脑部PET的临床应用

1、12什么是什么是PET?3 PET的特点的特点4PET原理原理5PET的优点：的优点： 6基本常识18FDG肿瘤显像的生物学基础在于18FDG能被肿瘤细胞摄取，肿瘤组织中的18FDG 分布水平明显高于肿瘤组织周围的正常组织内18FDG 的分布。18FDG与人体生理糖代谢的底物棗左旋葡萄糖分子(DG)在化学结构上的差别仅仅在于DG碳环上2位的C被18F所取代。18FDG即保留了葡萄糖的部分生物活性，但同时在体内的分解代谢过程与葡萄糖又有明显的差异。和葡萄糖的胞运过程一样，18FDG也通过葡萄糖转运体（GLUT）进入肿瘤细胞。18FDG进入肿瘤细胞后，在已糖激酶（HK）同工酶的催化下变成18F-2

2、-脱氧葡萄糖6-磷酸（18F-2-G-6-P）. 由于在18F-2-G-6-P的C-2位上没有氧原子，所以不易被葡萄糖6-磷酸酶降解，同时18F-2-G-6-P也不受葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（G6PDH）作用，也不被糖异生途径上酶分解，因此18F-2-G-6-P被陷留（trapped）在肿瘤细胞内。肿瘤细胞不仅摄取18FDG增多，而且胞浆线粒体内HK同工酶含量丰富，所以肿瘤细胞内18F-2-G-6-P的水平相当高，持续的时间也相当长，构成了18FDG肿瘤显像的生物学基础。7同位素同位素 半衰期半衰期 最大正电子量最大正电子量 正电子在水中的范围正电子在水中的范围 产生方法产生方法 （min） (

3、Mev) (FWHM in mm)11C 20.3 0.96 1.1 加速器加速器13N 9.97 1.19 1.4 加速器加速器15O 2.03 1.70 1.5 加速器加速器18F 109.8 0.64 1.0 加速器加速器68Ga 67.8 1.89 1.7 发生器发生器 82Rb 1.26 3.15 1.7 发生器发生器 常用发射正电子放射性同位素的特征常用发射正电子放射性同位素的特征 8同位素同位素示踪化合物示踪化合物生理过程或生理过程或功能功能典型应用典型应用 注注11C11C-蛋氨酸蛋氨酸蛋白质合成蛋白质合成 肿瘤肿瘤11C标记的示标记的示踪剂部分已踪剂部分已经被经被18F标记标

4、记的取代的取代Fiumazenil苯二氮受体苯二氮受体拮抗拮抗癫痫癫痫11C-奎丙灵奎丙灵D2受体收缩受体收缩运动紊乱运动紊乱 13N 氨氨血流灌注血流灌注心肌灌注心肌灌注 15O二氧化碳二氧化碳血流灌注血流灌注脑活性研究脑活性研究 水水血流灌注血流灌注脑活性研究脑活性研究常用放射性示踪物及其临床和研究常用放射性示踪物及其临床和研究 9 18F18F-FDG葡萄糖代谢葡萄糖代谢肿瘤、神经、心肿瘤、神经、心脏脏 18F标记示踪标记示踪剂越来越普及，剂越来越普及，并且已经商品并且已经商品化化氟化物离子氟化物离子骨代谢骨代谢肿瘤肿瘤18F-胸胸 腺腺 嘧嘧 啶啶（18FFLT）DNA肿瘤研究肿瘤研究

5、5-18F-尿嘧啶尿嘧啶DNA肿瘤控制肿瘤控制18F-长链脂肪酸长链脂肪酸18FFTHA-氧化氧化心肌代谢心肌代谢18F-二氢蒽醌丝氨二氢蒽醌丝氨酸酸S2-受体受体 2-18F-L-酪氨酸酪氨酸氨基酸转运氨基酸转运肿瘤研究肿瘤研究18F-N-甲苯哌利多甲苯哌利多D2-受体受体神经系统疾病神经系统疾病6-18F-L-多巴多巴突触前多巴氨突触前多巴氨能功能能功能多巴氨受体疾病多巴氨受体疾病16-18F-雌二醇雌二醇雌激素受体雌激素受体乳腺肿瘤研究乳腺肿瘤研究18F-Fluoromizonidazole组织缺氧组织缺氧肿瘤肿瘤-与放疗相关与放疗相关1818F F-F-FDG DG 显像原理显像原理1

6、1PETPET扫描仪扫描仪12PET原理原理13FDG PET检查方法及注意事项检查方法及注意事项14FDG PET肿瘤检查适应证肿瘤检查适应证 15肿瘤肿瘤 非小细胞肺癌非小细胞肺癌(NSCLC)/单发肺内结节单发肺内结节(SPN) (Non-small cell lung cancer/single pulmonary nodule) 淋巴瘤（淋巴瘤（Lymphoma） 结直肠癌（结直肠癌（Colorectal cancer） 食管癌（食管癌（Esophageal cancer） 恶性黑色素瘤（恶性黑色素瘤（Malignant melanoma） 头颈部癌（头颈部癌（Head and ne

7、ck cancer） 乳腺癌（乳腺癌（Breast cancer） 甲状腺癌（甲状腺癌（Thyroid cancer） 胰腺癌（胰腺癌（Pancreatic cancer-primary tumour) 卵巢、子宫、宫颈癌卵巢、子宫、宫颈癌(Ovarian,cervical,uterine cancer) 原发灶不明癌原发灶不明癌 (Cancer of unknown primary-CUP)16禁食状态下的生理性禁食状态下的生理性FDGFDG高度摄取高度摄取: 脑脑,肾脏肾脏,膀胱膀胱可变的摄取可变的摄取: 心脏心脏, 消化道消化道中等摄取中等摄取: 唾液腺唾液腺/口咽口咽低度摄取低度摄取:

8、 肝脏肝脏,脾脏脾脏,骨髓骨髓,骨骼肌骨骼肌anteriorposterior摄取摄取17Data courtesy of Kettering Memorial Hospital, Kettering, USA18肺鳞癌肺鳞癌确定肿瘤范围指导制订放射治疗计划确定肿瘤范围指导制订放射治疗计划19恶性淋巴瘤恶性淋巴瘤(Hodgkin s disease / Non-Hodgkin s-lymphoma) 治疗前分期治疗前分期 一次性全身扫描较一次性全身扫描较CT具有明显的优势具有明显的优势 监测治疗反应监测治疗反应/ 探测肿瘤复发探测肿瘤复发,尤其在判断治尤其在判断治 疗后肿块中有无活性肿瘤细胞有

9、重要价值疗后肿块中有无活性肿瘤细胞有重要价值 治疗过程中治疗过程中PET扫描间隔时间扫描间隔时间 - 化疗化疗: 至少至少8-12 weeks - 放疗放疗: 4-6 month20恶性淋巴瘤恶性淋巴瘤MIPS RVLVLD21化疗前化疗前恶性淋巴瘤恶性淋巴瘤化疗后化疗后22结肠直肠癌结肠直肠癌 评价可疑复发和再分期评价可疑复发和再分期 癌胚抗原癌胚抗原(CEA)持续升高持续升高 评价有无肝脏转移评价有无肝脏转移 单一转移病灶外科手术前的再分期单一转移病灶外科手术前的再分期 分期分期: 改变了大约改变了大约 36% 病人的临床分期病人的临床分期 灵敏度灵敏度 96% CT 47-68% MRI

10、 77% 复发复发: 大约使大约使 32%病人改变了临床治疗方案病人改变了临床治疗方案 灵敏度灵敏度 93% CT 71% 特异性特异性 96% CT 89% 23 24恶性黑色素瘤恶性黑色素瘤 全身扫描全身扫描 PET 应用指征为应用指征为: 常规诊断方法结果阴性常规诊断方法结果阴性 N-分期分期 中等厚度的病变中等厚度的病变 = Breslow 1, 5 mm-4mm 确定显示较厚的黑色素瘤病变的分期确定显示较厚的黑色素瘤病变的分期 单一转移灶手术前的再分期单一转移灶手术前的再分期 大约使大约使 26% 患者改变临床治疗方案患者改变临床治疗方案25确定诊断确定诊断6年年Breslow 0,

11、5mm腹膜的癌浸润腹膜的癌浸润MIP RVL transversal MIP VLD恶性黑色素瘤恶性黑色素瘤26原发灶不明肿瘤原发灶不明肿瘤(CUP) 定义定义: 组织学或细胞学证实为转移性病变组织学或细胞学证实为转移性病变, 但但 各种诊断检查无法确定原发病灶各种诊断检查无法确定原发病灶 应用各种诊断检查后，大约应用各种诊断检查后，大约5-10% 的肿瘤病的肿瘤病 人原发灶定位不清人原发灶定位不清 最常见的情况最常见的情况: 膈上淋巴结转移膈上淋巴结转移(颈部区域颈部区域) 颈部颈部淋巴结转移淋巴结转移: 80% 为鳞癌为鳞癌 未分化癌未分化癌 / 腺癌腺癌 约约20-30% 原发灶不在头颈

12、部原发灶不在头颈部27原发灶不明癌症患者的原发灶不明癌症患者的FDG PET显像显像3/98 3/00 MRI, CT 和膀胱镜检查均未明确诊断和膀胱镜检查均未明确诊断; PET确定原发确定原发 灶位于下咽部灶位于下咽部. 依据依据PET结果采取有效的放化疗有可能获得完全缓解。结果采取有效的放化疗有可能获得完全缓解。28肿瘤标志物增高原因的寻找肿瘤标志物增高原因的寻找29肿瘤标志物增高原因的寻找肿瘤标志物增高原因的寻找30胰腺癌胰腺癌 鉴别胰腺肿块的良恶性鉴别胰腺肿块的良恶性 灵敏度灵敏度 PET 94% CT 82% 特异性特异性 PET 90% CT 75% 进行淋巴结和肝脏转移的分期进行

13、淋巴结和肝脏转移的分期 正常血糖正常血糖; Cave: 出现假阴性出现假阴性 Cave: 慢性胰腺炎过程中的急性炎症慢性胰腺炎过程中的急性炎症 可能出现假阳性可能出现假阳性(血液中炎症参数的检查血液中炎症参数的检查)31胰腺癌胰腺癌32乳腺癌乳腺癌 乳腺肿块良恶性的判断乳腺肿块良恶性的判断 灵敏度灵敏度 90% 特异性特异性 92% 腋窝及内乳淋巴结的分期腋窝及内乳淋巴结的分期/探测转移探测转移 大约使大约使 24% 病人改变治疗方案病人改变治疗方案 探测局部或远处的探测局部或远处的复发复发 大约使大约使 40% 病人改变治疗方案病人改变治疗方案 评价肿瘤的治疗反应评价肿瘤的治疗反应33乳腺癌

14、乳腺癌34女女43岁，右乳腺肿块岁，右乳腺肿块1月余，无痛无不适，不固定，欠月余，无痛无不适，不固定，欠光滑，同侧腋窝可触及肿大淋巴结。光滑，同侧腋窝可触及肿大淋巴结。PET显像淋巴结转显像淋巴结转移移353637FDG PET在肿瘤方面的优势在肿瘤方面的优势 对活性肿瘤的评价对活性肿瘤的评价: 肿瘤与疤痕的鉴别肿瘤与疤痕的鉴别 不受病灶大小限制的淋巴受累评价标准不受病灶大小限制的淋巴受累评价标准 全身显像全身显像 定量分析成为可能定量分析成为可能 与与CT/MRI进行图像融合成为可能进行图像融合成为可能 依据依据PET结果引导组织穿刺活检成为可能结果引导组织穿刺活检成为可能 所受射线辐射计量

15、当量约所受射线辐射计量当量约10mSv (注射注射400MBq FDG)3839互补的诊断成像互补的诊断成像解剖解剖, 形态形态大小大小, 形态形态不详细，间接不详细，间接反映功能反映功能功能功能, 代谢代谢改变的代谢改变的代谢略好，缺少解略好，缺少解剖信息剖信息 信息类型信息类型探测结果探测结果图像详细资料图像详细资料解剖学成像解剖学成像(CT) 功能性成像功能性成像(PET) 解剖解剖+代谢代谢解剖解剖+ +功能功能大小大小, ,位置位置, ,代代谢谢同时反映功能同时反映功能和解剖结构和解剖结构40GE Discovery LSSIEMNS Biograph41All on the sam

16、e system and in one study! The left images are slices obtained with the GE LightSpeed section of the PET-CTThe center images are created with the PET Advance NXi section of the systemThe images at the right represent the two images registered and fused into one image4243老年男性患者，有肺部结节病史。Discovery LS P

17、ET-CT System - Discovery LS PET-CT System - Discovery LSDiscovery LS肺部结节肺部结节4445Discovery LS Hypolaryngeal Case StudyPatient Clinical History63-year old male with known hypo-laryngeal carcinoma on the left and suspicion of local metastasis. Staging PET demonstrates pathologic uptake in the hypolaryn

18、geal region and a second ring-like lesion adjacent to the tumor. PET CT demonstrates clearly invasion of the soft tissue with local metastasis with central necrosis. 46 Discovery LS Discovery LS卵巢癌卵巢癌47CTCT像结果显示，盆腔肿块同时亦沿肠系膜和网膜有浸润。像结果显示，盆腔肿块同时亦沿肠系膜和网膜有浸润。 PETPET扫描结果与软组织浸润一致，肠系膜显示显著的高代谢活性扫描结果与软组织浸润一致，

19、肠系膜显示显著的高代谢活性（箭头所示）。（箭头所示）。48右侧卵巢发现高代谢的盆腔肿块。右侧卵巢发现高代谢的盆腔肿块。49PET/CTPET/CT对放射治疗的影响对放射治疗的影响 “ 生物适形技术的实现改进了靶体的描绘和剂量的传递，使肿瘤放射治疗达到了一个新的高度，”Steven A. Leibel, MD (Sloan Kettering, NY), RSNA 2000PET/CT, UPMC 2000放疗计划的制订、靶体积的确定、放疗计划的制订、靶体积的确定、监测治疗反应监测治疗反应50监测治疗监测治疗Case: 68-year-old male evaluated for post-tr

20、ansplant lymphatic disorder.Findings: Bilateral heterogeneous FDG uptake in lung masses. Necrotic left lung mass 6 cm in size with highly metabolic rim. Large right lung mass with right chest wall invasion.CT: 10 mm slices; 160 mAs; 130 kVp; pitch 1.6PET: 260 MBq FDG; 2x10 min emissionCT PET51Februa

21、ry: SUV = 6 June: SUV = 3 October: SUV = 8 监测头颈部癌治疗监测头颈部癌治疗CT: 5 mm slices; 160 mAs; 130 kVp; pitch 1.6 PET: 240 MBq FDG, 2x10min emissionCase: 35 year-old male with malignancy in mandibula.Findings I: Malignancy identified on PET/CT in 02/00. Right mandibulectomy and maxillectomy for removal of mal

22、ignant disease.Findings II : Contrast-enhanced PET/CT scan in 06/00 identified focal recurrence(FDG: SUV=3) in the subcutaneous tissue of the right posterior surgical bed.52评价治疗反应评价治疗反应Clinical case: Metastatic melanoma before/after chemotherapy.before therapyafter therapy11/9812/9853心脏病心脏病心肌存活性心肌存活

23、性 血运重建血运重建/外科手术前外科手术前 鉴别：疤痕与存活心肌鉴别：疤痕与存活心肌/ 缺血的心肌缺血的心肌 “冬眠心肌冬眠心肌” =血流灌注血流灌注 减低，葡萄糖代谢正减低，葡萄糖代谢正常常 或增加或增加2. 冠心病冠心病：心肌血流灌注的绝：心肌血流灌注的绝对定量分析对定量分析, FDG 13N-Ammonia / 15O-H2O / 11C-Acetate 静息静息 负荷负荷 (Adenosine)54冠心病冠心病-心肌缺血心肌缺血55心肌梗塞心肌梗塞-评价心肌存活性评价心肌存活性56血流血流-代谢匹配（代谢匹配（Match）57脑神经系统检查指征脑神经系统检查指征痴呆早期诊断痴呆早期诊断

24、脑肿瘤脑肿瘤 诊断和分期诊断和分期 手术手术/放射治疗后复发放射治疗后复发 判断肿瘤范围用于指判断肿瘤范围用于指 导治疗计划的制订导治疗计划的制订 引导穿刺活检引导穿刺活检 判断预后判断预后 监测治疗反应监测治疗反应 FDG FDG 11C-Methionine; FET58血流灌注血流灌注 活性研究活性研究 血流灌注储备血流灌注储备运动紊乱运动紊乱5. 癫痫癫痫/发作检查发作检查 15O H2O 15O H2O with Diamox 动脉血取样动脉血取样 FDG 18F DOPA FDG脑神经系统检查指征脑神经系统检查指征59脑肿瘤：高脑肿瘤：高级别的脑肿瘤级别的脑肿瘤60脑肿瘤脑肿瘤: 低级别的脑肿瘤低级别的脑肿瘤FDG 1