核医学教学课件：肿瘤核医学

1、肿瘤核医学盛京医院PET-CT中心肿瘤核医学的范畴核医学显像 非特异性显像 特异性显像 肿瘤代谢显像体外检查核医学治疗CancerAFP、CEACancerNecrosis盛京医院PET-CT中心 核素标记亲恶性肿瘤化合物，引入机体后，被肿瘤细胞摄取或结合，聚集在肿瘤细胞内。肿瘤局部放射性核素浓度高于周围正常组织，病灶部位呈现“热区”。相关定义：阳性显像盛京医院PET-CT中心肿瘤阳性显像的分类1、亲肿瘤显像剂显像2、肿瘤免疫显像3、肿瘤受体显像4、肿瘤代谢显像5、抗肿瘤药物显像6、肿瘤反义显像盛京医院PET-CT中心 放射性核素标记特定药物，被某些器官的实质性细胞摄取，显示出该器官的形态和大

2、小。而侵犯该器官的新生物或转移癌，不具备正常器官细胞功能，不能摄取标记药物，局部呈现放射性缺损。相关定义：阴性显像盛京医院PET-CT中心肿瘤显像给药途径1、静脉注射（静态、动态、断层）2、选择性动脉插管（化疗时导管注入显像剂或用于导向治疗）3、淋巴道（皮下注射）4、脊髓腔5、腹腔注射盛京医院PET-CT中心采集时间2、延迟采集：注射显像剂 2小时后显像1、早期采集：注射显像剂 2小时内显像盛京医院PET-CT中心 采集方式三、局部显像 和 全身显像一、静态显像 和 动态显像二、平面显像 和 断层显像盛京医院PET-CT中心盛京医院PET-CT中心盛京医院PET-CT中心盛京医院PET-CT中

3、心肿瘤代谢显像1、PET显像2、SPECT符合线路显像盛京医院PET-CT中心 PET肿瘤显像概述 肿瘤组织的特点：异常增生和代谢。 肿瘤显像的原理：建立在肿瘤异常增生、代谢的基础之上。 肿瘤组织与正常组织、良性肿瘤与恶性肿瘤之间的血供、代谢、生化及病理生理改变使放射性核素及其标记物在这些部位的摄取、分布、滞留、排泄产生差异，通过核医学显像仪成像，可分辨以上差异，从而对肿瘤的诊断、鉴别诊断、分期提供信息。盛京医院PET-CT中心PET/CT 定义及基本构造 PET/CT成像基础PET/CT临床应用PET/CT 检查的注意事项PET/CT检查的不足盛京医院PET-CT中心 PET/CT是建立在示

4、踪剂技术基础上的功能分子影像平台，是整合了PET和CT的最先进技术的功能分子影像设备，可以在一次检查得到患者同一解剖部位的功能和解剖图像。它使用多排螺旋CT的X线数据为PET图像作衰减校正，并需要同时具备2D、3D和动态扫描的功能。Positron Emission Trace Computed Tomography正电子发射计算机断层显像仪什么是PET/CT ？盛京医院PET-CT中心盛京医院PET-CT中心盛京医院PET-CT中心PET发展史 1974年 第1台商业PET 1992年 全身PET应用于临床 1995年 Townsend等研制PET/CT 2000年 PET/CT在北美放射学

5、年会（RSNA）推出 2001年 PET/CT应用于临床 2002年 北美放射学年会（RSNA）推出16层CT的 PET/CT(LSO晶体 PET) 2003年 16层CT的PET/CT(LSO晶体 PET)商业化 产品推出盛京医院PET-CT中心PET基本原理正电子核素能够发生湮没辐射效应将正电子核素标记物，即正电子显像剂引入人体，同时由PET符合探测正电子所产生的湮没辐射光子对，经计算机重建而形成断层图像，显示正电子标记物在体内分布情况。盛京医院PET-CT中心FDG-PET/CT成像基础 利用回旋加速器生产的18 F-FDG作为示踪剂,通过静脉注入人体后参与机体生物代谢过程 生物学行为与

6、葡萄糖相似,经同一途径被细胞摄取磷酸化,但不能被进一部分解而储存在细胞线粒体内,并随时间堆积起来 恶性肿瘤糖代谢异常增高,在相同的时间对18 F-FDG的摄取浓度高于正常组织数倍,甚至数十倍,在PET 显像中表现为异常浓聚盛京医院PET-CT中心代谢显像类示踪剂18F-FDG、 11C-Acetate 、 11C-MET、11C-Choline乏氧显像类示踪剂18F-FMISO灌注显像类示踪剂13NH3H2O基因显像类示踪剂18F-FLT受体显像类示踪剂18F-FES、11C-HED、 11C-FMZ 、 11C-Raclopride示踪剂在PET/CT临床工作中的作用盛京医院PET-CT中心

7、PET/CT检查特点 目前最常用的正电子核素是11C、13N、15O和18F，前三者是生物体内主要天然核素的放射性同位素，除物理性质外，它们在体内的化学和生物学行为完全相同， 18F是1H的同族元素，二者的化学和生物学性质十分相似。 用正电子核素标记的生命物质（如葡萄糖、蛋白质、酶、神经递质、基因等）能完全保持其生物学性能；由于携带了正电子核素，将显像剂注入人体后，可以用PET追踪、显示其在体内的空间和/或随时间浓度变化图像，因此PET显像是一种生命物质的示踪显像技术。PET显像又被称为生化显像、分子显像、功能显像、生命显像。 CT能够提供高分辨率的解剖图像，因此PET/CT检查是一种与解剖结

8、构相结合的代谢功能显像，而且是在分子水平上反映人体是否存在细微的生理或病理变化。 应用生理数学模型进一步计算出这些被标记的生命物质各种定量参数，如局部葡萄糖代谢率、局部氧消耗量等。盛京医院PET-CT中心PET图像盛京医院PET-CT中心PETPET-CT FusionCT盛京医院PET-CT中心18F-FDG PET-CT图像分析定性分析： 18F-FDG在体内的正常分布： 主要分布于脑、心肌、活动状态的肌肉、肝脏、肾脏及膀胱盛京医院PET-CT中心18F-FDG PET-CT图像分析定量分析： 通过研究显像药物在体内分布的数量信息的变化，来进行PET诊断常用指标： 标准化摄取值（stand

9、ard uptake value，SUV)：是描述病灶摄取放射性多少的指标，是一个相对量，是病灶处对放射性药物的摄取与全身平均摄取之比 公式 病灶比活度（MBq/g) SUV=- 显像剂注射剂量（MBq）/体重（g）盛京医院PET-CT中心PET-CT在肿瘤中的应用 肿瘤诊断与分期绝大多数良恶性肿瘤鉴别诊断、肿瘤的分期分级以及全身情况的评估；疗效评估与监测手术后肿瘤残留情况或复发与疤痕组织的鉴别、放疗和化疗前后肿瘤病灶的变化、放射性肺炎与肿瘤复发的鉴别等及肿瘤转移灶的全身监测对原发灶不明的转移性肿瘤可以进行原发灶寻找或全身转移情况判断。指导活检和治疗 PET/ CT 引导可以有选择地对高FDG

10、摄取区进行穿刺,避免取材于病变坏死或纤维化区而引起假阴性的结果。 实体器官肿瘤介入后有无肿瘤残存的界定。改进放疗计划 明确肿瘤生物靶区的范围；提高肿瘤靶区的剂量,避免无效放疗；肿瘤治疗后残留或复发灶与坏死、纤维化的鉴别诊断。 67Ga肿瘤显像 非特异肿瘤显像一、理化性质、药物动力学和正常分布 67Ga位于元素周期表的3B族，由回旋加速器生产，电子俘获衰变，产生93（38%）、185（24%）、300（16%）和394keV（4%）四种射线，前三种射线丰度较高，被用于显像。其物理半衰期是78h。67Ga的物理性质并不适合显像，高能量的光子不适合现在的照相机晶体，其可穿透准直器而发生散射。目前大多

11、应用枸橼酸镓，因为有枸橼酸存在时，pH值可升至7-8而枸橼酸镓仍不发生水解。 67Ga枸橼酸在血循环中与转铁蛋白结合，通过转铁蛋白受体进入细胞。注射后24h内肾脏排泄15%-25，24h之后主要从结肠排泄。67Ga的清除速度很慢，生物半衰期为25天，给药后2天仍有75残留在体内。67Ga在肝脏摄取最高，其次是唾液腺、脾、骨髓和泪腺。泪腺摄取是由于和乳铁蛋白结合所致。67Ga也通过乳汁排泌。二、67Ga肿瘤显像的机制 肿瘤血供增加是67Ga到达肿瘤部位的保证，血管通透性增高可能对67Ga进入细胞起作用。 67Ga通过转铁蛋白受体结合到肿瘤细胞表面，然后被转运到细胞内与胞浆蛋白（铁蛋白和乳铁蛋白）

12、结合。67Ga还会与细胞器中的大分子结合。 67Ga只能被生长旺盛、有活力的肿瘤组织摄取，摄取程度与肿瘤代谢能力呈正相关。1、病人准备 2、静脉注射67Ga 296370MBq(810mCi)。3、采集条件 4、采集方法 注意在胸腹部采集时的视野尽可能避开肝脏。全身成像时，需要进行前后位显像，每个体位计数应大于1500K。5、图像处理 根据仪器，正确选用适当的滤波进行图像处理。三维动态显像有助于发现异常病灶。三、显像方法 四、影像分析 67Ga正常分布 67Ga在肝脏摄取最高，其次为骨、骨髓和脾。唾液腺、泪腺和鼻粘膜也有摄取。 软组织本底较高，延迟显像可降低本底。影响67Ga探测肿瘤的因素 肿

13、瘤的组织类型、病变大小、正常软组织、胸骨和脊柱会影响肿瘤检查。 67Ga在正常肝、脾组织的摄取会影响该处肿瘤的探测。 先行99mTc硫胶体显像，99mTc硫胶体显像为冷区而在67Ga显像时被填充，则为异常影像，提示为肿瘤或感染。 五、临床应用与评价 （一）霍奇金病和非霍奇金淋巴瘤 霍奇金病患者右纵膈淋巴结显影 67Ga显像非霍奇金淋巴瘤腹部肠系膜和腹膜后淋巴结显影 67Ga被用于疾病分期、检测复发及残留组织，同时监测病人对放化疗的反应。通过67Ga显像可决定是否需进一步治疗、二线化疗或大剂量化疗和骨髓移植。（二）恶性黑色素瘤 大部分黑色素瘤（Melanoma）及其转移灶都与67Ga有亲和力。6

14、7Ga显像已经用于探测和观察正在接受化疗或免疫治疗的黑色素瘤病人。 （三）肝细胞癌 67Ga显像常用来与CT所见肝硬化病人的再生肝结节（假瘤）鉴别诊断。 肝细胞癌患者99mTc-硫胶体与67Ga显像，图像A为99mTc-硫胶体显像，可见肝内放射性缺损区，图像B可见67Ga填充。（四）肺癌 67Ga显像对肺癌（Pulmonary Carcinoma）诊断的敏感性在85%90%，检出率同样与肿瘤的大小及细胞类型有关。 67Ga还用于检测胸膜间皮瘤病灶范围和有无远处转移。67Ga在鉴别恶性间皮瘤和良性胸膜增厚时准确性高于胸片。（五）头颈部肿瘤 67Ga检测头颈部肿瘤的灵敏度为56%86，CT和MRI

15、为首选显像方法。67Ga常用于检测肿瘤治疗后复发，也能反映肿瘤治疗的有效性。 （六）腹部和盆腔肿瘤 67Ga显像诊断腹部和盆腔肿瘤的灵敏度不高。但67Ga显像能成功检测睾丸癌回流淋巴结的转移，其摄取在一定程度上与组织类型有关。 （七）软组织肉瘤 大多数软组织肉瘤浓聚67Ga，67Ga检测原发肿瘤、局部复发和转移瘤的灵敏度较高，可达93。 第 二 节 201Tl、99mTc-MIBI、99mTc-tetrofosmin肿瘤显像一、放射性药物（一）201Tl氯化亚铊 1理化性质：201Tl氯化亚铊是一种金属元素，位于周期表的A族。发射X射线和射线，物理半衰期73小时。2药代动力学和正常分布：201

16、Tl在体内的分布与局部血流量成正比。心脏、肝脏、肾脏、脾、骨骼肌肉和脑也有少量摄取。注射10min后心脏和大多数肿瘤摄取达最大，主要通过肾脏清除。3肿瘤摄取机制：肿瘤摄取201Tl存在多种机制，血流量对于放射性示踪剂的摄取至关重要。主要被活的肿瘤细胞摄取，结缔组织也有少量摄取，坏死组织无摄取。201Tl正常体内分布 正常氯化铊全身显像图（二）99mTcMIBI 1理化性质：99mTcMIBI为亲脂性阳离子复合物，具有140keV的单一能峰，适于照相机显像 。2药代动力学和正常分布：与201Tl相比，99mTcMIBI心脏摄取较少(2%)，放射性在心脏内保持固定。从血中清除迅速，分布于骨骼肌肉、

17、肝和肾脏。3肿瘤摄取机制： 细胞摄取99mTcMIBI与其亲脂性和电荷有关，其在细胞内的潴留还与它转运出细胞的速率有关。 正常体内分布（三）99mTctetrofosmin 1理化性质：99mTctetrofosmin是一种亲脂性阳离子二膦复合物。在氯化亚锡还原剂作用下，99mTcO4-和tetrofosmin反应生成99mTctetrofosmin。 2药代动力学和正常分布：心肌摄取99mTctetrofosmin非常迅速,与MIBI相同，在心脏中分布稳定，但从肺、血和肝中清除快。肝脏清除较MIBI迅速，利于右下方乳腺肿瘤的检出。3肿瘤摄取机制： tetrofosmin摄取机制与MIBI相似

18、，二者均为亲脂性阳离子复合物，摄取与血流灌注量、细胞内线粒体含量和细胞活力相关。 二、显像方法三、影像分析 正常可见心脏、肝、肾、肌肉及软组织吸收显像剂。 肿瘤病灶放射性分布明显高于健侧部位者为阳性，少许或无放射性分布者为阴性，T/N大于1.3以上（推荐值），考虑恶性病变，低于1.3者多为良性，RI呈正值者多符合恶性肿瘤。四、临床应用与评价 （一）脑部肿瘤 神经胶质瘤摄取201Tl与肿瘤分级相关：摄取越多，肿瘤分级越高，可用来观察治疗效果。201Tl能够定性HIV阳性病人脑内肿块的性质，如鉴别恶性淋巴瘤和弓形体病。99mTcMIBI也能用于脑部肿瘤诊断。（二）乳腺癌 乳腺癌摄取201Tl对诊断

19、乳腺癌的灵敏度高达97，而在纤维囊性病变中无201Tl摄取。由于99mTcMIBI的显像质量较好，1997年，FDA批准99mTcMIBI为乳腺显像的首选放射性药物。乳腺癌患者99mTcMIBI显像，A为左侧位和右侧位图像，B为正位图像，于右乳外上象限可见放射性浓聚灶。（三）肺癌 201Tl对原发性肺癌的检测敏感性约为85，对鉴别肺癌与良性结节有较高的准确性，对评估病人预后有临床价值。 自1989年Hassan报道99mTc-MIBI可用于肺癌的诊断与鉴别诊断以来，国内外见多篇报道。（四）骨和软组织肿瘤左图为骨肉瘤患者99mTc-MDP显像，右图为201Tl显像。 201Tl能有效鉴别良、恶性

20、骨疾患，检测骨和软组织肿瘤优于99mTcMDP和67Ga。99mTctetrofosmin与201Tl类似。（五）甲状腺癌 201Tl显像对甲状腺癌最大的好处是病人可以继续进行甲状腺激素替代治疗，可有效定位甲状腺癌，不足是201Tl对甲状腺癌并不特异，不能预测131I的治疗效果。临床上201Tl最主要的作用是在病人全身131I显像阴性而血清甲状腺球蛋白水平增高时对肿瘤进行定位。 （六）Kaposi肉瘤 201Tl可对AIDS病人胸部疾患进行鉴别诊断。 Kaposi肉瘤67Ga阴性，而201Tl阳性。 （七）其它肿瘤 第 三 节 99mTc-()-DMSA肿瘤显像一、显像机理 99mTc（）-D

21、MSA 被肿瘤细胞浓聚的确切机制有人认为99mTcO4（DMSA）2- 在血浆内可稳定存在，到达肿瘤组织后发生水解反应，产生磷酸根（PO43-）样的锝酸根（TcO43-）,以类磷酸样作用进入瘤细胞内。二、显像方法三、图像分析 99mTc（）-DMSA在肾脏放射性分布最高。鼻咽部、青年人肋软骨结合部、四肢大关节附近放射性较强。女性乳腺可有片状摄取与月经周期无关。胃肠无放射性分布。 四、临床应用与评价（一）甲状腺髓样癌 甲状腺肿块或伴有颈淋巴结肿大者，99mTc（）-DMSA显像见相应区域有高度局灶性放射性摄取，如果同时伴有血降钙素明显升高、脸色潮红、大便次数增多可确认该诊断。可诊断为甲状腺髓样癌

22、。（二）软组织肿瘤 99mTc（）-DMSA对原发性软组织肉瘤的诊断灵敏度为90100，特异性7178，准确性约为78，除特异性略低外，优于67Ga显像。 （三）肝脏肿瘤及卵巢癌 67Ga(67镓) 肺、肝癌、何杰金氏淋巴瘤201Tl(201铊) 甲状腺及甲状旁腺瘤、肺99mTc-MIBI 癌、乳腺和颅内肿瘤99mTc-PPM、PYM 肺部肿瘤、纵隔肿瘤99mTc-葡庚糖 脑瘤、肺癌99mTc-PMT 原发性肝癌99mTc()-DMSA 头颈及软组织肿瘤亲肿瘤显像剂临床应用一、基本概念与原理 放射免疫显像(radioimmunoimaging, RII) 通过使用放射性核素标记一定量的特异性抗

23、体，引入机体后，标记抗体与肿瘤表面的相关抗原产生特异性的抗原抗体免疫结合反应，形成抗原抗体免疫复合物，从而使放射性核素标记抗体在肿瘤部位产生特异性集聚，然后通过体外探测放射性核素在体内的分布可以发现肿瘤存在的部位、形态、大小、肿瘤灶的数量以及是否存在转移等情况，为临床判断肿瘤的位置、性质以及肿瘤侵犯范围、是否转移等提供科学依据。 二、放射免疫显像的方法三、影像分析（一）111InOncoScint正常分布 111InOncoScint显像时心血池、大血管放射性较高，骨髓、肝、脾和肠道摄取也较多，肾脏和膀胱放射性较少。 99mTcCEA-SCAN主要在肾脏和脾浓聚，其次为肝。肾脏放射性可导致伪影

24、。注射后显像时间越晚，肠道非特异性放射性越高。结肠手术部位浓聚放射性示踪剂，手术切口处也可见放射性增高。（二）111InOncoScint异常图像 在淋巴结分布区域或某一器官上出现放射性浓聚，提示肿瘤的可能性大。放免显像也能探测到远处转移。99mTcCEA-SCAN显像时肝脏出现热区或边缘为热区，中央为冷区的病变，应考虑转移，含有较多坏死组织的大的病变也可能显示冷区。（三）111InProstaScint图像分析 111InProstaScint的图像分析较为困难，因为进行盆腔SPECT时，缺乏正常的解剖学标志，单帧横断面影像的计数低，分辨率不高，同时放射性从肠道和膀胱清除会影响图像分析。四、

25、临床应用与评价 在肝癌、结直肠癌、卵巢癌、肺癌、胃癌、脑胶质瘤、成骨肉瘤、甲状腺癌、膀胱癌及前列腺癌等诊断方面的应用。 RII还可用于乳腺癌、恶性黑色素瘤、鼻咽癌、血栓性疾病、不明原因的发热、心肌炎、动脉粥样硬化等的检测。 结肠癌放免显像图结肠脾曲癌伴肝转移 卵巢癌放射免疫显像图第 六节肿瘤受体显像 一、肿瘤神经肽受体显像 肿瘤细胞受多种内源性肽（包括许多激素和生长因子）的调节，这些肽包括生长抑素，血管活性肠肽，肿瘤坏死因子和血管生成因子。 受体显像是利用放射性核素标记的配体（包括各类激素、神经递质、神经调节剂、生长因子、生长抑素、细胞激动素等）与靶组织高亲和力特异受体蛋白相结合的原理，显示体

26、内受体空间分布、密度的一种方法，是集配体受体结合的高特异性和核素探测的高灵敏性于一体的显像技术。（一）原理 （二）生长抑素受体显像1生长抑素和生长抑素受体 生长抑素是一种由下丘脑、垂体腺、脑干、胃肠道和胰腺产生的多肽激素，它作为神经递质能够抑制神经内分泌细胞产生和分泌激素。在中枢神经系统之外，它的激素作用包括抑制生长激素、胰岛素、胰高血糖素、胃泌素、5羟色胺和降钙素的释放，还具有抗肿瘤增生和调节免疫活性的作用。 表达生长抑素受体的肿瘤分为三类：（1）神经内分泌肿瘤和APUD瘤，包括垂体腺瘤，胃内分泌性肿瘤（类癌瘤，胃腺瘤，胰岛瘤），嗜铬细胞瘤，甲状腺髓样癌和小细胞肺癌；（2）中枢神经系统肿瘤（

27、星形细胞瘤，脑膜瘤和成纤维细胞瘤）；（3）其它肿瘤，包括淋巴瘤，乳腺癌，肺癌和肾细胞癌。2显像方法（1）显像剂 111InOctreoScan （2）病人准备 无特殊准备 （3）显像方法 一般显像前停止奥曲肽治疗37天。在4小时进行早期显像。在注射后24h，多部位静态平面显像。必要时行断层显像。腹部检查者注意清肠。 3临床应用 生长抑制激素受体显像已在国外大量开展，有文献报道了1000余例临床应用结果，认为可定位垂体瘤、胃泌素瘤、胰岛瘤、高血糖素瘤、副神经节瘤、成神经细胞瘤、嗜铬细胞瘤、甲状腺髓样癌及类癌等多种神经内分泌肿瘤，阳性率为60100，是胃泌素瘤、胰岛瘤、高血糖素瘤等肿瘤术前首选的定