脑的18ffdg代谢与光照刺激的关系

脑的18ffdg代谢与光照刺激的关系

在生理上，葡萄糖是大脑的唯一能量最低的那一根，18f-fdg是葡萄糖的类似物。18f-fdg的pe成像显示了对大脑中葡萄糖代谢的研究和诊断。18F-FDG在人脑中的分布,不但受血糖、年龄等底物环境的影响,还受周围环境的影响。为了精细地分析视觉光刺激在人脑代谢中的作用,本研究采用统计参数地图(statisticalparametricmapping,SPM)的单因素成组设计,研究28例正常人脑的18F-FDGPET脑显像在光刺激条件下的代谢变化,为进一步的研究认知试验中18F-FDG脑代谢变化提供依据。1数据和方法1.1对比相关系数选择2000年9月-2001年12月间在上海瑞金医院核医学科进行健康检查和志愿者28例正常脑显像,按有无光线刺激分成两组(各14例)。两组间男女比例为1∶1,年龄构成无统计学差异,视觉光刺激组平均年龄(40.92±15.48)岁,视觉光刺激屏蔽组平均年龄(46.28±16.68)岁,无糖尿病史,无中风、短暂性脑缺血发作、癫痫、头痛、脑外伤和精神疾病史,体格检查未见其他较大躯体疾病,如高血压和心脏病史等。1.2fescar血糖仪PET仪用ADAC公司的cPET仪。检查前,受试者禁食6h以上,记录血压和心率等常规资料,用美国强生LIFESCAN血糖仪指尖采血验血糖,肘静脉给药剂量为1.48～2.67MBq/kg体重。光线刺激组采取睁眼,开灯的环境中采集,视觉屏蔽组在注射18F-FDG后在昏暗环境中休息,图像采集时,戴上眼罩,采用发射和透射交替的方式采集图像,共采集39min,获得采集计数用叠代法重建分别获得横断面、矢状面和冠状面图像。1.3横断面图像处理启动倾斜校正程序,将每个研究图像按平行OM线重采样,重建成128×128×86大小的横断面图像,层厚2mm,经MicrosoftFTP软件传递到图形处理工作站,应用Matlab编制程序读取文件头,转换该文件转换为ANALYZE7的图像数据格式。1.4半高宽度对于火炬树的图像平滑在Matlab平台上,应用脑统计参数图软件SPM99对图像进行位置校正,按PET模板进行图像配准和10mm×10mm×10mm的半高宽进行图像平滑,得到目标图像,其矩阵大小128×128×86,体素大小为2mm×2mm×2mm,图像深度为15比特。将28例受试者按有无光线刺激分成两组,按全脑的平均灰度为归一化参数,分别对每个个体扫描的图像进行归一化,获得的目标图像按两样本的成组比较设计图像统计分析矩阵,检验水准α=0.05,族水平取大于5个像素,分别按刺激使代谢升高和降低的方式,寻找具有统计学意义的代谢变化区域。2成对称的区域在光刺激试验中,按α=0.01,ν=26作为检验水准,在18F-FDGPET光刺激试验中SPM法分析。由表1可见,在楔叶、枕叶、中央后回、中央前回、顶下小叶以及颞上回的部分区域成对称性升高。另外按同样的检验水准,按单侧代谢降低的矩阵设计,在海马旁、扣带回、中脑导水管、枕颞内侧回及颞上叶的部分区域则有代谢的减低,图1是代谢增高区域在脑内分布的三维透视图,图2是代谢减低的区域透视图。3正常人群光刺激试验结果人类意识活动的物质基础是大脑皮质,不同的感觉、运动和认知功能都与脑的组织结构及其血流和代谢变化密切相关。各种生理刺激反应和它的解剖学基础一直是研究的热点。放射性核素显像技术就是以活化研究的形式探讨脑活动的影像技术。18F-FDG作为揭示体内葡萄糖代谢情况的显像剂,其影像不但可反映组织、器官的形态解剖学结构,更重要的是反映其摄取利用葡萄糖的功能状况。由于大部分组织对18F-FDG的摄取情况不仅取决于正常及病变部位的组织细胞学特征,还可能受到显像时用药剂量、体内血糖、游离脂肪酸等能量底物环境以及体内某些激素水平的影响。老化是人脑的正常生理过程,MRI显像以及尸体解剖都可显示随着年龄的增加,人脑的皮质变薄,脑沟增宽,脑容量与重量均下降,其代谢水平也可能下降。本研究选择了28例正常人脑的18F-FDG显像,分成光线刺激和无刺激两组,影像的目测很难分辨出两组间代谢差异区域,因此,本研究设计了两组间成组t检验,取光的刺激作为处理因素,结果证实了光线的刺激在视觉的传导通路以及视觉中枢中的作用,楔叶、枕叶、中央后回、中央前回、顶下小叶以及颞上回的部分区域成对称性升高,从而证实这些区域的葡萄糖代谢的升高。研究结果的另一方面显示了在海马旁、扣带回、中脑导水管、枕颞内侧回及颞上叶的部分区域则有代谢的减低,枕叶、中央后回血流供应主要来自于大脑中动脉,中央前、后回部分脑区、顶下小叶,海马旁、扣带回、中脑导水管、枕颞内侧回、楔叶、血供主要来自大脑前动脉。这些区域的代谢减低可能与刺激条件下血流的反应性调整有关,即视觉传导通路及神经中枢的血流增加,代谢增强,从而抑制了另外一些功能区的血流和代谢,在本研究中,这种在生理刺激条件下的代谢变化所需的血流的调整称为“盗血”,Hong的研究叶表明在睡眠的REM期眼球的快相运动使额叶顶部,扣带回中央前回、角回等动眼神经和视觉中枢18F-FDG升高,而在顶上小叶以及代谢升高区对侧相同区域则可见代谢下降,也揭示了视觉刺激的变化在区域代谢增加同时,可以使部分相关区域代谢抑制。同样结果在Schmidt以及Goffinet的研究中得到相同的结论,显示在不同的视觉刺激中,在激活相关区域的情况下可同时使其他区域的相关代谢趋于抑制。总之,这28例正常人群的光刺激试验分析显示,用统计参数地图可以较客