PET分子影像的临床应用新进展课件

PET分子影像的临床应用新进展PET分子影像的临床应用新进展1分子影像学概念什么是PET?什么是PET-CT/MR?PET-CT/MR的临床应用医院背景介绍报告内容分子影像学概念报告内容2分子影像学概念什么是PET?什么是PET-CT/MR?PET-CT/MR的临床应用医院背景介绍报告内容分子影像学概念报告内容3生命科学研究达到分子水平1953年发现DNA双螺旋1958年发现中心法则2005年人类基因组计划测序完成功能基因组学蛋白质组学现在现在转化生命科学研究达到分子水平1953年1958年2004近代医学&实验医学古代医学&经验医学现代医学&循证医学未来医学&精准医学医学发展开启“精准医疗”模式精准医疗：应用“现代遗传技术、分子影像技术、生物信息和大数据技术”结合患者生活环境和临床数据实现精准的疾病分类和诊断制定个性化的预防、治疗方案美国：一种新兴的综合考虑到居民基因、环境、生活方式等变量的疾病预防和治疗手段※对居民综合数据信息的搜集和分析英国：利用诊断测试和临床数据分析为患者选择最合适的治疗手段

※临床数据的收集中国：针对每一个病人的具体病情，正确选择并精确的应用适当的治疗方法，包含精准检测、精准诊断、精准治疗三个阶段※利益最大化近代医学&实验医学古代医学&经验医学现代医学&循证医学未来医51971年CT

1969年PET

1985年伦琴发现X-Ray

1977年MRI1942年超声成像分子影像学：在活体上对细胞和分子水平生物学过程进行成像并定性和定量研究的一门学科分子影像学概念提出者：1999年哈佛大学Ralph

weissleder教授美国医学会：未来最具有发展潜力的十大医学科学前沿领域之一21世纪的医学影像学1986年贝克勒尔发现放射性核素1971年CT1969年PET1985年67CT计算机体层成像7CT计算机体层成像889MRI磁共振成像9MRI磁共振成像分子影像学三要素：成像设备/分子靶点/分子探针分子影像学三要素：成像设备/分子靶点/分子探针10分子靶点决定疾病发展进程高表达/过表达NanoparticlesProteinsPeptidesSmallMoleculesRadioisotopesVirus,Cells1Å1nm10nm100nm1m100m

分子影像学三要素：成像设备/分子靶点/分子探针分子靶点决定疾病发展进程NanoparticlesProte1112高敏感性高靶向性高特异性高亲和力高稳定性良好药代动力学特征分子探针示踪剂亲合组件:配体、抗体、抗体片段配对核苷酸、蛋白质、肽类、化学小分子连接组件:灵活性亲水性受体-配体分子识别抗原-抗体分子识别酶-底物分子识别核苷酸链之间互补识别蛋白质-核苷分子识别蛋白质-蛋白质相互作用信号组件:FeMnGd18F64Cu99mTcCy5.5QD800超声微泡

PET分子成像的核心：分子靶点/分子探针12高敏感性高亲和力分子探针亲合组件:连接组件:受体-配体分分子影像学概念什么是PET?什么是PET-CT/MR?PET-CT/MR的临床应用医院背景介绍报告内容分子影像学概念报告内容13正电子发射断层扫描

PositronEmissionComputedTomography，简称PET临床应用最成熟的分子成像技术正电子核素11C,13N,15O,18F是人体组织的基本元素易于标记生命所需的各类化合物及其代谢产物或类似物而不改变他们的生物活性可参与人体的生理、生化代谢过程，准确的反应机体的代谢情况PET分子成像的敏感性最高PET可准确定量最大缺点：分辨率低正电子发射断层扫描

PositronEmissionCo14CT

(1979NobelPrize)MRI(2003NobelPrize)PET/CT获取形态结构信息形态结构功能分子PET/MRPET

获取功能分子信息同时获取信息临床前研究临床应用1998年1974年CTMRIPET/CT获取形态结构信息形态结构15PET/CT解剖与功能图像的融合解剖、组织、病理、功能、代谢、分子信息无创实时准确

定量PET/CT解剖与功能图像的融合解剖、组织、病理、功能、代谢16PET分子影像的临床应用新进展课件17关于PET/CT检查辐射剂量问题PET/CT辐射剂量:

PET的放射性药物，70Kg病人注射约4.9mSvCT提供解剖定位信息和衰减校正所致辐射剂量：2.4~13.5mSv单次PET/CT所致辐射的总有效剂量为20mSv左右

数字化PET和低剂量CT技术应用，PET/CT所致辐射最低至7.5mSv左右小于一次胸部CT平扫，最高可致18mSv，相当于胸部+腹部+盆腔CT扫描远远低于1次冠状动脉CTA的辐射剂量

单次PET/MR显像所致的辐射剂量为PET/CT的一半以下“全身PET/CT检查1次，相当于一个正常人30年所受的辐射”？“相当于在日本福岛核电站泄漏的第二天再福岛站了1天”？天然辐射：尤其是高空（坐飞机）、沙滩等

我国公众所受天然辐射每年平均3.1mSv，最高可达30mSv

一次性接受50mSv以下都是安全的关于PET/CT检查辐射剂量问题PET/CT辐射剂量:P18PET/CT对周围人员的辐射剂量问题18F-FDG10mCi2个小时

目前对于公众的最小年剂量限值1mSv/年PET/CT检查后2小时对周围人员的辐射相当于乘坐飞机1小时所接受的剂量所有检查方式所致胎儿的剂量均低于非癌症健康影响的剂量门槛JNuclMed2015;56:1218–1222PET/CT对周围人员的辐射剂量问题19分子影像学概念什么是PET?什么是PET-CT/MR?PET-CT/MR的临床应用医院背景介绍报告内容分子影像学概念报告内容20PET-CT/MR的应用范围肿瘤学75%-90%心脏病学10%-20%神经/精神系统10%-30%其他（器官移植、感染、发育）生理及药理实验PET-CT/MR的应用范围肿瘤学75%-90%21

0期I期II期III-IV期现有诊断/治疗方法死亡率基于肿瘤发展到一定体积为前提肿瘤发展过程22肿瘤发生过程分子诊断/治疗方法肿瘤学：肿瘤筛查、早期检测、良恶性鉴别、精准分期寻找原发灶/转移灶、疗效评估、指导穿刺活检、指导个体化医疗功能代谢改变解剖结构改变远处广泛转移肿瘤干细胞基因突变异常蛋白原位癌0期I期II期III-IV期现有诊断/治疗方法死亡率基于肿18F-FDGPET分子成像的病理生理学基础Warburg现象：恶性肿瘤糖酵解明显高于正常组织恶性肿瘤细胞葡萄糖转运蛋白和己糖激酶表达/活性增高恶性肿瘤细胞有异常增殖，需要大量的能量来维持，葡萄糖是组织细胞能量的主要来源之一18F-FDGPET分子成像的病理生理学基础Warburg23肿瘤PET-CT/MR检查适应症肿瘤家族史人群尤其是食道癌、肺癌、乳腺癌、胃癌及肠癌等常见恶性肿瘤肿瘤标志物升高

甲胎蛋白（AFP）、癌胚抗原（CEA）糖类抗原125（CA125）、糖类抗原15-3（CA15-3）、糖类抗原19-9（CA19-9）、糖类抗原72-4（CA72-4）、前列腺特异抗原（PSA）长期慢性疾病有些疾病处于从良性病变到发生癌变的中间阶段，如肝炎、肝硬化、胃溃疡、直肠息肉、宫颈炎等。癌前病变虽不等于癌症，但极易在不知不觉中发生癌变肿瘤疑似病人临床怀疑肿瘤、常规血液学检查或影像学检查怀疑肿瘤肿瘤PET-CT/MR检查适应症肿瘤家族史人群24患者，女，54岁肿瘤家族史偶有咳嗽，无胸痛、发热等不适左肺下叶腺癌肿瘤筛查/体检患者，女，54岁左肺下叶腺癌肿瘤筛查/体检25肿瘤已经确诊人群肿瘤分期分级、寻找原发灶、寻找转移灶、疗效评估、确定体检或其他影像学方法发现的异常组织为肿瘤组织残存还是治疗后坏死或纤维化、为活检确定有诊断意义的穿刺靶点、指导放疗计划制订、指导个体化医疗/精准医疗肿瘤PET-CT/MR检查适应症肿瘤已经确诊人群肿瘤PET-CT/MR检查适应症26肿瘤良恶性鉴别男性，26岁，CT右肺下叶前基底段胸膜下一结节灶，PET/CT未见FDG摄取增高，提示良性病变。临床随访9月，结节大小无变化

肿瘤良恶性鉴别男性，26岁，CT右肺下叶前基底段胸膜下一结节27临床分期肿瘤临床分期主要依赖影像学技术，特别是CT，但是CT等常规影像对直径<1cm的纵膈淋巴结浸润和探测无症状的远处转移灶的准确性仍较低。PET可一次获得全身的断层图像，对全身远处器官的转移可从不同的断面和角度进行观察,对探测不明的转移灶敏感性和特异性均高于CT等常规检查

临床分期肿瘤临床分期主要依赖影像学技术，特别是CT，但是CT28肿瘤十大分子特征避免免疫摧毁(AvoidingImuneDestruction)促进肿瘤进展的炎症(TumorPromotionInflamation)细胞能量异常(DeragulatingCellularEnergatics)基因不稳定和突变(GenomeInstabilityandMutation)抵抗细胞死亡(ResistingCellDeath)自给自足的生长信号(Self-SufficiencyinGrowthSignals)潜力无限的复制能力(LimitlessReplicativePotential)持续的血管生成（SustainedAngiogenesis）组织浸润和转移(TissueInvasionandMetastasis)抗生长信号的不敏感（InsensitivityoAntigrowthSignals）肿瘤避免免疫摧毁(AvoidingImuneDestru2918F-FLT显像原理及应用原理：18F-FLT是一种胸腺嘧啶类似物，通过被动扩散或Na+依赖的转运蛋白进入细胞内，被胸苷激酶磷酸化为18F-FLT戊糖环，由于3位被18F取代，使DNA无法合成，同时也抑制了胸苷磷酸化酶降解，从而滞留在胞内。反映肿瘤细胞增殖状态，与肿瘤的生长、浸润、复发、转移等生物学行为和预后密切相关18F-FLT18F-FDG胃小弯侧胃癌患者（女，63岁）18F-FDG显示胃小弯侧胃壁增厚SUVmax:3.0218F-FLT显示胃小弯侧胃壁增厚SUVmax:7.3418F-FLT显像原理及应用原理：18F-FLT是一种胸腺嘧30碳-[11C]蛋氨酸（11C-MET）显像原理及应用在体内显示氨基酸的转运、代谢和蛋白质的合成情况，肿瘤组织中不仅糖代谢旺盛，蛋白代谢也会增加，与蛋白质代谢相关的氨基酸也可用作肿瘤造影剂。11C-MET能够被脑胶质瘤所摄取，而正常组织对其摄取量很低，故能很好的提高图像的肿瘤/正常组织比，易于肿瘤的鉴别诊断。肿瘤良恶性鉴别、区分肿瘤的复发和坏死11C-MET化学合成患者，男/50岁，右肺腺癌怀疑脑转移。11C-MET右侧额顶叶交界处及右侧额叶见局限放射性浓聚，同机CT见大片低密度水肿带碳-[11C]蛋氨酸（11C-MET）显像原理及应用在体内显31碳-[11C]胆碱显像原理及应用磷酸胆碱是细胞膜的重要组成，胆碱为磷酸胆碱的前体物质。恶性肿瘤细胞在增殖过程中需要大量的磷酸胆碱合成细胞膜，由此表现为细胞膜成分高代谢，对11C-Choline有很高的摄取量对应的正常或炎症组织对11C-Choline摄取量很少肿瘤细胞增殖活跃，需要大量胆碱作为原料合成磷脂酰胆碱在炎症组织中不摄取，经肝胆系统排泄11C-胆碱的合成过程患者，男/61岁，肺癌脑转移化疗后复查11C-胆碱PET/CT显像，右侧额叶及枕叶胆碱高代谢，周围大片水肿，考虑化疗后活性尚存碳-[11C]胆碱显像原理及应用磷酸胆碱是细胞膜的重要组成，32碳-[11C]乙酸盐显像原理及应用11C-乙酸盐作为氨基酸及甾醇合成的前体，参与脂肪酸代谢，不受能量底物葡萄糖、脂肪酸等变化的影响，在肝脏肿瘤细胞中主要反映游离脂肪酸的合成情况，有可能弥补18F-FDGPET/CT显像的不足患者，男/52岁，肝癌治疗后复查。肝右叶碘油沉积区未见异常11C-乙酸盐和18F-FDG摄取；肝右前叶大片低密度影，见其中两处11C-乙酸盐放射性浓聚灶，18F-FDG未见异常，综合考虑为病灶活性尚存。11C-乙酸盐18F-FDG碳-[11C]乙酸盐显像原理及应用11C-乙酸盐作为氨基酸及33神经系统疾病PET-CT/MR检查适应症癫痫定位对脑癫痫病灶准确定位，为外科手术或伽玛刀切除癫痫病灶提供依据痴呆（AD）诊断

早老性痴呆的早期诊断、分期并与其它类型痴呆如血管性痴呆进行鉴别帕金森氏病（PD）诊断帕金森病的脑受体分析，进行疾病的诊断和指导治疗脑血管疾病

PET可以敏感地捕捉到脑缺血发作引起的脑代谢变化，因此可以对一过性脑缺血发作（TIA）和烟雾病等进行全面的评估药物研究

进行神经精神药物的药理学评价和指导用药，观察强迫症等患者脑葡萄糖代谢的变化情况，为立体定向手术治疗提供术前的依据和术后疗效随访等神经系统疾病PET-CT/MR检查适应症癫痫定位34难治性癫痫

神经胶质增生

神经元丢失

淀粉样脂质体

含铁血黄素沉积

其他约30%癫痫患者为药物难治，需要进行外科干预难治性癫痫的外科治疗手段包括切除性手术，阻断性手术和刺激性手术难治性癫痫神经胶质增生约30%癫痫患者为药物难治，需要进行35难治性癫痫难治性癫痫36皮层发育不良IIa型，Engel

I级术后癫痫完全缓解皮层发育不良IIa型，EngelI级术后癫痫完全缓解37发病率随年龄增长而增加，据流行病学调查，55岁以上的老年人口中，大约有1%的人患有此病

1817年Parkinson首先描述，是一种老年人常见的原因不明的神经系统变性病，主要是黑质纹状体系统，尤其是黑质致密部多巴胺神经元变性缺失，而使多巴胺含量明显降低，而产生的一系列的临床表现，其病理上的主要变化是：在黑质纹状体变性的残留神经元胞浆内出现特征性的嗜酸性包涵体，即Lewy小体。帕金森氏病发病率随年龄增长而增加，据流行病学调查，55岁以上的老年人口38[18F]dopa[11C]DTBZ[11C]MP[11C]b-CFT[18F]b-CFT[99mTc]TRODAT-111C-raclopride123I-IBZM123I-epidepride脑多巴能系统PET分子成像

[18F]dopa[11C]DTBZ[11C]MP11C-r3911C-CFT分子结构PET成像原理多巴胺转运体(DAT)为控制脑内多巴胺(DA)关键因素。DAT变化能准确反映突触前DA能神经元变化，且其功能或密度改变与DA能神经元数量变化一致。11C-CFT能特异性结合并标记DAT，因而可借此分析活体内DAT的分布和密度状态，用于早期PD鉴别诊断。2β-甲酯基-3β-(4-氟苯基)-(N-11C-甲基)托品烷11C-CFT分子结构PET成像原理多巴胺转运体(DAT)为402005.11

双手抖动

伴行动迟缓

记忆力下降

行11C-CFT明确病变程度

2005年2012年2014年11C-CFT评价帕金森病变进展程度

2005.11

双手抖动

伴行动迟缓

记忆力下降

行1141阿尔茨海默病（Alzheimer’sDisease,AD）是一种神经细胞退行性疾病进行性记忆和后天获得的知识丧失直到最后丧失生活能力给家庭和社会带来沉重的负担严重的社会和医疗卫生问题老年性痴呆Alzheimer’sdisease阿尔茨海默病（Alzheimer’sDisease,AD42淀粉样斑块形成老年斑(SP)阿尔茨海默病的主要病理特征

神经纤维缠结(NFs)ABC法×400bodian染色法×400标志性蛋白：ß－淀粉样蛋白为其重要分子特征淀粉样斑块形成老年斑(SP)阿尔茨海默病的主要病理特征神经4311C-PIB分子结构PET成像原理β淀粉样蛋白(Aβ)斑块的存在与局部富集是阿尔兹海默症(AD)的特征之一。正常人群脑皮质内没有淀粉样蛋白物质沉积。11C-PIB为硫磺素衍生物，能够特异性结合并标记Aβ沉积，从而对AD进行鉴别诊断。[N-甲基-11C]2-[4’-(甲氨基)苯基]-6-羟基苯并噻唑11C-PIB分子结构PET成像原理β淀粉样蛋白(Aβ)斑块443.00.01.5ControlAlzheimer’sDiseaseSummedimages:40–60minutespost-PIBinjectionSUVRRoweCC,etal11C-PIBPET11C-PIBPET分子成像诊断AD3.00.01.5ControlAlzheimer’sSum45心血管系统疾病PET-CT/MR检查适应症

主要研究方法心肌血流灌注显像Myocardialperfusionimaging心肌代谢显像Metabolismimaging心脏神经受体显像Cardiacneuroreceptorimging心肌阳性显像Hotspotimaging心血池显像与心室功能测定Cardiacbloodpool&ventricularfunction确定心肌梗死部位的大小范围、轻重程度，并对心肌的存活状况做出可靠评价，以判断心脏手术后的效果。PET/CT是公认的评估心肌活力的“金标准”，是心肌梗死再血管化等治疗前的必要检查对于介入治疗、冠状动脉搭桥手术具有重要的指导作用，可以明显提高动脉搭桥的手术成功率，对术后心功能的恢复情况进行预测心血管系统疾病PET-CT/MR检查适应症46PET心肌血流灌注显像：

13N-NH3静息显像联合负荷显像：冠心病心肌缺血的早期诊断：

负荷+静息冠心病危险程度分级负荷显像对冠心病的预测价值：高危人群阳性率较高冠心病预后疗效评价：冠脉搭桥、PTCA急性心肌梗死的诊断、范围评估急性胸痛的评估：指导溶栓治疗StressRestStressRest心肌缺血心肌梗死StressRestPET心肌血流灌注显像：静息显像联合负荷显像47PET心肌代谢/灌注显像：18F-FDG&13N-NH3右侧冠状动脉心肌梗死，置入stent支架后，造影再通为三级治疗前，氨水显像显示下壁、后侧壁放射性分布稀疏、缺损18F-FDG显像显示下壁、后侧壁放射性完全填充，提示下壁、后侧壁心肌梗死、存活介入后3个月复查，氨水和18F-FDGPET显示下壁、后侧壁放射性分布一致，完全恢复正常PET心肌代谢/灌注显像：18F-FDG&13N-NH48细胞外基质损伤动脉粥样斑块形成代谢异常微循环建立凋亡基因表达异常血管生成神经递质异常干细胞归巢49心血管疾病的十大特征炎性促进不稳定斑块分子成像血管靶向分子成像神经递质分子成像小RNA分子成像凋亡分子成像灌注成像代谢分子成像细胞示踪分子成像细胞外基质损伤动脉粥样斑块形成代谢异常微循环建立凋亡基因表达分子影像学概念什么是PET?什么是PET-CT/MR?PET-CT/MR的临床应用医院背景介绍报告内容分子影像学概念报告内容50

创建于1907年，又名湖北省人民医院、武汉大学第一临床学院，是卫生部评定的国家首批三级甲等医院两个院区、4000张病床、5712职工专科最全的综合医院之一（86个临床医技科室）门诊400万，出院15.2万，手术7.6万拥有国家级重点学科1个；国家临床重点专科9个；国家985、211工程建设学科3个；湖北省重点学科15个；武汉市打造国家医疗服务中心临床重点专（学）科3个武汉大学人民医院心内科肿瘤科神经内外科精神心理科PET中心&分子影像中心创建于1907年，又名湖北省人民医院、武汉大学第一临床学院51国际领先回旋加速器Qilin

TRACERcenter-GMPPET-CT/MR

中心

&

分子影像研究中心占地面积3285平方米临床用PET-CT/MR三模式成像仪3套一体化全自动放射性药物合成仪科研用PET-CT/MR三模式成像仪科研用小动物PET-CT成像仪探针合成表征专用放射性化学/生物实验室湖北省唯一PET-CT/MR三模式成像系统全国最大分子影像研究中心国际最领先PET/CT回旋加速器中国国产第一台全数字PET/CT国际领先回旋加速器PET-CT/MR中心&分子影像研52洪正源

助理研究员分析化学

博士冯洪艳主治医师影像医学与核医学

博士李岚主管护师医学信息管理

硕士卜丽红主任医师影像医学与核医学博士王超技师生物信息工程硕士肖雄技师影像医学与核医学硕士中心团队建设

医师：主任医师1名主治医师3名技师：4名药师：2名护士/师：2名组建分子影像中心学术委员会进行中……研发工程师3名实验技术人员5名科研团队8名目前成员12名洪正源助理研究员冯洪艳主治医师李岚主管护师卜丽红主53肿瘤肿瘤十大分子特征分子靶向治疗指导放疗靶区勾画诊疗一体化神经精神痴呆、癫痫诊断帕金森氏病心脏和大血管心脏神经传导系统成像心肌存活性/心肌灌注成像高危斑块活体细胞示踪药物研发PET-CT/MR广泛应用于临床研究各领域肿瘤PET-CT/MR广泛应用于临床研究各领域54

分子影像研究中心助力全省

基础研究科研之旅探针合成：PET&SPECT/光学/磁共振成像拥有化学专业探针合成技术人员分子成像：活体PET/CT和PET/MR成像协助MR和光学分子成像实验方案咨询：PET/CT和PET/MR成像相关实验方案咨询和技术支持实验技术指导：分子成像实验技术指导包括光学/PET/SPECT/超声/MR分子成像肿瘤活体分子成像，指导分子靶向治疗方案规划，受益人群筛选和疗效监测神经/精神疾病的PET/MR成像的新技术研发和应用PET-CT/MR“一站式”全方位评价心脏功能、心律失常PET分子成像研究分子影像研究中心重点科研方向分子影像研究中心助力全省基础研究科研之旅探针合成：PE55欢迎各位领导莅临指导！欢迎各位领导莅临指导！56PET分子影像的临床应用新进展PET分子影像的临床应用新进展57分子影像学概念什么是PET?什么是PET-CT/MR?PET-CT/MR的临床应用医院背景介绍报告内容分子影像学概念报告内容58分子影像学概念什么是PET?什么是PET-CT/MR?PET-CT/MR的临床应用医院背景介绍报告内容分子影像学概念报告内容59生命科学研究达到分子水平1953年发现DNA双螺旋1958年发现中心法则2005年人类基因组计划测序完成功能基因组学蛋白质组学现在现在转化生命科学研究达到分子水平1953年1958年20060近代医学&实验医学古代医学&经验医学现代医学&循证医学未来医学&精准医学医学发展开启“精准医疗”模式精准医疗：应用“现代遗传技术、分子影像技术、生物信息和大数据技术”结合患者生活环境和临床数据实现精准的疾病分类和诊断制定个性化的预防、治疗方案美国：一种新兴的综合考虑到居民基因、环境、生活方式等变量的疾病预防和治疗手段※对居民综合数据信息的搜集和分析英国：利用诊断测试和临床数据分析为患者选择最合适的治疗手段

※临床数据的收集中国：针对每一个病人的具体病情，正确选择并精确的应用适当的治疗方法，包含精准检测、精准诊断、精准治疗三个阶段※利益最大化近代医学&实验医学古代医学&经验医学现代医学&循证医学未来医611971年CT

1969年PET

1985年伦琴发现X-Ray

1977年MRI1942年超声成像分子影像学：在活体上对细胞和分子水平生物学过程进行成像并定性和定量研究的一门学科分子影像学概念提出者：1999年哈佛大学Ralph

weissleder教授美国医学会：未来最具有发展潜力的十大医学科学前沿领域之一21世纪的医学影像学1986年贝克勒尔发现放射性核素1971年CT1969年PET1985年6263CT计算机体层成像7CT计算机体层成像64865MRI磁共振成像9MRI磁共振成像分子影像学三要素：成像设备/分子靶点/分子探针分子影像学三要素：成像设备/分子靶点/分子探针66分子靶点决定疾病发展进程高表达/过表达NanoparticlesProteinsPeptidesSmallMoleculesRadioisotopesVirus,Cells1Å1nm10nm100nm1m100m

分子影像学三要素：成像设备/分子靶点/分子探针分子靶点决定疾病发展进程NanoparticlesProte6768高敏感性高靶向性高特异性高亲和力高稳定性良好药代动力学特征分子探针示踪剂亲合组件:配体、抗体、抗体片段配对核苷酸、蛋白质、肽类、化学小分子连接组件:灵活性亲水性受体-配体分子识别抗原-抗体分子识别酶-底物分子识别核苷酸链之间互补识别蛋白质-核苷分子识别蛋白质-蛋白质相互作用信号组件:FeMnGd18F64Cu99mTcCy5.5QD800超声微泡

PET分子成像的核心：分子靶点/分子探针12高敏感性高亲和力分子探针亲合组件:连接组件:受体-配体分分子影像学概念什么是PET?什么是PET-CT/MR?PET-CT/MR的临床应用医院背景介绍报告内容分子影像学概念报告内容69正电子发射断层扫描

PositronEmissionComputedTomography，简称PET临床应用最成熟的分子成像技术正电子核素11C,13N,15O,18F是人体组织的基本元素易于标记生命所需的各类化合物及其代谢产物或类似物而不改变他们的生物活性可参与人体的生理、生化代谢过程，准确的反应机体的代谢情况PET分子成像的敏感性最高PET可准确定量最大缺点：分辨率低正电子发射断层扫描

PositronEmissionCo70CT

(1979NobelPrize)MRI(2003NobelPrize)PET/CT获取形态结构信息形态结构功能分子PET/MRPET

获取功能分子信息同时获取信息临床前研究临床应用1998年1974年CTMRIPET/CT获取形态结构信息形态结构71PET/CT解剖与功能图像的融合解剖、组织、病理、功能、代谢、分子信息无创实时准确

定量PET/CT解剖与功能图像的融合解剖、组织、病理、功能、代谢72PET分子影像的临床应用新进展课件73关于PET/CT检查辐射剂量问题PET/CT辐射剂量:

PET的放射性药物，70Kg病人注射约4.9mSvCT提供解剖定位信息和衰减校正所致辐射剂量：2.4~13.5mSv单次PET/CT所致辐射的总有效剂量为20mSv左右

数字化PET和低剂量CT技术应用，PET/CT所致辐射最低至7.5mSv左右小于一次胸部CT平扫，最高可致18mSv，相当于胸部+腹部+盆腔CT扫描远远低于1次冠状动脉CTA的辐射剂量

单次PET/MR显像所致的辐射剂量为PET/CT的一半以下“全身PET/CT检查1次，相当于一个正常人30年所受的辐射”？“相当于在日本福岛核电站泄漏的第二天再福岛站了1天”？天然辐射：尤其是高空（坐飞机）、沙滩等

我国公众所受天然辐射每年平均3.1mSv，最高可达30mSv

一次性接受50mSv以下都是安全的关于PET/CT检查辐射剂量问题PET/CT辐射剂量:P74PET/CT对周围人员的辐射剂量问题18F-FDG10mCi2个小时

目前对于公众的最小年剂量限值1mSv/年PET/CT检查后2小时对周围人员的辐射相当于乘坐飞机1小时所接受的剂量所有检查方式所致胎儿的剂量均低于非癌症健康影响的剂量门槛JNuclMed2015;56:1218–1222PET/CT对周围人员的辐射剂量问题75分子影像学概念什么是PET?什么是PET-CT/MR?PET-CT/MR的临床应用医院背景介绍报告内容分子影像学概念报告内容76PET-CT/MR的应用范围肿瘤学75%-90%心脏病学10%-20%神经/精神系统10%-30%其他（器官移植、感染、发育）生理及药理实验PET-CT/MR的应用范围肿瘤学75%-90%77

0期I期II期III-IV期现有诊断/治疗方法死亡率基于肿瘤发展到一定体积为前提肿瘤发展过程78肿瘤发生过程分子诊断/治疗方法肿瘤学：肿瘤筛查、早期检测、良恶性鉴别、精准分期寻找原发灶/转移灶、疗效评估、指导穿刺活检、指导个体化医疗功能代谢改变解剖结构改变远处广泛转移肿瘤干细胞基因突变异常蛋白原位癌0期I期II期III-IV期现有诊断/治疗方法死亡率基于肿18F-FDGPET分子成像的病理生理学基础Warburg现象：恶性肿瘤糖酵解明显高于正常组织恶性肿瘤细胞葡萄糖转运蛋白和己糖激酶表达/活性增高恶性肿瘤细胞有异常增殖，需要大量的能量来维持，葡萄糖是组织细胞能量的主要来源之一18F-FDGPET分子成像的病理生理学基础Warburg79肿瘤PET-CT/MR检查适应症肿瘤家族史人群尤其是食道癌、肺癌、乳腺癌、胃癌及肠癌等常见恶性肿瘤肿瘤标志物升高

甲胎蛋白（AFP）、癌胚抗原（CEA）糖类抗原125（CA125）、糖类抗原15-3（CA15-3）、糖类抗原19-9（CA19-9）、糖类抗原72-4（CA72-4）、前列腺特异抗原（PSA）长期慢性疾病有些疾病处于从良性病变到发生癌变的中间阶段，如肝炎、肝硬化、胃溃疡、直肠息肉、宫颈炎等。癌前病变虽不等于癌症，但极易在不知不觉中发生癌变肿瘤疑似病人临床怀疑肿瘤、常规血液学检查或影像学检查怀疑肿瘤肿瘤PET-CT/MR检查适应症肿瘤家族史人群80患者，女，54岁肿瘤家族史偶有咳嗽，无胸痛、发热等不适左肺下叶腺癌肿瘤筛查/体检患者，女，54岁左肺下叶腺癌肿瘤筛查/体检81肿瘤已经确诊人群肿瘤分期分级、寻找原发灶、寻找转移灶、疗效评估、确定体检或其他影像学方法发现的异常组织为肿瘤组织残存还是治疗后坏死或纤维化、为活检确定有诊断意义的穿刺靶点、指导放疗计划制订、指导个体化医疗/精准医疗肿瘤PET-CT/MR检查适应症肿瘤已经确诊人群肿瘤PET-CT/MR检查适应症82肿瘤良恶性鉴别男性，26岁，CT右肺下叶前基底段胸膜下一结节灶，PET/CT未见FDG摄取增高，提示良性病变。临床随访9月，结节大小无变化

肿瘤良恶性鉴别男性，26岁，CT右肺下叶前基底段胸膜下一结节83临床分期肿瘤临床分期主要依赖影像学技术，特别是CT，但是CT等常规影像对直径<1cm的纵膈淋巴结浸润和探测无症状的远处转移灶的准确性仍较低。PET可一次获得全身的断层图像，对全身远处器官的转移可从不同的断面和角度进行观察,对探测不明的转移灶敏感性和特异性均高于CT等常规检查

临床分期肿瘤临床分期主要依赖影像学技术，特别是CT，但是CT84肿瘤十大分子特征避免免疫摧毁(AvoidingImuneDestruction)促进肿瘤进展的炎症(TumorPromotionInflamation)细胞能量异常(DeragulatingCellularEnergatics)基因不稳定和突变(GenomeInstabilityandMutation)抵抗细胞死亡(ResistingCellDeath)自给自足的生长信号(Self-SufficiencyinGrowthSignals)潜力无限的复制能力(LimitlessReplicativePotential)持续的血管生成（SustainedAngiogenesis）组织浸润和转移(TissueInvasionandMetastasis)抗生长信号的不敏感（InsensitivityoAntigrowthSignals）肿瘤避免免疫摧毁(AvoidingImuneDestru8518F-FLT显像原理及应用原理：18F-FLT是一种胸腺嘧啶类似物，通过被动扩散或Na+依赖的转运蛋白进入细胞内，被胸苷激酶磷酸化为18F-FLT戊糖环，由于3位被18F取代，使DNA无法合成，同时也抑制了胸苷磷酸化酶降解，从而滞留在胞内。反映肿瘤细胞增殖状态，与肿瘤的生长、浸润、复发、转移等生物学行为和预后密切相关18F-FLT18F-FDG胃小弯侧胃癌患者（女，63岁）18F-FDG显示胃小弯侧胃壁增厚SUVmax:3.0218F-FLT显示胃小弯侧胃壁增厚SUVmax:7.3418F-FLT显像原理及应用原理：18F-FLT是一种胸腺嘧86碳-[11C]蛋氨酸（11C-MET）显像原理及应用在体内显示氨基酸的转运、代谢和蛋白质的合成情况，肿瘤组织中不仅糖代谢旺盛，蛋白代谢也会增加，与蛋白质代谢相关的氨基酸也可用作肿瘤造影剂。11C-MET能够被脑胶质瘤所摄取，而正常组织对其摄取量很低，故能很好的提高图像的肿瘤/正常组织比，易于肿瘤的鉴别诊断。肿瘤良恶性鉴别、区分肿瘤的复发和坏死11C-MET化学合成患者，男/50岁，右肺腺癌怀疑脑转移。11C-MET右侧额顶叶交界处及右侧额叶见局限放射性浓聚，同机CT见大片低密度水肿带碳-[11C]蛋氨酸（11C-MET）显像原理及应用在体内显87碳-[11C]胆碱显像原理及应用磷酸胆碱是细胞膜的重要组成，胆碱为磷酸胆碱的前体物质。恶性肿瘤细胞在增殖过程中需要大量的磷酸胆碱合成细胞膜，由此表现为细胞膜成分高代谢，对11C-Choline有很高的摄取量对应的正常或炎症组织对11C-Choline摄取量很少肿瘤细胞增殖活跃，需要大量胆碱作为原料合成磷脂酰胆碱在炎症组织中不摄取，经肝胆系统排泄11C-胆碱的合成过程患者，男/61岁，肺癌脑转移化疗后复查11C-胆碱PET/CT显像，右侧额叶及枕叶胆碱高代谢，周围大片水肿，考虑化疗后活性尚存碳-[11C]胆碱显像原理及应用磷酸胆碱是细胞膜的重要组成，88碳-[11C]乙酸盐显像原理及应用11C-乙酸盐作为氨基酸及甾醇合成的前体，参与脂肪酸代谢，不受能量底物葡萄糖、脂肪酸等变化的影响，在肝脏肿瘤细胞中主要反映游离脂肪酸的合成情况，有可能弥补18F-FDGPET/CT显像的不足患者，男/52岁，肝癌治疗后复查。肝右叶碘油沉积区未见异常11C-乙酸盐和18F-FDG摄取；肝右前叶大片低密度影，见其中两处11C-乙酸盐放射性浓聚灶，18F-FDG未见异常，综合考虑为病灶活性尚存。11C-乙酸盐18F-FDG碳-[11C]乙酸盐显像原理及应用11C-乙酸盐作为氨基酸及89神经系统疾病PET-CT/MR检查适应症癫痫定位对脑癫痫病灶准确定位，为外科手术或伽玛刀切除癫痫病灶提供依据痴呆（AD）诊断

早老性痴呆的早期诊断、分期并与其它类型痴呆如血管性痴呆进行鉴别帕金森氏病（PD）诊断帕金森病的脑受体分析，进行疾病的诊断和指导治疗脑血管疾病

PET可以敏感地捕捉到脑缺血发作引起的脑代谢变化，因此可以对一过性脑缺血发作（TIA）和烟雾病等进行全面的评估药物研究

进行神经精神药物的药理学评价和指导用药，观察强迫症等患者脑葡萄糖代谢的变化情况，为立体定向手术治疗提供术前的依据和术后疗效随访等神经系统疾病PET-CT/MR检查适应症癫痫定位90难治性癫痫

神经胶质增生

神经元丢失

淀粉样脂质体

含铁血黄素沉积

其他约30%癫痫患者为药物难治，需要进行外科干预难治性癫痫的外科治疗手段包括切除性手术，阻断性手术和刺激性手术难治性癫痫神经胶质增生约30%癫痫患者为药物难治，需要进行91难治性癫痫难治性癫痫92皮层发育不良IIa型，Engel

I级术后癫痫完全缓解皮层发育不良IIa型，EngelI级术后癫痫完全缓解93发病率随年龄增长而增加，据流行病学调查，55岁以上的老年人口中，大约有1%的人患有此病

1817年Parkinson首先描述，是一种老年人常见的原因不明的神经系统变性病，主要是黑质纹状体系统，尤其是黑质致密部多巴胺神经元变性缺失，而使多巴胺含量明显降低，而产生的一系列的临床表现，其病理上的主要变化是：在黑质纹状体变性的残留神经元胞浆内出现特征性的嗜酸性包涵体，即Lewy小体。帕金森氏病发病率随年龄增长而增加，据流行病学调查，55岁以上的老年人口94[18F]dopa[11C]DTBZ[11C]MP[11C]b-CFT[18F]b-CFT[99mTc]TRODAT-111C-raclopride123I-IBZM123I-epidepride脑多巴能系统PET分子成像

[18F]dopa[11C]DTBZ[11C]MP11C-r9511C-CFT分子结构PET成像原理多巴胺转运体(DAT)为控制脑内多巴胺(DA)关键因素。DAT变化能准确反映突触前DA能神经元变化，且其功能或密度改变与DA能神经元数量变化一致。11C-CFT能特异性结合并标记DAT，因而可借此分析活体内DAT的分布和密度状态，用于早期PD鉴别诊断。2β-甲酯基-3β-(4-氟苯基)-(N-11C-甲基)托品烷11C-CFT分子结构PET成像原理多巴胺转运体(DAT)为962005.11

双手抖动

伴行动迟缓

记忆力下降

行11C-CFT明确病变程度

2005年2012年2014年11C-CFT评价帕金森病变进展程度

2005.11

双手抖动

伴行动迟缓

记忆力下降

行1197阿尔茨海默病（Alzheimer’sDisease,AD）是一种神经细胞退行性疾病进行性记忆和后天获得的知识丧失直到最后丧失生活能力给家庭和社会带来沉重的负担严重的社会和医疗卫生问题老年性痴呆Alzheimer’sdisease阿尔茨海默病（Alzheimer’sDisease,AD98淀粉样斑块形成老年斑(SP)阿尔茨海默病的主要病理特征

神经纤维缠结(NFs)ABC法×400bodian染色法×400标志性蛋白：ß－淀粉样蛋白为其重要分子特征淀粉样斑块形成老年斑(SP)阿尔茨海默病的主要病理特征神经9911C-PIB分子结构PET成像原理β淀粉样蛋白(Aβ)斑块的存在与局部富集是阿尔兹海默症(AD)的特征之一。正常人群脑皮质内没有淀粉样蛋白物质沉积。11C-PIB为硫磺素衍生物，能够特异性结合并标记Aβ沉积，从而对AD进行鉴别诊断。[N-甲基-11C]2-[4’-(甲氨基)苯基]-6-羟基苯并噻唑11C-PIB分子结构PET成像原理β淀粉样蛋白(Aβ)斑块1003.00.01.5ControlAlzheimer’sDiseaseSummedimages:40–60minutespost-PIBinjectionSUVRRoweCC,etal11C-PIBPET11C-PIBPET分子成像诊断AD3.00.01.5ControlAlzheimer’sSum101心血管系统疾病PET-CT/MR检查适应症

主要研究方法心肌血流灌注显像Myocardialperfusionimaging心肌代谢显像Metabolismimaging心脏神经受体显像Cardiacneuroreceptorimging心肌阳性显像Hotspotimaging心血池显像与心室功能测定Cardiacbloodpool&ventricularfunction确定心肌梗死部位的大小范围、轻重程度，并对心肌的存活状况做出可靠评价，以判断心脏手术后的效果。PET/CT是公认的评估心肌活力的“金标准”，是心肌梗死再血管化等治疗前的必要检查对于介入治疗、冠状动脉搭桥手术具有重要的指导作用，可以明显提高动脉搭桥的手术成功率，对术后心功能的恢复情况进行预测心血管系统疾病PET-CT/MR检查适应症102PET心肌血流灌注显像：

13N-NH3静息显像联合负荷显像：