神经系统核医学

神经系统核医学核医学科孙逊内容

神经核医学定义目前现状与热点问题主要检查的原理、方法及临床应用神经核医学研究进展与开展方面概述

神经核医学定义

核素示踪技术用于神经精神疾病诊治及脑科学研究分支学科目前现状与热点问题

分子功能显像神经核医学主要检查的方法

CerebralbloodflowperfusionimagingCerebralmetabolicimaging

NeuroreceptorimagingNeurofunctionalstudyandbrainscienceCerebrospinalfluidimaging

Brainimaging

第一节脑血流灌注显像

Cerebralbloodflowperfusiontomography一、原理与方法1．SPECT脑血流灌注显像

99mTc-ECD,99mTc-HMPAO,123I-IMP

入脑显像剂与血流成正比2．氙[133Xe]脑血流灌注显像3.PET脑血流灌注显像

13NH3·H2O、15O·H2OImagingagentandrequest

Imagingagent99mTc-HMPAO99mTc-ECD,133Xe

15O-H2ORequestSmallmolecule(<400)ZerochargeLipidsolubleCerebralimaging二、影像分析对称分布，比照度好，轮廓清楚全脑平均血流量参考值44.24.5ml/(100g.min)

2断面、2cm异常放射性分布

CerebralbloodflowperfusiontomographyCoronalSagittalTransversesection

NormalcerebralbloodflowtomogramNormalright-leftdifferencesincerebralcorticalactivityshouldbe<8%to10%

NormalIschemiaInfarct13N-NH3·H2OPETCerebralbloodflowperfusiontomography99mTc-ECDSPECT负荷试验脑血流灌注显像药物介入试验：乙酰唑胺试验〔Diamoxtest〕、美解眠药物诱发试验、抗胆碱药物介入试验、二氧化碳吸入试验等人为干预介入试验：过度换气诱发试验、剥夺睡眠诱发试验、直立负荷试验、睡眠诱发试验、Wadas试验、颈动脉阻塞试验等生理刺激介入试验：肢体运动、感觉刺激试验等认知作业介入试验：记忆、计算、思索、听觉语言学习等物理性干预试验：磁场干预、低能激光照射、中医针刺等通过增加脑负荷量了解脑血流和代谢的反响性变化，以提高缺血性病变，特别是潜在的缺血性病变的阳性检出率。在影像上出现相对放射性减淡缺损区

CO2+H2O

碳酸酐酶H2CO2脑内CO2

静脉推注乙酰唑胺1g碳酸脱氢氧化过程受抑，导致脑内pH

，脑血管扩张

血供正常区域rCBF可增加20％～30％潜在或缺血部位血管扩张反应弱rCBF增加不明显乙酰唑胺试验〔Diamoxtest〕负荷介入试验的意义提高对缺血性脑血管疾病的诊断的敏感性脑血管储藏能力的评价脑血管疾病治疗疗效评价脑血管病预后估计痴呆的鉴别诊断

IschemiccerebralvasculardiseasesTIA:TransientischemicattacksCerebralinfarctionEpilepsyDementiaBraintumorBrainfunction,etc三、临床应用Ischemiccerebralvasculardiseases

rCBF>23ml/100g/minasymptomaticischemiarCBF<23ml/100g/minappearischemicsymptom(functionalthreshold)SPECTabnormalrCBF<8ml/100g/minOccurcerebralstructuralchange〔Structurethreshold〕CT、SPECTabnormalNormal50mlChroniclowperfusionstateCerebralinfarction25~40%in5yrsTIA(Transientischemicattacks)

Diagnosticpositiveratewasrelatedwithperiodofdisease早期CT和MRI〔-〕SPECTrCBF阳性率大多＞50％<24h60~87%<2w40~50%>3m25%RightcerebralmedianarteryinfarctionCerebralInfarctionCharacteristicofbraininfarctioninrCBFDistributiondefectordecrease,morethanCT右侧大脑皮质血流灌注降低左那么小脑血流灌注减低过度灌注〔Luxuryperfusion〕交叉性小脑失联络〔Crossedcerebellardiaschisis〕LefttemporallobeepilepsystageofattackCT：30%

50%，MRI：50%

70%rCBF：70%

80%EpilepsyRightfrontlobeepilepsy(interictal)AD

逐渐出现记忆力减退、认知功能障碍、行为异常和社交障碍诊断临床表现

早期无特征性影像学

常规影像的局限性

典型为双侧顶叶和颞叶为主对称性放射性减淡缺损区Dementia—鉴别诊断—疗效预测—预后判断BrainTumorRecurrenceofgliomaaftersurgery.AccumulationisrelatedtomalignancyIV:AccumulationisobviousI-II:Accumulationisunobvious病变处可见明显异常放射性分布减低或缺损区BrainTrauma第二节脑代谢显像

Cerebralmetabolicimaging一、原理与方法射线与物质相互作用湮灭辐射脑葡萄糖代谢显像氟[18F]-FDG：LCMRGlu，CMRGlu

脑氧代谢显像：氧[15O]-H2O

：CMRO2，OEF脑蛋白质代谢显像

：碳[11C]-MET

PET、PET/CT符合线路SPECT正常脑代谢18F-FDGPET/CT显像二、影像分析三、临床应用Epilepsy(EP)DementiaBraintumorParkinsondisease(PD)CerebralvasculardiseaseResearchcerebralfunctionEPictalEPinterictalFDGuptake

FDGuptake

EpilepsyWhereislesion?DementiaADPET、PET/CT是当前唯一早期诊断Alzheimer’s

病的技术手段

PET/MRI技术Alzheimer’sDementiaAlzheimer’s病FDGPET显像特点特征性表现：新皮质相关区域〔颞顶叶皮层〕代谢降低，偶尔也累及前额部，而主要感觉运动皮层和视皮层，纹状体、丘脑、小脑、基底节均少受累及早期：双侧颞顶叶、后扣带回和额叶一些区域代谢显著降低晚期：双侧颞叶包括海马回沟代谢降低FDGPET对于轻度AD敏感性〔87%〕不如中重度病例〔96%〕，特异性尚不满意〔70%〕Alzheimer’sDisease18F-FDGPETimagesofvasculardementia.Hypometabolismaffectingcortical,subcortical,andcerebellarareasisoftenseeninvasculardementia.Arrowsindicatehypometabolismoftherightfrontalcortex(farleft,middleright),rightparietalcortex(farleft,middleleft),rightbasalgangliaandthalamus(middleright),andrighttemporalcortex(farright).Thehypometabolismoftheleftcerebellum(farright)ischaracteristicofcross-cerebellardiaschisis,causedbydiminishedafferentinputfromthecontralateralcortex.VascularDementia

SchizophreniaParkinson’diseasePick’sDisease双侧额叶和颞叶纹状体双侧额叶18F-FDGPETimagesofHuntington’sdisease.Thispatient(43-y-oldman)hasan8-yhistoryofprogressiveHuntington’sdisease.Arrowshighlightthetypicalmetabolicpatternofhypometabolismseverelyaffectingthebasalganglia(right)atatimethatcorticalmetabolismisstillrelativelyintact(leftandmiddle).Asthediseaseprogresses,diffusecorticalinvolvementgraduallydevelops.

Huntington’sDiseaseImagingofgliomasbymeansofMRIandPET：biologicallyactivetumourtissuegradeofgliomasrecurrenceandradiationnecrosisdistinguishfunctionallyareasBrainTumor肺癌伴脑转移患者女性，40岁，左肾透明细胞癌术后一年，发现左额叶脑转移，行

-刀治疗后3月PET18F-FDGMRI右额脑梗死CerebralvasculardiseasePETCBFandOEFimagesina40-year-oldfemalewithmoyamoyadiseaseexaminedbefore(Pre)andafter(Post)aright-sidebypasssurgery.Beforetreatment,CBFandOEFaredecreasedandincreased,respectively,intherightfrontalregion(whitearrows),hallmarkingpoorCVR.CBFandOEFweresignificantlyimprovedbybypasssurgery(yellowarrows).

脑代谢显像评估脑血管疾病预后BrainFunctionResearch脑功能研究脑科学热点揭示大脑的神奇与奥秘认知功能评定单侧手指运动对侧中央前回、辅助运动皮质区代谢增高单耳听故事对侧颞叶代谢活泼单纯语言刺激右侧颞叶代谢增高单纯音乐刺激左侧颞叶代谢增高语言和音乐混合刺激双侧颞叶代谢增高增高20%～25％受体显像为研究人体神经受体的分布、数量〔密度〕和功能〔亲和力〕提供了唯一的、无创伤性手段第三节神经受体显像

NeuroreceptorimagingPET18F-DOPA多巴胺D2受体显像DAT显像

一、原理与方法脑受体的分布与功能多巴胺D2:尾状核、豆状核〔parkinson,肌张力降低，精神分裂症等〕乙酰胆碱：大脑皮质和海马〔AD,重症肌无力〕阿片：丘脑中部、尾状核、豆状核〔麻醉药成瘾、疼痛综合征、介毒药物研究〕5-HT：杏仁核、丘脑中部、尾状核、颞叶等〔睡眠障碍、精神疾病等〕肾上腺素能：抑郁症等

神经递质和受体显像的主要放射性配体

受体单光子配体正电子配体

多巴胺123I-ILIS,123I-IBZM,123I-

-CIT,99mTc-TRODAT118F-dopa,11C-NMSP,11C-raclopride,11C-d-threo-MP,11C-

-CIT

乙酰胆碱123I-IQNB，123I-IBVM11C-Nicotine,11C-QNB

苯二氮杂123I-Iomazenil11C-Flumazenil

5-羟色胺123I-2-Ketanserin,123I-

-CIT76Br-2-Ketanserin,11C-

-CIT

阿片123I-Morphine,123I-O-IA-DPN,131I-DPN11C-DPN,11C-CFN

SPECT99mTc-TRADOT-1影像ControlPD二、影像分析神经递质和受体显像主要临床研究与应用受体受体亚型应用多巴胺D1，D2DAT(多巴胺转运蛋白)PD，HDPD，成瘾乙酰胆碱M(毒蕈碱)N(烟碱)早老性痴呆PD，酗酒苯二氮杂GABAPBZNMDAEP(癫癎)胶质瘤EP5-羟色胺5-HT1A,B,C,

5-HT2,35-HTT(5-羟色胺转运蛋白)焦虑，狂躁/抑郁精神病PD阿片

，

，

EP，精神病，抗痛作用，药物成瘾性和依赖性研究以及戒毒作用

三、临床应用研究配体与受体特异结合

—受体空间分布、密度和亲和力

—在分子水平诊治受体相关性疾病

第四节神经功能研究与脑科学

Neurofunctionalstudyandbrainscience

概述神经系统进化是人类生存竞争中进化的结果研究的方法学比较SPECT/CT、PET/CT、PET/MR，fMRI，其他技术临床应用研究

Positronemissiontomography,PET

MolecularimagingPositronemissiontomographygetsmuchobjectiveInformationforthepatientswithbraindisorders脑池显像脑室脑池侧脑室脉络丛侧脑室室间孔第三脑室大脑导水管第四脑室出正中孔和侧孔小脑延髓池大脑凸面24h颅底脑池矢状窦旁蛛网膜颗粒吸收血液循环蛛网膜下腔注射显像剂脑室显像注射显像剂正常脑脊液循环及显像原理

第五节

脑脊液间隙显像

Cerebrospinalfluidimaging1h3~6h正常蛛网膜下腔-脑池显像(前位)1h1.5h3h24h基底池四叠体池外侧裂池胼胝体池侧脑室交通性脑积水3h6h24h颅内高压手术分流后患者自述鼻腔流出无色液体脑脊液间隙显像可见脑池外异常放射性分布〔鼻漏〕第六章脑显像

Brainimaging弹丸式注射99mTcO4-后行脑血管动态显像Normalimageanalysis动脉相:呈两侧对称五叉型脑实质相：弥漫性分布(3)静脉相：脑实质放射性减少一、放