, 5-HT2, 35-HTT(5-(5-羟色胺转运羟色胺转运蛋白蛋白) )焦虑，狂躁焦虑，狂躁/ /抑郁精神病抑郁精
21、神病PD阿片阿片 ， ， EP，精神病，抗痛作用，药物成瘾精神病，抗痛作用，药物成瘾性和依赖性研究以及戒毒作用性和依赖性研究以及戒毒作用 三、临床应用研究三、临床应用研究配体配体与与受体受体特异结合特异结合 受体空间分布、密度和亲和力受体空间分布、密度和亲和力 在分子水平诊治受体相关性疾病在分子水平诊治受体相关性疾病 第四节 神经功能研究与脑科学 Neurofunctional study and brain science l 概述概述 神经系统进化是人类神经系统进化是人类生存竞争中进化的结果生存竞争中进化的结果l 研究的方法学比较研究的方法学比较 SPECT/CT、PET/CT、PET/M
22、R， fMRI ，其他技术，其他技术l 临床应用研究临床应用研究 Molecular imaging Molecular imaging Molecular imagingPositron emission tomography gets much objectiveInformation for the patients with brain disorders脑池显像脑池显像脑室脑室脑池脑池侧脑室脉络丛侧脑室脉络丛侧脑室室间孔侧脑室室间孔第三脑室第三脑室大脑导水管大脑导水管第四脑室第四脑室出正中孔和侧孔出正中孔和侧孔小脑延髓池小脑延髓池大脑凸面大脑凸面24h颅底脑池颅底脑池矢状窦旁蛛网矢状
23、窦旁蛛网膜颗粒吸收膜颗粒吸收血液循环血液循环蛛网膜下腔蛛网膜下腔注射显像剂注射显像剂脑室显像脑室显像注射显像剂注射显像剂正常脑脊液循环及显像原理正常脑脊液循环及显像原理 第五节 脑脊液间隙显像 Cerebrospinal fluid imaging 1h36h正常蛛网膜下腔正常蛛网膜下腔- -脑池显像脑池显像( (前位前位) )1h 1.5h 3h 24h基底池基底池四叠体池四叠体池外侧裂池外侧裂池胼胝体池胼胝体池侧脑室侧脑室交通性脑积水交通性脑积水3h6h24h颅内高压手颅内高压手术分流后术分流后患者自述鼻患者自述鼻腔流出无腔流出无色液体色液体脑脊液间隙脑脊液间隙显像显像可见脑可见脑池外异常
24、放池外异常放射性分布射性分布（鼻漏鼻漏）第六章 脑显像Brain imaging弹丸式注射弹丸式注射99m99mTcOTcO4 4- -后行脑血管动态显像后行脑血管动态显像Normal image analysis(1)(1)动脉相动脉相: :呈两侧对称五叉型呈两侧对称五叉型(2)(2)脑实质相：弥漫性分布脑实质相：弥漫性分布( (3) 静脉相：脑实质放射性减少静脉相：脑实质放射性减少一、放射性脑血管显像一、放射性脑血管显像 Radionuclide cerebral angiography脑梗死脑肿瘤脑血管畸形脑死亡Normal imageCCACCACCACCA脑死亡影像二、血脑屏障功能静
25、态显像血脑屏障功能静态显像 1.1.原理与方法原理与方法 病变时病变时BBB破坏而使显像剂入脑破坏而使显像剂入脑, 出现放射性聚集出现放射性聚集 2. Normal image analysis 头颅影像的左右两侧基本对称头颅影像的左右两侧基本对称3. Clinical application - -Cephalitis(cephalitis of AIDS) -Subdural hematoma -Meningioma1 234 多摸态、多学科合作多摸态、多学科合作神经核医学神经核医学第七节 研究进展与发展方向 State-in art of nuclear neurology 研发具有特异
26、性脑显像剂研发具有特异性脑显像剂SPECT/CT，PET/CT，PET/MRTranslation of these basic studies into address clinical problems PET/MR in vivoPET/MR PET/MR brain imaging fusion (normal)血管性老年痴呆的血管性老年痴呆的PET/MR图像图像Development ofDevelopment of 思考题局部脑血流显像、脑代谢显像的原理是什么？掌握几种主要疾病的影像特征和临床价值。神经受体显像的原理及临床意义。了解脑脊液显像的原理及主要临床意义。神经系统核医学面临的挑战及应用前景。
