神经系统核医学

神经系统核医学 Nuclear neurology,华中科技大学同济医学院附属协和医院 核医学科/PET中心 贾 清 J,前 言,探索大脑的秘密研究思想及行为活动的重要方法神经及心理疾病诊断的有力工具,主要内容,局部脑血流灌注 Regional cerebral blood flow imaging, rCBF脑代谢显像 Cerebral metabolism imaging脑神经递质及受体显像 Neurotransmitter and neuroreceptor imaging脑脊液间隙显像 CSF space imaging放射性核素脑血管造影 Radionuclide cerebral angiography,第一节 脑血流灌注显像及负荷试验Regional cerebral blood flow imaging, rCBFStress test of rCBF,原理： 穿透血脑屏障的显像剂，被脑细胞摄取并分布于脑内，摄取的数量与血流量呈正比，应用显像仪器可以获得脑血流灌注的分布状态，从而评价脑血流与功能情况 ROI半定量分析获得局部脑血流量 ml/(100gmin),一、常用显像剂及要求,穿透血脑屏障，在脑组织滞留，具有特定的区域分布 小分子(400) 不带电荷(电中性) 脂溶性,常用显像剂,99mTc-HMPAO 99mTc-ECD13NH3-H2O,二. 方法,显像方法: 患者准备，封闭视听图像采集处理介入试验rCBF半定量分析,脑血流灌注显像介入试验原理,脑血流灌注有较强的储备能力， 提高缺血性病变的阳性检出率， 了解脑血管的储备能力 试验：负荷试验、激发试验 介入方法：药物负荷、生理性刺激 常用的药物负荷试验：乙酰唑胺试验,脑血流灌注显像介入试验Cerebral perfusion imaging intervention test,激发试验（Excitated test） exercise, seeing, hearing, feeling physiological stimulate负荷试验（Stress test） 乙酰唑胺（Acetazolamide，ACZ，商品名Diamox）， CO2，过度换气（excess ventilation）,介入试验的意义,提高对缺血性脑血管疾病的诊断的敏感性脑血管储备能力的评价脑血管疾病治疗疗效评价脑血管病预后估计痴呆的鉴别诊断,三. 适应症,缺血性脑血管病 脑梗死 Cerebral embolism 痴呆的诊断与分型 Dementia癫痫灶的定位诊断 Epilepsy Parkinson病的诊断脑肿瘤治疗后坏死与复发的鉴别诊断 Brain tumor其他 Brain function ,etc,脑血流断层显像Cerebral blood flow tomography,横断面 Transverse section冠状面 Coronal矢状面 Sagital,正常影像分析,两侧大脑皮质、基底核神经核团、丘脑、小脑放射性较高，呈对称性均匀分布，且脑灰、白质对比度好，影像轮廓清晰全脑平均血流量CBF的参考值为44.2 4.5ml /(100g min),Normal right-left differences in cerebral cortical activity should be 2 cm 2 cm；脑室及白质区域扩大或尾状核间距增宽；两侧丘脑、尾状核及小脑较明显不对称等均视为异常。,临床应用,1. 短暂性脑缺血发作（TIA）,Diagnostic positive rate was relative with period of disease,50ml rCBF23ml/100g/min,asymptomatic ischemic,rCBF23ml/100g/min,Appear ischemic symptom(functional threshold）,SPECTabnormal,rCBF8ml/100g/min,Occur cerebral structural change（Structure threshold）,CT、SPECTabnormal,TIA,Normal50ml,TIA,诊断阳性率与病程有关,24 h 6087%3 m 25%,应用乙酰唑胺介入试验可明显提高慢性低灌注状态检出的灵敏度,2.急性脑梗死,Right cerebral median artery infarction,A B C,A：normal B：TIA，right forehead-parietal lobe radioactivity decrease C：cerebral infarction,left forehead-parietal lobe radioactivity defect,Normal and abnormal cerebral blood flow imaging,frontal cortex in the left of SPECT brain perfusion imaging,frontal cortex in the left of SPECT brain perfusion imaging with Diamox test,脑梗死rCBF显像的特点,稀疏或缺损，范围大于CT defect or decrease, more than CT交叉性小脑失联络:病变对侧小脑呈放射性减低 Crossed cerebellar diaschisis梗死灶周围过度灌注 Luxury perfusion受制于分辨率腔隙性脑梗塞rCBF显像无法显示,Crossed cerebellar diaschisis,Brain infarction,Left parietal lobule, frontal lobule, temporal lobule and caudate nucleus,右侧大脑中动脉梗塞,Brain infarction,Crossed cerebellar diaschisis,Luxury perfusion,3.Alzheimers病（早老性痴呆, AD）,AD（早老性痴呆）: 50y，是一种弥漫性大脑萎缩性退行性疾病。rCBF典型改变：以双侧顶叶和颞叶为主的大脑皮质放射性对称性明显减低，多不累及基底节和小脑,临床表现：早期无特征 影像学：常规影像的局限性,将成为21世纪人类死亡的首要病因， 趋向年轻化,鉴别：多发脑梗塞性痴呆：大脑皮质多发散在分布的放射性减低区，且往往累及基底节和小脑 帕金森病（PD）痴呆：基底节放射性减低，大脑皮质也可见减低区,Dementia,4. 癫痫灶定位诊断,癫痫发作期局部血流增加，病灶放射性分布明显增高而发作间期局部血流减低，病灶放射性减低或缺损CT检查常为阴性rCBF显像对于癫痫的定位诊断准确性高于脑电图（EEG）,左颞叶癫痫（Left temporal lobe epilepsy ）,stage of attack,Right fronts lobe epilepsy (diapauses),Left front lobe epilepsy(间歇期),CT：30%50%，MRI：50%70%rCBF：70%80%,5.脑肿瘤术后及放疗后复发与坏死的鉴别诊断,恶性肿瘤的血供丰富，复发灶的rCBF常增高，影像表现为放射性浓聚区坏死区基本上没有血供，影像呈放射性减淡或缺损区,神经胶质瘤术后复发,神经胶质瘤术后复发（浓聚量与恶性程度有关，IV浓聚多，I-II浓聚少）,脑膜瘤,6.脑功能研究7.颅脑损伤8.精神疾病,临床应用,Braintrauma,第二节 脑代谢显像Cerebral metabolism imaging,葡萄糖代谢显像(18F-FDG)脑氧代谢显像脑氨基酸代谢显像 (11C-TYR, 11C-MET, 18F-FET, 123I-IMT),1.脑葡萄糖代谢显像,原理与方法： 葡萄糖几乎是脑组织的唯一能源物质， 脑内葡萄糖代谢的变化，反应脑功能活动情况。18F-FDG是葡萄糖的类似物，有相同的细胞转运及己糖酶磷酸化过程，但不参与进一步代谢而滞留在脑细胞内。,2.脑氧代谢显像 Brain oxygen metabolism imaging,Inhalation 15O2 gasPET imagingCalculating cerebral metabolism rate of 15O2 ,CMRO2 oxygen extraction fraction，OEF, OEF = CMRO2 / rCBF,脑氧代谢显像临床意义,研究葡萄糖与氧代谢关系，血流与代谢的匹配情况等脑梗死时脑组织存活的判断,18F-FDG,二、适应症,癫痫灶的定位诊断；痴呆的早期诊断及鉴别诊断；脑肿瘤良恶性鉴别、分级、复发及疗效评价帕金森病的早期诊断；脑生理与认知功能的研究；精神疾患的研究。,正常脑代谢,18F-FDG PET/CT显像,三. 影像分析,四. 临床应用,癫痫灶术前定位诊断AD的早期诊断与鉴别诊断脑肿瘤Parkinson病Huntingtons病脑血管疾病精神疾病脑功能研究,Alzheimers Disease,AD病人18F-FDG PET 影像（大脑皮质双侧额叶、顶叶、颞叶和枕叶对称性地放射性分布减低）,PET是当前唯一早期诊断Alzheimer 病的技术手段，它能提供脑能量代谢的三维测定，而后者又与脑功能密切相关,EP ictal,EP interictal,FDG uptake,FDG uptake,癫痫发作期,脑肿瘤,右额叶低级别神经胶质瘤,蛛网膜囊肿,肺癌伴脑转移,患者女性，40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月，现病灶处MRI发现高信号，放射性坏死或复发?,MRI,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2025,脑代谢显像与 脑功能,20世纪90年代，世界科技译报报道，当一个人操作电脑时，一些过去不活跃的脑组织细胞也活跃起来，这一过程可以通过PET轻而易举的显示出来。,第三节 脑神经递质及受体显像 Neurotransmitter and neuroreceptor imaging,原理与方法： 根据受体-配体特异性结合，用放射性核素标记特定的配体或神经递质，通过PET或SPECT对活体人脑特定解剖部位/受体结合位点，进行精确定位和获取受体功能代谢影像,Cerebral Neuroreceptor,受体:存在于活体组织内，与神经递质或相应配体 特异性结合的蛋白质配体：亲和力强，特异性高，能透过血脑屏障，不参与体内代谢，易用放射性核素标记,神经受体显像Neuroreceptor imaging,Cerebral Neuroreceptor,脑内受体极少，以pmol/g计，约占全脑重量的1/百万。大脑内有上百种神经递质，了解较多的有多巴胺、去甲肾上腺素、5-HT、乙酰胆碱、阿片类物质等。,Receptor function and distribution,多巴胺D2: 尾状核、豆状核（Parkinson,肌张力降低，精神分裂症等）乙酰胆碱：大脑皮质和海马（AD,重症肌无力）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-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：抑郁症等,适应证,锥体外系疾病的诊断、鉴别诊断早老性痴呆的研究与诊断癫痫灶的定位精神性疾病的研究与用药指导药物成瘾与依赖性的研究,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。,Neuroreceptor imaging,多巴胺D2受体显像,Parkinsons Disease,?,99mTc-TR0DAT-1 影像,正常,PD,Normal,Subclinical,Advanced PD,第四节 脑脊液间隙显像,原理 将显像剂如99mTc-DTPA注入蛛网膜下腔或侧脑室，在体外用相机示踪脑脊液的循环路径和吸收过程或显示脑室影像和引流导管是否通畅。分为脑池显像(cistemography)和脑室显像(ventriculography),脑脊液的生理,脑脊液(cerebrospinal fluid,CSF)是存在于脑室和蛛网膜下腔内的一种无色透明液体，对脑和脊髓具有保护、支持、营养等多种功能。,脑池显像,脑室,脑池,侧脑室脉络丛,侧脑室室间孔,第三脑室,大脑导水管,第四脑室,出正中孔和侧孔,小脑延髓池,大脑凸面,颅底脑池,矢状窦旁蛛网膜颗粒吸收,血液循环,蛛网膜下腔,注射显像剂,脑室显像,注射显像剂,正常脑脊液循环及显像原理,适应证,交通性脑积水的诊断脑脊液漏的定位脑脊液分流术后评价梗阻性脑积水梗阻部位的定位,正常蛛网膜下腔-脑池显像(前