核医学教学课件：神经核医学

1、神经核医学NUCLEAR NEUROLOGY概 述神经系统核医学显像方法 核素脑血管动态显像与静态显像（普通脑显像） 脑血流灌注显像(r-CBF) PET脑显像（血流、代谢、受体显像） 脑脊液循环系统显像 其它(脑肿瘤显像)神经系统核医学显像的临床应用 脑血管疾病 大脑功能异常疾病（癫痫、痴呆、精神及情感异常） 脑肿瘤 脑受体、脑代谢研究 脑脊液循环异常、脑脊液漏神经系统核医学显像的发展历程与展望脑血流灌注显像（regional cerebral blood flow imaging; SPECT rCBF imaging )原理 (Principle)显像剂能够自由通过血脑屏障（BBB）进入

2、脑细胞，由于“自毁机制” ，能在适当长的时间内在脑内分布保持相对稳定。显像剂进入脑细胞的量与注射药物时局部脑血流量呈正比，并与脑细胞功能有关。显像剂衰变时发射出射线，并能穿透人体，在体外利用核医学显像设备（SPECT）探测脑内放射性的分布。脑内放射性分布代表显像剂的分布，显像剂分布代表局部脑血流情况以及脑细胞功能。适应证1.诊断短暂脑缺血性发作(TIA）。2.脑梗塞的早期诊断及脑血管疾病治疗前后的效果评价；3.原发性癫痫病灶的定位诊断；4.Alzheimer病的诊断与鉴别；5.偏头痛的定位诊断；6.精神和情感障碍性疾病的辅助诊断；7.脑肿瘤的定位及血供评价；术后或放疗后复发与瘢痕的鉴别诊断。8

3、.作为脑生理与心理学研究与评价的有效工具。9.其他脑部疾病的局部血流和功能判断。显像剂分类：锝标记显像剂胺类显像剂弥散性脑显像剂共同特点：小分子脂溶性电中性1.锝标记显像剂常用的有：99mTc-HMPAO (六甲基丙叉二胺肟)99mTc-ECD (双半胱乙酯)常用剂量： 555-925 MBq(15-25 mCi)99Tcm-ECD(99Tcm-双半胱乙脂)99Tcm-HMPAO(99Tcm-六甲基丙基胺肟)两者的共同特点是：(1) .具有上述血流显像剂的基本特性；(2) .满足脂溶性、电中型及小分子要求；(3) .均以TcO3+作为中心离子，通过化学键和配位键与配体分子相连形成的赘合物；(4

4、) .脑摄取率均介于48，血中清除速率较快；(5) .脑及全身辐射剂量低。两者的不同点:99mTc-HMPAO的主要优点是脑内分布相对稳定，灰质/白质分布比值较低(约为1.6左右)，对白质病变检测可能有利； 主要缺点是放化纯度不稳定，制备后需在短期内使用。99mTc-ECD的主要优点是放化稳定性极好，制备后放置24h放化纯度仍90；灰/白质比值较高(约为2.2左右)，有利于皮质小病灶的检出。主要缺点是脑内分布随时间有轻微变化，脑内总放射性1小时可减少约10。 2.胺类显像剂 123I-IMP 安菲他明 123I-IMP在脑内的放射性浓集量是一个逐渐积累的过程，约在注射后2030min达到高峰并

5、保持相对平衡，此时局部放射性分布与血流呈正比，灰质/白质比值较高，1h之内脑内分布相对稳定。 随后，因123I-IMP在脑内的不断被洗出和肺内摄取不断地释放，加之脑组织的再摄取，脑内123I-IMP的分布呈动态平衡状态，而不再按固定比例反映脑血流的灌注情况。 延迟影像的这种“再分布”现象反映了局部脑组织的生存能力， 它和脑神经细胞的代谢有关。 临床常用剂量为3-5mCi，静脉“弹丸”注射.3.弥散性脑血流脑显像剂 133Xe(氙) 作为脂溶性惰性气体，133Xe是弥散性脑血流显像剂的典型代表，半衰期为5.27天，衰变时除发射出(射线外，还发射以81keV为主的特征X射线。 它以弥散方式自由通过

6、BBB被脑细胞摄取与清除，脑细胞的摄取量与局部血流量呈正比，但在脑内滞留时间暂短。 133Xe在脑内停留时间短暂，需用动态SPECT拍摄133Xe脑摄取和清除的系列断层影像，显示和计算rCBF，并同时计算灰质及白质的血流量。显像方法(一)显像前准备1. 封闭甲状腺2. 封闭脉络丛和甲状腺3. 封闭视听4. 调节探头和床5. 固定头部6. 确定OM线7. 保持安静(二) 影像数据采集 SPECT探头配置低能高分辨型准直器，如有可能应选扇形准直器，以提高灵敏度和分辨率，探头尽可能接近头颅。 采集矩阵：128128，旋转360，5.66.0帧，共采集6064帧投影像； 采集时间应根据脑组织中净放射性

7、计数确定。 一般情况下，每帧图像计数应大于50K；Zoom 1.0， 99mTc能峰140keV，窗宽20， 133Xe的能峰80keV，窗宽20；123I能峰159keV，窗宽20。(三) 影像重建 包括滤波、反投影重建、衰减效正、OM线的校正、横断面、冠状面与矢状面的重建等。 滤波的选择应根据实验结果确定，也可根据仪器厂家所推荐滤波模式；而断层层厚可根据临床需要及仪器的分辨率确定。(四) 介入试验药物介入试验 乙酰唑胺介入试验人为干预介入试验 过度换气诱发试验生理刺激 肢体运动、视觉及听觉刺激认知作业物理性干预 针刺激发试验影像分析（一）正常影像 左右基本对称 The well ident

8、ification of internal capsule and caudate nuclei are markers of images with satisfactory resolution. 由于99mTc-HMPAO或ECD等脑血流灌注显像剂进入脑细胞的量与局部血流量呈正比。 功能活跃及局部血流丰富的灰质区域放射性分布较高，如大、小脑皮质、基底节、丘脑及脑干等；而白质区放射性分布较低，脑室区域放射性分布呈缺损改变。 灰质区中，由于各自的功能与血流并不相同，放射性分布也随之差异很大，以小脑、基底节及大脑枕叶最高，额叶次之。Transaxial sectionsCoronal sect

9、ionsSagittal sectionsMaximum intensity projectionSurface three dimension 正常局部脑血流断层显像临床应用(一) 短暂脑缺血发作（TIA） TIA是颈动脉或椎-基底动脉系统的短暂血液供应不足引发，临床表现为发病突然，缓解较快，几分钟或几小时的局灶性神经功能缺失，24小时内可完全恢复，有反复发作的病史。 如果在发病后立即或短时间内进行核素脑血流显像，此时虽然临床症状明显改善或消失，但脑血流灌注显像可见局部放射性分布异常减低。 脑血流灌注显像对TIA患者局部脑缺血病灶的检出率约为40%左右，明显高于CT的检出率。 rCBF显像有

10、助于TIA的确诊及预后判断。 Rest status slightly decreased density in the regional frontal lobe Diamox intervention obvious decreased density in the regional frontal lobe(二).脑梗塞由脑血管的阻塞而引起缺血性性坏死或软化，导致脑梗塞。脑梗塞可发生在脑的任何部位，但以大脑中动脉供应区最易受累。 在脑梗塞急性期，由于血流中断，局部无放射性示踪剂进入，血流灌注显像表现为局部异常缺损区，诊断阳性率为90-95%以上；此时，CT及MRI常可能为阴性。梗塞后2-

11、3天，局部水肿消退，梗塞区显示为边缘清晰的低密度区，在CT及MRI检查中见明确阳性。Multiple decreased density交叉性失联络(crossed diaschisis; CCD)： 脑梗塞病人行rCBF显像时缺血区大脑皮质放射性分布表现为局限性减低或缺损，同时对侧小脑、大脑或丘脑等处放射性分布亦可见明显减低。其原因可能与神经纤维联系中断有关，有助于一些临床症状的解释。过度灌注(luxury perfusion)： 发病数日后，在梗死区周围出现放射性分布增高影，可能由于正常脑血管自主调节功能减弱，毛细血管增生，神经细胞膜渗透性发生变化以及侧枝循环造成窃血使局部脑血流增多所致。

12、脑血流灌注显像见放射性减低区的范围大于CT及MRI。与CT和MRI相比，核素脑血流灌注显像不仅能定位脑梗塞部位，而且能发现一些CT及MRI无法见到的特殊表现，如交叉性失联络及过度灌注，有助于一些临床症状的解释。脑灌注显像在疗效观察和预后评估方面有很好的临床价值。对小的腔隙性脑梗及白质梗塞灶不敏感。(三).癫痫 癫痫是临床常见的一种神经系统疾病，以病程中反复发作的大脑神经元异常超同步放电所致的突然性的，暂时性的中枢神经系统功能紊乱为特征，表现为运动、感觉、意识、行为及自主神经等不同程度的障碍，或兼有之。根据病因可分为原发性与继发性癫痫。 脑血流灌注显像表现为发作间期脑内特定部位放射性分布异常减低

13、，以颞叶、额叶和顶叶多见，诊断灵敏性为60-70%；发作期见原有减低区有明显的放射性填充或明显高于周围组织，诊断灵敏性达90%左右。SPECT Regional decreased densityRegional increased density(四).Alzheimer病 Alzheimer病(AD)是大脑皮层的一种变性疾病，是痴呆的最常见类型。早期诊断较为困难，中晚期病理学表现为弥漫性大脑皮层萎缩，脑室扩大和脑沟增宽，神经纤维缠结脂褐质集聚等。 脑血流灌注显像显示脑内多处放射性异常减低区，主要位于颞顶叶，多为对称性。病情较轻者在右半球的颞顶区放射性分布减少，中等者波及到两侧额及枕叶，较重

14、者两侧额及颞顶区放射性分布更稀疏，中额区亦见下降。 局部脑血流的减低程度与脑细胞功能的低下程度及病情密切有关。Symmetric decreased density 提示： 与AD不同，其他类型的痴呆并不表现为两侧对称性放射性分布的减低。多发性梗塞性脑痴呆可见大脑各叶皮质多个局部血流和脑细胞功能低下区，CT容易定位诊断；(五).脑肿瘤 核素脑血流灌注显像在脑肿瘤定位诊断中不及CT和MRI， 但在肿瘤良恶性鉴别、治疗效果评价及复发病灶的鉴别诊断方面则有优势。 高度恶性的神经胶质瘤和神经母细胞瘤则见瘤区放射性分布异常增高，生长速度较快者由于中心部坏死，可见放射性分布减少呈环状。但多数胶质瘤表现为放

15、射性减少。在复发性脑肿瘤病变局部可见放射性分布增高，而瘢痕和水肿等则为放射性分布减少。(六).脑损伤 脑挫伤的血流灌注显像表现为两侧大脑半球血流灌注的不对称及一侧局部血流量的明显减低，脑内放射性分布紊乱，明显不均匀，不对称，呈花斑状。头皮、蛛网膜下腔、颅底及鼻腔内皆见放射性异常浓集，白质脑室区扩大，血肿清除部位或挫伤部位可见明显放射性分布稀疏区或缺损区。 与CT相比，在绝大多数脑挫伤局部核素血流灌注显像的异常区大于CT所示病灶，可能与损伤灶周围组织水肿有关。Cerebral injuryOthers(七).偏头痛 偏头痛主要发作原因与颅内外血管的扩张或痉挛有关。 CT和MRI检查为阴性，SPE

16、CT显像在发病时常见局部放射性增多或减少，而临床症状消失后rCBF灌注和脑细胞功能恢复正常。(八).精神和情感障碍性疾病 SPECT用于诊断和研究不同类型的精神和情感障碍性疾病很有价值。 抑郁症以额叶放射性分布减低为主，病程较长者和病情进展较快者常伴有脑萎缩； 躁狂症发作期额叶单侧或两侧局限性放射性分布增高，基底节亦增高。 听幻症发作期多见单侧或两侧颞叶局限性放射性分布稀疏。 抗精神药物中毒者以全脑弥漫性病变为特点，皮质变薄，放射性分布稀疏，但基底节功能亢进。(九).脑死亡 脑死亡是脑组织的不可逆性损害，表现为全脑的功能丧失及脑循环的终止，且无法恢复。 脑血流灌注显像在脑死亡的诊断中有独特价值

17、，能观察到脑循环的状态及存活脑组织对血流显像剂的摄取，显像结果表现为颈内动脉无血流灌注，脑组织无放射性显影，临床病理判断已证实了脑血流灌注显像对脑死亡诊断的正确性。Brain death(十)脑功能研究 Research of brain functionPET脑显像灌注显像代谢显像受体显像PET脑显像灌注显像代谢显像受体显像正常人13N-NH3 PET Normal TIA Brain infract13N-NH3H2O PET cerebral perfusion tomography脑PET灌注显像 （PET Brain perfusion）急性脑梗塞。右侧大脑梗塞出现对侧小脑灌注及功能

18、减低，大小脑失联络现象。治疗效果监测早期诊断TIA:ACZ试验激发前激发后正常人TIA REST STRESSPET脑显像灌注显像代谢显像受体显像18F-FDG PET 脑葡萄糖代谢显像Glucose FDG glucose 2-deoxy-2fluoro-glucoseOxygenCarbonFluorine一、原理葡萄糖几乎是脑的唯一能量来源葡萄糖 脑细胞内的葡萄糖BBB葡萄糖转运蛋白GUT己糖激酶磷酸化6磷酸葡萄糖(G-6-P)第二位 的羟基OH转变为H，形成2DG磷酸果糖激酶等CO2、H2O、ATP18F标记18FFDGGD-6-P己糖激酶进入脑细胞磷酸化 正常人脑内各区葡萄糖代谢影像

19、表现Normal distribution of 18F-FDG in the brain脑梗塞neurogliocytoma in the parietal lobe neurogliocytoma near the brain stem乳腺癌脑转移脑肿瘤恶性黑色素瘤放疗后8 年囊性形成并结节增强，复发? 晚期放射性反应?18-F-FDG PET:结节形成处放射性分布减低 ，为放疗后改变立体定向活检：未查到肿瘤组织级星形细胞瘤术后放疗后7年复发、恶性变（级） MRI 18F-FDG 13N- NH3 脑肿瘤摄取FDG高于13N-NH3，提示胶质瘤复发并恶性变。癫痫发作期脑局部葡萄糖代谢增高病

20、灶Ictal phase of epilepsyInterictal phase of epilepsy典型表现：双侧顶颞后部明显葡萄糖代谢对称性减低，双侧顶叶前部、双侧颞叶及双侧额叶放射性对称性减低痴呆分 期女性，56岁。记忆力减退10年，呈进行性下降，伴智力及定向力下降，部分生活不能自理。颅脑MRI和MRA均未见异常。FDG PET诊断AD早期病变。早期AD FDG PET脑影像，双侧顶、颞叶皮质对称性代谢减低AD晚期，双侧额顶颞叶葡萄糖代谢减低老年性痴呆:多影像比较99mTc-ECD SPECT 18F-FDG PET何娇，女，77岁，ECT:067097;PET:05514记忆力减退。

21、双侧额叶、颞叶血流灌注正常， 葡萄糖代谢摄取对称性减低。马芳，男，84岁，ECT:051687;PET:05513 鉴别不同类型的痴呆:血管性痴呆强迫症：双侧额叶对称性葡萄糖代谢增高 抑郁症：双侧额叶对称性葡萄糖代谢减低 11C类代谢显像剂11C-MET 蛋氨酸 脑内正常分布病人以癫痫大发作就诊临床最初怀疑脑炎CT:左颞叶低密度，未见增强T1W MRT2W MR脂肪抑制扫描序列（FSEIR-sequence）11C-methionine PET: 肿瘤轮廓清晰颅内占位病变，2004-9-10 左顶叶肿瘤部分切除术，术后病理诊断：左顶叶胶质瘤2-3级。术后伤口恢复良好。但术后不久即出现右侧肢体乏

22、力，无抽搐、癫痫样发作。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岁，PET：05862；2005-10-26脑组织局部葡萄糖氨基酸代谢影像 18F-FDG PET 11C-MET PET18F-FDG/13N-NH3/11C-MET PET脑显像：左顶叶局部炎症病变。张永能，男，29岁，PET：05860；2005-10-24右顶叶脑脓肿局部血流灌注、氨基酸、葡萄糖代谢影像；病灶细胞增殖为主，血管增殖不明显，符合炎性肉芽肿病变。叶秀绒，女，53岁，PET：05873。11C-Choline胆碱脑肿瘤显像三叉神经神经鞘瘤 MRI T1/Gd-DTPA 11C-Choline PETPET脑显像灌注显像代谢显像受体显像 脑受体显像F-18-memantin(NMDA-receptor)N-methyl-D-aspartateF-18 fluoro-2-deoxy-glucoseC-11-raclopride(dopamine D2 receptor)C-11-McN 5652(seroto