核醫(yī)學教學課件：神經核醫(yī)學

1、神經核醫(yī)學NUCLEAR NEUROLOGY概 述神經系統(tǒng)核醫(yī)學顯像方法 核素腦血管動態(tài)顯像與靜態(tài)顯像（普通腦顯像） 腦血流灌注顯像(r-CBF) PET腦顯像（血流、代謝、受體顯像） 腦脊液循環(huán)系統(tǒng)顯像 其它(腦腫瘤顯像)神經系統(tǒng)核醫(yī)學顯像的臨床應用 腦血管疾病 大腦功能異常疾病（癲癇、癡呆、精神及情感異常） 腦腫瘤 腦受體、腦代謝研究 腦脊液循環(huán)異常、腦脊液漏神經系統(tǒng)核醫(yī)學顯像的發(fā)展歷程與展望腦血流灌注顯像（regional cerebral blood flow imaging; SPECT rCBF imaging )原理 (Principle)顯像劑能夠自由通過血腦屏障（BBB）進入

2、腦細胞，由于“自毀機制” ，能在適當長的時間內在腦內分布保持相對穩(wěn)定。顯像劑進入腦細胞的量與注射藥物時局部腦血流量呈正比，并與腦細胞功能有關。顯像劑衰變時發(fā)射出射線，并能穿透人體，在體外利用核醫(yī)學顯像設備（SPECT）探測腦內放射性的分布。腦內放射性分布代表顯像劑的分布，顯像劑分布代表局部腦血流情況以及腦細胞功能。適應證1.診斷短暫腦缺血性發(fā)作(TIA）。2.腦梗塞的早期診斷及腦血管疾病治療前后的效果評價；3.原發(fā)性癲癇病灶的定位診斷；4.Alzheimer病的診斷與鑒別；5.偏頭痛的定位診斷；6.精神和情感障礙性疾病的輔助診斷；7.腦腫瘤的定位及血供評價；術后或放療后復發(fā)與瘢痕的鑒別診斷。8

3、.作為腦生理與心理學研究與評價的有效工具。9.其他腦部疾病的局部血流和功能判斷。顯像劑分類：锝標記顯像劑胺類顯像劑彌散性腦顯像劑共同特點：小分子脂溶性電中性1.锝標記顯像劑常用的有：99mTc-HMPAO (六甲基丙叉二胺肟)99mTc-ECD (雙半胱乙酯)常用劑量： 555-925 MBq(15-25 mCi)99Tcm-ECD(99Tcm-雙半胱乙脂)99Tcm-HMPAO(99Tcm-六甲基丙基胺肟)兩者的共同特點是：(1) .具有上述血流顯像劑的基本特性；(2) .滿足脂溶性、電中型及小分子要求；(3) .均以TcO3+作為中心離子，通過化學鍵和配位鍵與配體分子相連形成的贅合物；(4

4、) .腦攝取率均介于48，血中清除速率較快；(5) .腦及全身輻射劑量低。兩者的不同點:99mTc-HMPAO的主要優(yōu)點是腦內分布相對穩(wěn)定，灰質/白質分布比值較低(約為1.6左右)，對白質病變檢測可能有利； 主要缺點是放化純度不穩(wěn)定，制備后需在短期內使用。99mTc-ECD的主要優(yōu)點是放化穩(wěn)定性極好，制備后放置24h放化純度仍90；灰/白質比值較高(約為2.2左右)，有利于皮質小病灶的檢出。主要缺點是腦內分布隨時間有輕微變化，腦內總放射性1小時可減少約10。 2.胺類顯像劑 123I-IMP 安菲他明 123I-IMP在腦內的放射性濃集量是一個逐漸積累的過程，約在注射后2030min達到高峰并

5、保持相對平衡，此時局部放射性分布與血流呈正比，灰質/白質比值較高，1h之內腦內分布相對穩(wěn)定。 隨后，因123I-IMP在腦內的不斷被洗出和肺內攝取不斷地釋放，加之腦組織的再攝取，腦內123I-IMP的分布呈動態(tài)平衡狀態(tài)，而不再按固定比例反映腦血流的灌注情況。 延遲影像的這種“再分布”現(xiàn)象反映了局部腦組織的生存能力， 它和腦神經細胞的代謝有關。 臨床常用劑量為3-5mCi，靜脈“彈丸”注射.3.彌散性腦血流腦顯像劑 133Xe(氙) 作為脂溶性惰性氣體，133Xe是彌散性腦血流顯像劑的典型代表，半衰期為5.27天，衰變時除發(fā)射出(射線外，還發(fā)射以81keV為主的特征X射線。 它以彌散方式自由通過

6、BBB被腦細胞攝取與清除，腦細胞的攝取量與局部血流量呈正比，但在腦內滯留時間暫短。 133Xe在腦內停留時間短暫，需用動態(tài)SPECT拍攝133Xe腦攝取和清除的系列斷層影像，顯示和計算rCBF，并同時計算灰質及白質的血流量。顯像方法(一)顯像前準備1. 封閉甲狀腺2. 封閉脈絡叢和甲狀腺3. 封閉視聽4. 調節(jié)探頭和床5. 固定頭部6. 確定OM線7. 保持安靜(二) 影像數(shù)據(jù)采集 SPECT探頭配置低能高分辨型準直器，如有可能應選扇形準直器，以提高靈敏度和分辨率，探頭盡可能接近頭顱。 采集矩陣：128128，旋轉360，5.66.0幀，共采集6064幀投影像； 采集時間應根據(jù)腦組織中凈放射性

7、計數(shù)確定。 一般情況下，每幀圖像計數(shù)應大于50K；Zoom 1.0， 99mTc能峰140keV，窗寬20， 133Xe的能峰80keV，窗寬20；123I能峰159keV，窗寬20。(三) 影像重建 包括濾波、反投影重建、衰減效正、OM線的校正、橫斷面、冠狀面與矢狀面的重建等。 濾波的選擇應根據(jù)實驗結果確定，也可根據(jù)儀器廠家所推薦濾波模式；而斷層層厚可根據(jù)臨床需要及儀器的分辨率確定。(四) 介入試驗藥物介入試驗 乙酰唑胺介入試驗人為干預介入試驗 過度換氣誘發(fā)試驗生理刺激 肢體運動、視覺及聽覺刺激認知作業(yè)物理性干預 針刺激發(fā)試驗影像分析（一）正常影像 左右基本對稱 The well ident

8、ification of internal capsule and caudate nuclei are markers of images with satisfactory resolution. 由于99mTc-HMPAO或ECD等腦血流灌注顯像劑進入腦細胞的量與局部血流量呈正比。 功能活躍及局部血流豐富的灰質區(qū)域放射性分布較高，如大、小腦皮質、基底節(jié)、丘腦及腦干等；而白質區(qū)放射性分布較低，腦室區(qū)域放射性分布呈缺損改變。 灰質區(qū)中，由于各自的功能與血流并不相同，放射性分布也隨之差異很大，以小腦、基底節(jié)及大腦枕葉最高，額葉次之。Transaxial sectionsCoronal sect

9、ionsSagittal sectionsMaximum intensity projectionSurface three dimension 正常局部腦血流斷層顯像臨床應用(一) 短暫腦缺血發(fā)作（TIA） TIA是頸動脈或椎-基底動脈系統(tǒng)的短暫血液供應不足引發(fā)，臨床表現(xiàn)為發(fā)病突然，緩解較快，幾分鐘或幾小時的局灶性神經功能缺失，24小時內可完全恢復，有反復發(fā)作的病史。 如果在發(fā)病后立即或短時間內進行核素腦血流顯像，此時雖然臨床癥狀明顯改善或消失，但腦血流灌注顯像可見局部放射性分布異常減低。 腦血流灌注顯像對TIA患者局部腦缺血病灶的檢出率約為40%左右，明顯高于CT的檢出率。 rCBF顯像有

10、助于TIA的確診及預后判斷。 Rest status slightly decreased density in the regional frontal lobe Diamox intervention obvious decreased density in the regional frontal lobe(二).腦梗塞由腦血管的阻塞而引起缺血性性壞死或軟化，導致腦梗塞。腦梗塞可發(fā)生在腦的任何部位，但以大腦中動脈供應區(qū)最易受累。 在腦梗塞急性期，由于血流中斷，局部無放射性示蹤劑進入，血流灌注顯像表現(xiàn)為局部異常缺損區(qū)，診斷陽性率為90-95%以上；此時，CT及MRI常可能為陰性。梗塞后2-

11、3天，局部水腫消退，梗塞區(qū)顯示為邊緣清晰的低密度區(qū)，在CT及MRI檢查中見明確陽性。Multiple decreased density交叉性失聯(lián)絡(crossed diaschisis; CCD)： 腦梗塞病人行rCBF顯像時缺血區(qū)大腦皮質放射性分布表現(xiàn)為局限性減低或缺損，同時對側小腦、大腦或丘腦等處放射性分布亦可見明顯減低。其原因可能與神經纖維聯(lián)系中斷有關，有助于一些臨床癥狀的解釋。過度灌注(luxury perfusion)： 發(fā)病數(shù)日后，在梗死區(qū)周圍出現(xiàn)放射性分布增高影，可能由于正常腦血管自主調節(jié)功能減弱，毛細血管增生，神經細胞膜滲透性發(fā)生變化以及側枝循環(huán)造成竊血使局部腦血流增多所致。

12、腦血流灌注顯像見放射性減低區(qū)的范圍大于CT及MRI。與CT和MRI相比，核素腦血流灌注顯像不僅能定位腦梗塞部位，而且能發(fā)現(xiàn)一些CT及MRI無法見到的特殊表現(xiàn)，如交叉性失聯(lián)絡及過度灌注，有助于一些臨床癥狀的解釋。腦灌注顯像在療效觀察和預后評估方面有很好的臨床價值。對小的腔隙性腦梗及白質梗塞灶不敏感。(三).癲癇 癲癇是臨床常見的一種神經系統(tǒng)疾病，以病程中反復發(fā)作的大腦神經元異常超同步放電所致的突然性的，暫時性的中樞神經系統(tǒng)功能紊亂為特征，表現(xiàn)為運動、感覺、意識、行為及自主神經等不同程度的障礙，或兼有之。根據(jù)病因可分為原發(fā)性與繼發(fā)性癲癇。 腦血流灌注顯像表現(xiàn)為發(fā)作間期腦內特定部位放射性分布異常減低

13、，以顳葉、額葉和頂葉多見，診斷靈敏性為60-70%；發(fā)作期見原有減低區(qū)有明顯的放射性填充或明顯高于周圍組織，診斷靈敏性達90%左右。SPECT Regional decreased densityRegional increased density(四).Alzheimer病 Alzheimer病(AD)是大腦皮層的一種變性疾病，是癡呆的最常見類型。早期診斷較為困難，中晚期病理學表現(xiàn)為彌漫性大腦皮層萎縮，腦室擴大和腦溝增寬，神經纖維纏結脂褐質集聚等。 腦血流灌注顯像顯示腦內多處放射性異常減低區(qū)，主要位于顳頂葉，多為對稱性。病情較輕者在右半球的顳頂區(qū)放射性分布減少，中等者波及到兩側額及枕葉，較重

14、者兩側額及顳頂區(qū)放射性分布更稀疏，中額區(qū)亦見下降。 局部腦血流的減低程度與腦細胞功能的低下程度及病情密切有關。Symmetric decreased density 提示： 與AD不同，其他類型的癡呆并不表現(xiàn)為兩側對稱性放射性分布的減低。多發(fā)性梗塞性腦癡呆可見大腦各葉皮質多個局部血流和腦細胞功能低下區(qū)，CT容易定位診斷；(五).腦腫瘤 核素腦血流灌注顯像在腦腫瘤定位診斷中不及CT和MRI， 但在腫瘤良惡性鑒別、治療效果評價及復發(fā)病灶的鑒別診斷方面則有優(yōu)勢。 高度惡性的神經膠質瘤和神經母細胞瘤則見瘤區(qū)放射性分布異常增高，生長速度較快者由于中心部壞死，可見放射性分布減少呈環(huán)狀。但多數(shù)膠質瘤表現(xiàn)為放

15、射性減少。在復發(fā)性腦腫瘤病變局部可見放射性分布增高，而瘢痕和水腫等則為放射性分布減少。(六).腦損傷 腦挫傷的血流灌注顯像表現(xiàn)為兩側大腦半球血流灌注的不對稱及一側局部血流量的明顯減低，腦內放射性分布紊亂，明顯不均勻，不對稱，呈花斑狀。頭皮、蛛網(wǎng)膜下腔、顱底及鼻腔內皆見放射性異常濃集，白質腦室區(qū)擴大，血腫清除部位或挫傷部位可見明顯放射性分布稀疏區(qū)或缺損區(qū)。 與CT相比，在絕大多數(shù)腦挫傷局部核素血流灌注顯像的異常區(qū)大于CT所示病灶，可能與損傷灶周圍組織水腫有關。Cerebral injuryOthers(七).偏頭痛 偏頭痛主要發(fā)作原因與顱內外血管的擴張或痙攣有關。 CT和MRI檢查為陰性，SPE

16、CT顯像在發(fā)病時常見局部放射性增多或減少，而臨床癥狀消失后rCBF灌注和腦細胞功能恢復正常。(八).精神和情感障礙性疾病 SPECT用于診斷和研究不同類型的精神和情感障礙性疾病很有價值。 抑郁癥以額葉放射性分布減低為主，病程較長者和病情進展較快者常伴有腦萎縮； 躁狂癥發(fā)作期額葉單側或兩側局限性放射性分布增高，基底節(jié)亦增高。 聽幻癥發(fā)作期多見單側或兩側顳葉局限性放射性分布稀疏。 抗精神藥物中毒者以全腦彌漫性病變?yōu)樘攸c，皮質變薄，放射性分布稀疏，但基底節(jié)功能亢進。(九).腦死亡 腦死亡是腦組織的不可逆性損害，表現(xiàn)為全腦的功能喪失及腦循環(huán)的終止，且無法恢復。 腦血流灌注顯像在腦死亡的診斷中有獨特價值

17、，能觀察到腦循環(huán)的狀態(tài)及存活腦組織對血流顯像劑的攝取，顯像結果表現(xiàn)為頸內動脈無血流灌注，腦組織無放射性顯影，臨床病理判斷已證實了腦血流灌注顯像對腦死亡診斷的正確性。Brain death(十)腦功能研究 Research of brain functionPET腦顯像灌注顯像代謝顯像受體顯像PET腦顯像灌注顯像代謝顯像受體顯像正常人13N-NH3 PET Normal TIA Brain infract13N-NH3H2O PET cerebral perfusion tomography腦PET灌注顯像 （PET Brain perfusion）急性腦梗塞。右側大腦梗塞出現(xiàn)對側小腦灌注及功能

18、減低，大小腦失聯(lián)絡現(xiàn)象。治療效果監(jiān)測早期診斷TIA:ACZ試驗激發(fā)前激發(fā)后正常人TIA REST STRESSPET腦顯像灌注顯像代謝顯像受體顯像18F-FDG PET 腦葡萄糖代謝顯像Glucose FDG glucose 2-deoxy-2fluoro-glucoseOxygenCarbonFluorine一、原理葡萄糖幾乎是腦的唯一能量來源葡萄糖 腦細胞內的葡萄糖BBB葡萄糖轉運蛋白GUT己糖激酶磷酸化6磷酸葡萄糖(G-6-P)第二位 的羥基OH轉變?yōu)镠，形成2DG磷酸果糖激酶等CO2、H2O、ATP18F標記18FFDGGD-6-P己糖激酶進入腦細胞磷酸化 正常人腦內各區(qū)葡萄糖代謝影像

19、表現(xiàn)Normal distribution of 18F-FDG in the brain腦梗塞neurogliocytoma in the parietal lobe neurogliocytoma near the brain stem乳腺癌腦轉移腦腫瘤惡性黑色素瘤放療后8 年囊性形成并結節(jié)增強，復發(fā)? 晚期放射性反應?18-F-FDG PET:結節(jié)形成處放射性分布減低 ，為放療后改變立體定向活檢：未查到腫瘤組織級星形細胞瘤術后放療后7年復發(fā)、惡性變（級） MRI 18F-FDG 13N- NH3 腦腫瘤攝取FDG高于13N-NH3，提示膠質瘤復發(fā)并惡性變。癲癇發(fā)作期腦局部葡萄糖代謝增高病

20、灶Ictal phase of epilepsyInterictal phase of epilepsy典型表現(xiàn)：雙側頂顳后部明顯葡萄糖代謝對稱性減低，雙側頂葉前部、雙側顳葉及雙側額葉放射性對稱性減低癡呆分 期女性，56歲。記憶力減退10年，呈進行性下降，伴智力及定向力下降，部分生活不能自理。顱腦MRI和MRA均未見異常。FDG PET診斷AD早期病變。早期AD FDG PET腦影像，雙側頂、顳葉皮質對稱性代謝減低AD晚期，雙側額頂顳葉葡萄糖代謝減低老年性癡呆:多影像比較99mTc-ECD SPECT 18F-FDG PET何嬌，女，77歲，ECT:067097;PET:05514記憶力減退。

21、雙側額葉、顳葉血流灌注正常， 葡萄糖代謝攝取對稱性減低。馬芳，男，84歲，ECT:051687;PET:05513 鑒別不同類型的癡呆:血管性癡呆強迫癥：雙側額葉對稱性葡萄糖代謝增高 抑郁癥：雙側額葉對稱性葡萄糖代謝減低 11C類代謝顯像劑11C-MET 蛋氨酸 腦內正常分布病人以癲癇大發(fā)作就診臨床最初懷疑腦炎CT:左顳葉低密度，未見增強T1W MRT2W MR脂肪抑制掃描序列（FSEIR-sequence）11C-methionine PET: 腫瘤輪廓清晰顱內占位病變，2004-9-10 左頂葉腫瘤部分切除術，術后病理診斷：左頂葉膠質瘤2-3級。術后傷口恢復良好。但術后不久即出現(xiàn)右側肢體乏

22、力，無抽搐、癲癇樣發(fā)作。201Tl-SPECT, MET-PET and FDG-PET in Astrocytic TumorCT 201TlMetFDGGrade-IIGrade-II Grade-II Grade-IIGrade-II Grade-IIGrade-IIIGrade-IV邱梓桑，男，43歲，PET：05862；2005-10-26腦組織局部葡萄糖氨基酸代謝影像 18F-FDG PET 11C-MET PET18F-FDG/13N-NH3/11C-MET PET腦顯像：左頂葉局部炎癥病變。張永能，男，29歲，PET：05860；2005-10-24右頂葉腦膿腫局部血流灌注、氨基酸、葡萄糖代謝影像；病灶細胞增殖為主，血管增殖不明顯，符合炎性肉芽腫病變。葉秀絨，女，53歲，PET：05873。11C-Choline膽堿腦腫瘤顯像三叉神經神經鞘瘤 MRI T1/Gd-DTPA 11C-Choline PETPET腦顯像灌注顯像代謝顯像受體顯像 腦受體顯像F-18-memantin(NMDA-receptor)N-methyl-D-aspartateF-18 fluoro-2-deoxy-glucoseC-11-raclopride(dopamine D2 receptor)C-11-McN 5652(seroto