核醫(yī)學(xué)教學(xué)課件：神經(jīng)核醫(yī)學(xué)

1、神經(jīng)核醫(yī)學(xué)NUCLEAR NEUROLOGY概 述神經(jīng)系統(tǒng)核醫(yī)學(xué)顯像方法 核素腦血管動(dòng)態(tài)顯像與靜態(tài)顯像（普通腦顯像） 腦血流灌注顯像(r-CBF) PET腦顯像（血流、代謝、受體顯像） 腦脊液循環(huán)系統(tǒng)顯像 其它(腦腫瘤顯像)神經(jīng)系統(tǒng)核醫(yī)學(xué)顯像的臨床應(yīng)用 腦血管疾病 大腦功能異常疾?。òd癇、癡呆、精神及情感異常） 腦腫瘤 腦受體、腦代謝研究 腦脊液循環(huán)異常、腦脊液漏神經(jīng)系統(tǒng)核醫(yī)學(xué)顯像的發(fā)展歷程與展望腦血流灌注顯像（regional cerebral blood flow imaging; SPECT rCBF imaging )原理 (Principle)顯像劑能夠自由通過血腦屏障（BBB）進(jìn)入

2、腦細(xì)胞，由于“自毀機(jī)制” ，能在適當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)在腦內(nèi)分布保持相對(duì)穩(wěn)定。顯像劑進(jìn)入腦細(xì)胞的量與注射藥物時(shí)局部腦血流量呈正比，并與腦細(xì)胞功能有關(guān)。顯像劑衰變時(shí)發(fā)射出射線，并能穿透人體，在體外利用核醫(yī)學(xué)顯像設(shè)備（SPECT）探測(cè)腦內(nèi)放射性的分布。腦內(nèi)放射性分布代表顯像劑的分布，顯像劑分布代表局部腦血流情況以及腦細(xì)胞功能。適應(yīng)證1.診斷短暫腦缺血性發(fā)作(TIA）。2.腦梗塞的早期診斷及腦血管疾病治療前后的效果評(píng)價(jià)；3.原發(fā)性癲癇病灶的定位診斷；4.Alzheimer病的診斷與鑒別；5.偏頭痛的定位診斷；6.精神和情感障礙性疾病的輔助診斷；7.腦腫瘤的定位及血供評(píng)價(jià)；術(shù)后或放療后復(fù)發(fā)與瘢痕的鑒別診斷。8

3、.作為腦生理與心理學(xué)研究與評(píng)價(jià)的有效工具。9.其他腦部疾病的局部血流和功能判斷。顯像劑分類：锝標(biāo)記顯像劑胺類顯像劑彌散性腦顯像劑共同特點(diǎn)：小分子脂溶性電中性1.锝標(biāo)記顯像劑常用的有：99mTc-HMPAO (六甲基丙叉二胺肟)99mTc-ECD (雙半胱乙酯)常用劑量： 555-925 MBq(15-25 mCi)99Tcm-ECD(99Tcm-雙半胱乙脂)99Tcm-HMPAO(99Tcm-六甲基丙基胺肟)兩者的共同特點(diǎn)是：(1) .具有上述血流顯像劑的基本特性；(2) .滿足脂溶性、電中型及小分子要求；(3) .均以TcO3+作為中心離子，通過化學(xué)鍵和配位鍵與配體分子相連形成的贅合物；(4

4、) .腦攝取率均介于48，血中清除速率較快；(5) .腦及全身輻射劑量低。兩者的不同點(diǎn):99mTc-HMPAO的主要優(yōu)點(diǎn)是腦內(nèi)分布相對(duì)穩(wěn)定，灰質(zhì)/白質(zhì)分布比值較低(約為1.6左右)，對(duì)白質(zhì)病變檢測(cè)可能有利； 主要缺點(diǎn)是放化純度不穩(wěn)定，制備后需在短期內(nèi)使用。99mTc-ECD的主要優(yōu)點(diǎn)是放化穩(wěn)定性極好，制備后放置24h放化純度仍90；灰/白質(zhì)比值較高(約為2.2左右)，有利于皮質(zhì)小病灶的檢出。主要缺點(diǎn)是腦內(nèi)分布隨時(shí)間有輕微變化，腦內(nèi)總放射性1小時(shí)可減少約10。 2.胺類顯像劑 123I-IMP 安菲他明 123I-IMP在腦內(nèi)的放射性濃集量是一個(gè)逐漸積累的過程，約在注射后2030min達(dá)到高峰并

5、保持相對(duì)平衡，此時(shí)局部放射性分布與血流呈正比，灰質(zhì)/白質(zhì)比值較高，1h之內(nèi)腦內(nèi)分布相對(duì)穩(wěn)定。 隨后，因123I-IMP在腦內(nèi)的不斷被洗出和肺內(nèi)攝取不斷地釋放，加之腦組織的再攝取，腦內(nèi)123I-IMP的分布呈動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，而不再按固定比例反映腦血流的灌注情況。 延遲影像的這種“再分布”現(xiàn)象反映了局部腦組織的生存能力， 它和腦神經(jīng)細(xì)胞的代謝有關(guān)。 臨床常用劑量為3-5mCi，靜脈“彈丸”注射.3.彌散性腦血流腦顯像劑 133Xe(氙) 作為脂溶性惰性氣體，133Xe是彌散性腦血流顯像劑的典型代表，半衰期為5.27天，衰變時(shí)除發(fā)射出(射線外，還發(fā)射以81keV為主的特征X射線。 它以彌散方式自由通過

6、BBB被腦細(xì)胞攝取與清除，腦細(xì)胞的攝取量與局部血流量呈正比，但在腦內(nèi)滯留時(shí)間暫短。 133Xe在腦內(nèi)停留時(shí)間短暫，需用動(dòng)態(tài)SPECT拍攝133Xe腦攝取和清除的系列斷層影像，顯示和計(jì)算rCBF，并同時(shí)計(jì)算灰質(zhì)及白質(zhì)的血流量。顯像方法(一)顯像前準(zhǔn)備1. 封閉甲狀腺2. 封閉脈絡(luò)叢和甲狀腺3. 封閉視聽4. 調(diào)節(jié)探頭和床5. 固定頭部6. 確定OM線7. 保持安靜(二) 影像數(shù)據(jù)采集 SPECT探頭配置低能高分辨型準(zhǔn)直器，如有可能應(yīng)選扇形準(zhǔn)直器，以提高靈敏度和分辨率，探頭盡可能接近頭顱。 采集矩陣：128128，旋轉(zhuǎn)360，5.66.0幀，共采集6064幀投影像； 采集時(shí)間應(yīng)根據(jù)腦組織中凈放射性

7、計(jì)數(shù)確定。 一般情況下，每幀圖像計(jì)數(shù)應(yīng)大于50K；Zoom 1.0， 99mTc能峰140keV，窗寬20， 133Xe的能峰80keV，窗寬20；123I能峰159keV，窗寬20。(三) 影像重建 包括濾波、反投影重建、衰減效正、OM線的校正、橫斷面、冠狀面與矢狀面的重建等。 濾波的選擇應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定，也可根據(jù)儀器廠家所推薦濾波模式；而斷層層厚可根據(jù)臨床需要及儀器的分辨率確定。(四) 介入試驗(yàn)藥物介入試驗(yàn) 乙酰唑胺介入試驗(yàn)人為干預(yù)介入試驗(yàn) 過度換氣誘發(fā)試驗(yàn)生理刺激 肢體運(yùn)動(dòng)、視覺及聽覺刺激認(rèn)知作業(yè)物理性干預(yù) 針刺激發(fā)試驗(yàn)影像分析（一）正常影像 左右基本對(duì)稱 The well ident

8、ification of internal capsule and caudate nuclei are markers of images with satisfactory resolution. 由于99mTc-HMPAO或ECD等腦血流灌注顯像劑進(jìn)入腦細(xì)胞的量與局部血流量呈正比。 功能活躍及局部血流豐富的灰質(zhì)區(qū)域放射性分布較高，如大、小腦皮質(zhì)、基底節(jié)、丘腦及腦干等；而白質(zhì)區(qū)放射性分布較低，腦室區(qū)域放射性分布呈缺損改變。 灰質(zhì)區(qū)中，由于各自的功能與血流并不相同，放射性分布也隨之差異很大，以小腦、基底節(jié)及大腦枕葉最高，額葉次之。Transaxial sectionsCoronal sect

9、ionsSagittal sectionsMaximum intensity projectionSurface three dimension 正常局部腦血流斷層顯像臨床應(yīng)用(一) 短暫腦缺血發(fā)作（TIA） TIA是頸動(dòng)脈或椎-基底動(dòng)脈系統(tǒng)的短暫血液供應(yīng)不足引發(fā)，臨床表現(xiàn)為發(fā)病突然，緩解較快，幾分鐘或幾小時(shí)的局灶性神經(jīng)功能缺失，24小時(shí)內(nèi)可完全恢復(fù)，有反復(fù)發(fā)作的病史。 如果在發(fā)病后立即或短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行核素腦血流顯像，此時(shí)雖然臨床癥狀明顯改善或消失，但腦血流灌注顯像可見局部放射性分布異常減低。 腦血流灌注顯像對(duì)TIA患者局部腦缺血病灶的檢出率約為40%左右，明顯高于CT的檢出率。 rCBF顯像有

10、助于TIA的確診及預(yù)后判斷。 Rest status slightly decreased density in the regional frontal lobe Diamox intervention obvious decreased density in the regional frontal lobe(二).腦梗塞由腦血管的阻塞而引起缺血性性壞死或軟化，導(dǎo)致腦梗塞。腦梗塞可發(fā)生在腦的任何部位，但以大腦中動(dòng)脈供應(yīng)區(qū)最易受累。 在腦梗塞急性期，由于血流中斷，局部無放射性示蹤劑進(jìn)入，血流灌注顯像表現(xiàn)為局部異常缺損區(qū)，診斷陽性率為90-95%以上；此時(shí)，CT及MRI常可能為陰性。梗塞后2-

11、3天，局部水腫消退，梗塞區(qū)顯示為邊緣清晰的低密度區(qū)，在CT及MRI檢查中見明確陽性。Multiple decreased density交叉性失聯(lián)絡(luò)(crossed diaschisis; CCD)： 腦梗塞病人行rCBF顯像時(shí)缺血區(qū)大腦皮質(zhì)放射性分布表現(xiàn)為局限性減低或缺損，同時(shí)對(duì)側(cè)小腦、大腦或丘腦等處放射性分布亦可見明顯減低。其原因可能與神經(jīng)纖維聯(lián)系中斷有關(guān)，有助于一些臨床癥狀的解釋。過度灌注(luxury perfusion)： 發(fā)病數(shù)日后，在梗死區(qū)周圍出現(xiàn)放射性分布增高影，可能由于正常腦血管自主調(diào)節(jié)功能減弱，毛細(xì)血管增生，神經(jīng)細(xì)胞膜滲透性發(fā)生變化以及側(cè)枝循環(huán)造成竊血使局部腦血流增多所致。

12、腦血流灌注顯像見放射性減低區(qū)的范圍大于CT及MRI。與CT和MRI相比，核素腦血流灌注顯像不僅能定位腦梗塞部位，而且能發(fā)現(xiàn)一些CT及MRI無法見到的特殊表現(xiàn)，如交叉性失聯(lián)絡(luò)及過度灌注，有助于一些臨床癥狀的解釋。腦灌注顯像在療效觀察和預(yù)后評(píng)估方面有很好的臨床價(jià)值。對(duì)小的腔隙性腦梗及白質(zhì)梗塞灶不敏感。(三).癲癇 癲癇是臨床常見的一種神經(jīng)系統(tǒng)疾病，以病程中反復(fù)發(fā)作的大腦神經(jīng)元異常超同步放電所致的突然性的，暫時(shí)性的中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能紊亂為特征，表現(xiàn)為運(yùn)動(dòng)、感覺、意識(shí)、行為及自主神經(jīng)等不同程度的障礙，或兼有之。根據(jù)病因可分為原發(fā)性與繼發(fā)性癲癇。 腦血流灌注顯像表現(xiàn)為發(fā)作間期腦內(nèi)特定部位放射性分布異常減低

13、，以顳葉、額葉和頂葉多見，診斷靈敏性為60-70%；發(fā)作期見原有減低區(qū)有明顯的放射性填充或明顯高于周圍組織，診斷靈敏性達(dá)90%左右。SPECT Regional decreased densityRegional increased density(四).Alzheimer病 Alzheimer病(AD)是大腦皮層的一種變性疾病，是癡呆的最常見類型。早期診斷較為困難，中晚期病理學(xué)表現(xiàn)為彌漫性大腦皮層萎縮，腦室擴(kuò)大和腦溝增寬，神經(jīng)纖維纏結(jié)脂褐質(zhì)集聚等。 腦血流灌注顯像顯示腦內(nèi)多處放射性異常減低區(qū)，主要位于顳頂葉，多為對(duì)稱性。病情較輕者在右半球的顳頂區(qū)放射性分布減少，中等者波及到兩側(cè)額及枕葉，較重

14、者兩側(cè)額及顳頂區(qū)放射性分布更稀疏，中額區(qū)亦見下降。 局部腦血流的減低程度與腦細(xì)胞功能的低下程度及病情密切有關(guān)。Symmetric decreased density 提示： 與AD不同，其他類型的癡呆并不表現(xiàn)為兩側(cè)對(duì)稱性放射性分布的減低。多發(fā)性梗塞性腦癡呆可見大腦各葉皮質(zhì)多個(gè)局部血流和腦細(xì)胞功能低下區(qū)，CT容易定位診斷；(五).腦腫瘤 核素腦血流灌注顯像在腦腫瘤定位診斷中不及CT和MRI， 但在腫瘤良惡性鑒別、治療效果評(píng)價(jià)及復(fù)發(fā)病灶的鑒別診斷方面則有優(yōu)勢(shì)。 高度惡性的神經(jīng)膠質(zhì)瘤和神經(jīng)母細(xì)胞瘤則見瘤區(qū)放射性分布異常增高，生長速度較快者由于中心部壞死，可見放射性分布減少呈環(huán)狀。但多數(shù)膠質(zhì)瘤表現(xiàn)為放

15、射性減少。在復(fù)發(fā)性腦腫瘤病變局部可見放射性分布增高，而瘢痕和水腫等則為放射性分布減少。(六).腦損傷 腦挫傷的血流灌注顯像表現(xiàn)為兩側(cè)大腦半球血流灌注的不對(duì)稱及一側(cè)局部血流量的明顯減低，腦內(nèi)放射性分布紊亂，明顯不均勻，不對(duì)稱，呈花斑狀。頭皮、蛛網(wǎng)膜下腔、顱底及鼻腔內(nèi)皆見放射性異常濃集，白質(zhì)腦室區(qū)擴(kuò)大，血腫清除部位或挫傷部位可見明顯放射性分布稀疏區(qū)或缺損區(qū)。 與CT相比，在絕大多數(shù)腦挫傷局部核素血流灌注顯像的異常區(qū)大于CT所示病灶，可能與損傷灶周圍組織水腫有關(guān)。Cerebral injuryOthers(七).偏頭痛 偏頭痛主要發(fā)作原因與顱內(nèi)外血管的擴(kuò)張或痙攣有關(guān)。 CT和MRI檢查為陰性，SPE

16、CT顯像在發(fā)病時(shí)常見局部放射性增多或減少，而臨床癥狀消失后rCBF灌注和腦細(xì)胞功能恢復(fù)正常。(八).精神和情感障礙性疾病 SPECT用于診斷和研究不同類型的精神和情感障礙性疾病很有價(jià)值。 抑郁癥以額葉放射性分布減低為主，病程較長者和病情進(jìn)展較快者常伴有腦萎縮； 躁狂癥發(fā)作期額葉單側(cè)或兩側(cè)局限性放射性分布增高，基底節(jié)亦增高。 聽幻癥發(fā)作期多見單側(cè)或兩側(cè)顳葉局限性放射性分布稀疏。 抗精神藥物中毒者以全腦彌漫性病變?yōu)樘攸c(diǎn)，皮質(zhì)變薄，放射性分布稀疏，但基底節(jié)功能亢進(jìn)。(九).腦死亡 腦死亡是腦組織的不可逆性損害，表現(xiàn)為全腦的功能喪失及腦循環(huán)的終止，且無法恢復(fù)。 腦血流灌注顯像在腦死亡的診斷中有獨(dú)特價(jià)值

17、，能觀察到腦循環(huán)的狀態(tài)及存活腦組織對(duì)血流顯像劑的攝取，顯像結(jié)果表現(xiàn)為頸內(nèi)動(dòng)脈無血流灌注，腦組織無放射性顯影，臨床病理判斷已證實(shí)了腦血流灌注顯像對(duì)腦死亡診斷的正確性。Brain death(十)腦功能研究 Research of brain functionPET腦顯像灌注顯像代謝顯像受體顯像PET腦顯像灌注顯像代謝顯像受體顯像正常人13N-NH3 PET Normal TIA Brain infract13N-NH3H2O PET cerebral perfusion tomography腦PET灌注顯像 （PET Brain perfusion）急性腦梗塞。右側(cè)大腦梗塞出現(xiàn)對(duì)側(cè)小腦灌注及功能

18、減低，大小腦失聯(lián)絡(luò)現(xiàn)象。治療效果監(jiān)測(cè)早期診斷TIA:ACZ試驗(yàn)激發(fā)前激發(fā)后正常人TIA REST STRESSPET腦顯像灌注顯像代謝顯像受體顯像18F-FDG PET 腦葡萄糖代謝顯像Glucose FDG glucose 2-deoxy-2fluoro-glucoseOxygenCarbonFluorine一、原理葡萄糖幾乎是腦的唯一能量來源葡萄糖 腦細(xì)胞內(nèi)的葡萄糖BBB葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白GUT己糖激酶磷酸化6磷酸葡萄糖(G-6-P)第二位 的羥基OH轉(zhuǎn)變?yōu)镠，形成2DG磷酸果糖激酶等CO2、H2O、ATP18F標(biāo)記18FFDGGD-6-P己糖激酶進(jìn)入腦細(xì)胞磷酸化 正常人腦內(nèi)各區(qū)葡萄糖代謝影像

19、表現(xiàn)Normal distribution of 18F-FDG in the brain腦梗塞neurogliocytoma in the parietal lobe neurogliocytoma near the brain stem乳腺癌腦轉(zhuǎn)移腦腫瘤惡性黑色素瘤放療后8 年囊性形成并結(jié)節(jié)增強(qiáng)，復(fù)發(fā)? 晚期放射性反應(yīng)?18-F-FDG PET:結(jié)節(jié)形成處放射性分布減低 ，為放療后改變立體定向活檢：未查到腫瘤組織級(jí)星形細(xì)胞瘤術(shù)后放療后7年復(fù)發(fā)、惡性變（級(jí)） MRI 18F-FDG 13N- NH3 腦腫瘤攝取FDG高于13N-NH3，提示膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)并惡性變。癲癇發(fā)作期腦局部葡萄糖代謝增高病

20、灶I(lǐng)ctal phase of epilepsyInterictal phase of epilepsy典型表現(xiàn)：雙側(cè)頂顳后部明顯葡萄糖代謝對(duì)稱性減低，雙側(cè)頂葉前部、雙側(cè)顳葉及雙側(cè)額葉放射性對(duì)稱性減低癡呆分 期女性，56歲。記憶力減退10年，呈進(jìn)行性下降，伴智力及定向力下降，部分生活不能自理。顱腦MRI和MRA均未見異常。FDG PET診斷AD早期病變。早期AD FDG PET腦影像，雙側(cè)頂、顳葉皮質(zhì)對(duì)稱性代謝減低AD晚期，雙側(cè)額頂顳葉葡萄糖代謝減低老年性癡呆:多影像比較99mTc-ECD SPECT 18F-FDG PET何嬌，女，77歲，ECT:067097;PET:05514記憶力減退。

21、雙側(cè)額葉、顳葉血流灌注正常， 葡萄糖代謝攝取對(duì)稱性減低。馬芳，男，84歲，ECT:051687;PET:05513 鑒別不同類型的癡呆:血管性癡呆強(qiáng)迫癥：雙側(cè)額葉對(duì)稱性葡萄糖代謝增高 抑郁癥：雙側(cè)額葉對(duì)稱性葡萄糖代謝減低 11C類代謝顯像劑11C-MET 蛋氨酸 腦內(nèi)正常分布病人以癲癇大發(fā)作就診臨床最初懷疑腦炎CT:左顳葉低密度，未見增強(qiáng)T1W MRT2W MR脂肪抑制掃描序列（FSEIR-sequence）11C-methionine PET: 腫瘤輪廓清晰顱內(nèi)占位病變，2004-9-10 左頂葉腫瘤部分切除術(shù)，術(shù)后病理診斷：左頂葉膠質(zhì)瘤2-3級(jí)。術(shù)后傷口恢復(fù)良好。但術(shù)后不久即出現(xiàn)右側(cè)肢體乏

22、力，無抽搐、癲癇樣發(fā)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歲，PET：05862；2005-10-26腦組織局部葡萄糖氨基酸代謝影像 18F-FDG PET 11C-MET PET18F-FDG/13N-NH3/11C-MET PET腦顯像：左頂葉局部炎癥病變。張永能，男，29歲，PET：05860；2005-10-24右頂葉腦膿腫局部血流灌注、氨基酸、葡萄糖代謝影像；病灶細(xì)胞增殖為主，血管增殖不明顯，符合炎性肉芽腫病變。葉秀絨，女，53歲，PET：05873。11C-Choline膽堿腦腫瘤顯像三叉神經(jīng)神經(jīng)鞘瘤 MRI T1/Gd-DTPA 11C-Choline PETPET腦顯像灌注顯像代謝顯像受體顯像 腦受體顯像F-18-memantin(NMDA-receptor)N-methyl-D-aspartateF-18 fluoro-2-deoxy-glucoseC-11-raclopride(dopamine D2 receptor)C-11-McN 5652(seroto