腦部PET的臨床應(yīng)用

什么是PET?PET（PositronEmissionTomography)—正電子發(fā)射計算機(jī)斷層，是將微量的正電子核素示蹤劑注如人體內(nèi)，用體外探測裝置探測其體內(nèi)分布，通過計算機(jī)斷層顯像顯示人體組織的功能、代謝和受體分布的技術(shù)，是人體的生理生化斷層，是一種生命顯像(LifeImaging)。

當(dāng)前1頁，總共69頁。1PET的特點分子影像學(xué)（Molecularimaging)特點：11C、13N、15O都是組成人體的重要基本元素反映葡萄糖、氨基酸及核酸代謝、受體分布、DNA合成動力學(xué)空間分辨率提高進(jìn)行絕對定量測定超短半衰期核素,所受的輻射劑量較低當(dāng)前2頁，總共69頁。2PET原理回旋加速器正電子核素及放射性藥物當(dāng)前3頁，總共69頁。3所用核素均為構(gòu)成人體生命物質(zhì)的基本元素；所標(biāo)的藥物是生命的基本物質(zhì)或為治療藥物；正電子核素半衰期短和靈敏度高僅需微量注射；可從分子水平顯示組織器官的功能和代謝情況，可早期檢出疾??；可一次行全身顯像，便于轉(zhuǎn)移灶檢出。

PET的優(yōu)點：當(dāng)前4頁，總共69頁。4基本常識

18FDG腫瘤顯像的生物學(xué)基礎(chǔ)在于18FDG能被腫瘤細(xì)胞攝取，腫瘤組織中的18FDG分布水平明顯高于腫瘤組織周圍的正常組織內(nèi)18FDG的分布。18FDG與人體生理糖代謝的底物棗左旋葡萄糖分子(DG)在化學(xué)結(jié)構(gòu)上的差別僅僅在于DG碳環(huán)上2位的C被18F所取代。18FDG即保留了葡萄糖的部分生物活性，但同時在體內(nèi)的分解代謝過程與葡萄糖又有明顯的差異。

和葡萄糖的胞運過程一樣，18FDG也通過葡萄糖轉(zhuǎn)運體（GLUT）進(jìn)入腫瘤細(xì)胞。18FDG進(jìn)入腫瘤細(xì)胞后，在已糖激酶（HK）同工酶的催化下變成18F-2-脫氧葡萄糖6-磷酸（18F-2-G-6-P）.由于在18F-2-G-6-P的C-2位上沒有氧原子，所以不易被葡萄糖6-磷酸酶降解，同時18F-2-G-6-P也不受葡萄糖-6-磷酸脫氫酶（G6PDH）作用，也不被糖異生途徑上酶分解，因此18F-2-G-6-P被陷留（trapped）在腫瘤細(xì)胞內(nèi)。腫瘤細(xì)胞不僅攝取18FDG增多，而且胞漿線粒體內(nèi)HK同工酶含量豐富，所以腫瘤細(xì)胞內(nèi)18F-2-G-6-P的水平相當(dāng)高，持續(xù)的時間也相當(dāng)長，構(gòu)成了18FDG腫瘤顯像的生物學(xué)基礎(chǔ)。

當(dāng)前5頁，總共69頁。5同位素半衰期最大正電子量正電子在水中的范圍產(chǎn)生方法（min）(Mev)(FWHMinmm)11C20.30.961.1加速器13N9.971.191.4加速器15O2.031.701.5加速器18F109.80.641.0加速器68Ga67.81.891.7發(fā)生器82Rb1.263.151.7發(fā)生器常用發(fā)射正電子放射性同位素的特征

當(dāng)前6頁，總共69頁。6同位素示蹤化合物生理過程或功能典型應(yīng)用注11C11C-蛋氨酸蛋白質(zhì)合成腫瘤11C標(biāo)記的示蹤劑部分已經(jīng)被18F標(biāo)記的取代Fiumazenil苯二氮受體拮抗癲癇11C-奎丙靈D2受體收縮運動紊亂13N氨血流灌注心肌灌注

15O二氧化碳血流灌注腦活性研究

水血流灌注腦活性研究常用放射性示蹤物及其臨床和研究

當(dāng)前7頁，總共69頁。718F18F-FDG葡萄糖代謝腫瘤、神經(jīng)、心臟18F標(biāo)記示蹤劑越來越普及，并且已經(jīng)商品化氟化物離子骨代謝腫瘤18F-胸腺嘧啶（[18F]FLT）DNA腫瘤研究5-18F-尿嘧啶DNA腫瘤控制18F-長鏈脂肪酸[18F]FTHAβ-氧化心肌代謝18F-二氫蒽醌絲氨酸S2-受體

2-18F-L-酪氨酸氨基酸轉(zhuǎn)運腫瘤研究18F-N-甲苯哌利多D2-受體神經(jīng)系統(tǒng)疾病6-18F-L-多巴突觸前多巴氨能功能多巴氨受體疾病16α-18F-雌二醇雌激素受體乳腺腫瘤研究18F-Fluoromizonidazole組織缺氧腫瘤-與放療相關(guān)當(dāng)前8頁，總共69頁。818F-FDG顯像原理當(dāng)前9頁，總共69頁。9PET掃描儀當(dāng)前10頁，總共69頁。10PET原理湮沒輻射（Annihilation）符合探測（CoincidenceDetection）當(dāng)前11頁，總共69頁。11FDGPET檢查方法及注意事項禁食4-6h；空腹血糖水平<120mg/dl，若>150mg/dl，則考慮應(yīng)用胰島素；靜脈注射18F-FDG100-400MBq,注射部位選擇病變的對側(cè)，遠(yuǎn)離可疑病變部位；注射前后病人處于十分安靜的狀態(tài)，封閉視聽，等待40-60min；顯像前排盡小便，避免尿液污染皮膚及衣物；記錄病人診療經(jīng)過及影像學(xué)檢查資料。當(dāng)前12頁，總共69頁。12FDGPET腫瘤檢查適應(yīng)證

腫瘤與良性病變的鑒別診斷。提供較準(zhǔn)確的臨床分期,為制訂治療方案提供可靠的依據(jù)。鑒別診斷治療后腫瘤的變化(疤痕、放射性壞死)與腫瘤復(fù)發(fā)殘余。監(jiān)測治療效果。預(yù)測預(yù)后。腫瘤原發(fā)灶的尋找。當(dāng)前13頁，總共69頁。13腫瘤?非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)/單發(fā)肺內(nèi)結(jié)節(jié)(SPN)(Non-smallcelllungcancer/singlepulmonarynodule)

?淋巴瘤（Lymphoma）

?結(jié)直腸癌（Colorectalcancer）

?食管癌（Esophagealcancer）

?惡性黑色素瘤（Malignantmelanoma）

?頭頸部癌（Headandneckcancer）?乳腺癌（Breastcancer）

?甲狀腺癌（Thyroidcancer）?胰腺癌（Pancreaticcancer-primarytumour)

?卵巢、子宮、宮頸癌(Ovarian,cervical,uterinecancer)?原發(fā)灶不明癌(Cancerofunknownprimary-CUP)當(dāng)前14頁，總共69頁。14禁食狀態(tài)下的生理性FDG高度攝取:

腦,腎臟,膀胱

可變的攝取:

心臟,消化道

中等攝取:

唾液腺/口咽低度攝取:

肝臟,脾臟,骨髓,骨骼肌anteriorposterior攝取當(dāng)前15頁，總共69頁。15DatacourtesyofKetteringMemorialHospital,Kettering,USA當(dāng)前16頁，總共69頁。16肺鱗癌確定腫瘤范圍指導(dǎo)制訂放射治療計劃當(dāng)前17頁，總共69頁。17惡性淋巴瘤(Hodgkin′sdisease/Non-Hodgkin′s-lymphoma)?治療前分期

–一次性全身掃描較CT具有明顯的優(yōu)勢

?監(jiān)測治療反應(yīng)/探測腫瘤復(fù)發(fā),尤其在判斷治療后腫塊中有無活性腫瘤細(xì)胞有重要價值

?治療過程中PET掃描間隔時間

-化療:至少8-12weeks

-放療:4-6month當(dāng)前18頁，總共69頁。18惡性淋巴瘤MIPSRVLVLD當(dāng)前19頁，總共69頁。19化療前惡性淋巴瘤化療后當(dāng)前20頁，總共69頁。20結(jié)腸直腸癌

評價可疑復(fù)發(fā)和再分期–

癌胚抗原(CEA)持續(xù)升高–

評價有無肝臟轉(zhuǎn)移–

單一轉(zhuǎn)移病灶外科手術(shù)前的再分期

分期:改變了大約36%

病人的臨床分期

靈敏度96%CT47-68%MRI77%

復(fù)發(fā):大約使32%病人改變了臨床治療方案

靈敏度93%CT71%

特異性96%CT89%當(dāng)前21頁，總共69頁。21

當(dāng)前22頁，總共69頁。22惡性黑色素瘤?全身掃描

?PET應(yīng)用指征為:

–常規(guī)診斷方法結(jié)果陰性

?N-分期

中等厚度的病變=Breslow>1,5mm-4mm

?確定顯示較厚的黑色素瘤病變的分期

–單一轉(zhuǎn)移灶手術(shù)前的再分期

?大約使26%患者改變臨床治療方案當(dāng)前23頁，總共69頁。23確定診斷6年

Breslow0,5mm腹膜的癌浸潤MIPRVL transversal MIPVLD惡性黑色素瘤當(dāng)前24頁，總共69頁。24原發(fā)灶不明腫瘤(CUP)

定義:

組織學(xué)或細(xì)胞學(xué)證實為轉(zhuǎn)移性病變,但各種診斷檢查無法確定原發(fā)病灶

應(yīng)用各種診斷檢查后，大約5-10%的腫瘤病人原發(fā)灶定位不清

最常見的情況:膈上淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移(頸部區(qū)域)

頸部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移:80%為鱗癌

未分化癌/腺癌

約20-30%原發(fā)灶不在頭頸部當(dāng)前25頁，總共69頁。25原發(fā)灶不明癌癥患者的FDGPET顯像3/983/00MRI,CT和膀胱鏡檢查均未明確診斷;PET確定原發(fā)灶位于下咽部.依據(jù)PET結(jié)果采取有效的放化療有可能獲得完全緩解。當(dāng)前26頁，總共69頁。26腫瘤標(biāo)志物增高原因的尋找患者男，70歲，CEA不明原因升高（61-90U/L)。消化道（胃鏡、結(jié)腸氣鋇雙重造影）、肺、前列腺、睪丸檢查均為陰性。（1999-07-13）當(dāng)前27頁，總共69頁。272年后（2001-06-19)后患者出現(xiàn)咳嗽、咳痰，X線疑浸潤性肺結(jié)核，CT左肺上葉癌，右肺中葉少許炎癥。左腎上腺腺瘤，轉(zhuǎn)移待排除。支氣管鏡刷檢找到腺癌細(xì)胞。腫瘤標(biāo)志物增高原因的尋找當(dāng)前28頁，總共69頁。28胰腺癌?鑒別胰腺腫塊的良惡性–靈敏度PET94% CT82%–特異性PET90% CT75%?進(jìn)行淋巴結(jié)和肝臟轉(zhuǎn)移的分期?正常血糖;Cave:出現(xiàn)假陰性?Cave:慢性胰腺炎過程中的急性炎癥–可能出現(xiàn)假陽性(血液中炎癥參數(shù)的檢查)當(dāng)前29頁，總共69頁。29胰腺癌當(dāng)前30頁，總共69頁。30乳腺癌

乳腺腫塊良惡性的判斷

靈敏度90%特異性92%

腋窩及內(nèi)乳淋巴結(jié)的分期/探測轉(zhuǎn)移

大約使

24%

病人改變治療方案

探測局部或遠(yuǎn)處的復(fù)發(fā)

大約使

40%

病人改變治療方案

評價腫瘤的治療反應(yīng)當(dāng)前31頁，總共69頁。31乳腺癌當(dāng)前32頁，總共69頁。32女43歲，右乳腺腫塊1月余，無痛無不適，不固定，欠光滑，同側(cè)腋窩可觸及腫大淋巴結(jié)。PET顯像淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移當(dāng)前33頁，總共69頁。33患者，女性，41歲。乳腺腺癌術(shù)后4年余，發(fā)現(xiàn)肺轉(zhuǎn)移行右肺切除腫塊后半年，現(xiàn)欲查有否其他轉(zhuǎn)移。當(dāng)前34頁，總共69頁。34各種研究提示FDG應(yīng)該被批準(zhǔn)用于所有腫瘤的檢查——包括甲狀腺、骨、軟組織、肝臟、婦科等腫瘤；從經(jīng)濟(jì)學(xué)角度分析，通過避免不必要的和無效的手術(shù)所節(jié)省的支出遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了PET檢查的費用；PET對病人治療方案的積極影響意義更大。當(dāng)前35頁，總共69頁。35FDGPET在腫瘤方面的優(yōu)勢?對活性腫瘤的評價:

—腫瘤與疤痕的鑒別

—不受病灶大小限制的淋巴受累評價標(biāo)準(zhǔn)

?全身顯像

?定量分析成為可能

?與CT/MRI進(jìn)行圖像融合成為可能

?依據(jù)PET結(jié)果引導(dǎo)組織穿刺活檢成為可能

?所受射線輻射計量當(dāng)量約10mSv(注射400MBqFDG)當(dāng)前36頁，總共69頁。36PET/CT當(dāng)前37頁，總共69頁。37互補(bǔ)的診斷成像解剖,形態(tài)大小,形態(tài)

不詳細(xì)，間接反映功能功能,代謝

改變的代謝

略好，缺少解剖信息

信息類型

探測結(jié)果

圖像詳細(xì)資料解剖學(xué)成像(CT)功能性成像(PET)解剖+代謝解剖+功能大小,位置,代謝同時反映功能和解剖結(jié)構(gòu)當(dāng)前38頁，總共69頁。38GEDiscoveryLSSIEMNSBiograph當(dāng)前39頁，總共69頁。39Allonthesamesystemandinonestudy!

TheleftimagesareslicesobtainedwiththeGELightSpeedsectionofthePET-CTThecenterimagesarecreatedwiththePETAdvanceNXisectionofthesystemTheimagesattherightrepresentthetwoimagesregisteredandfusedintooneimage當(dāng)前40頁，總共69頁。40當(dāng)前41頁，總共69頁。41老年男性患者，有肺部結(jié)節(jié)病史。DiscoveryLSPET-CTSystem-DiscoveryLS肺部結(jié)節(jié)當(dāng)前42頁，總共69頁。42當(dāng)前43頁，總共69頁。43DiscoveryLSHypolaryngealCaseStudyPatientClinicalHistory63-yearoldmalewithknownhypo-laryngealcarcinomaontheleftandsuspicionoflocalmetastasis.StagingPETdemonstratespathologicuptakeinthehypolaryngealregionandasecondring-likelesionadjacenttothetumor.PETCTdemonstratesclearlyinvasionofthesofttissuewithlocalmetastasiswithcentralnecrosis.當(dāng)前44頁，總共69頁。44DiscoveryLS卵巢癌當(dāng)前45頁，總共69頁。45CT像結(jié)果顯示，盆腔腫塊同時亦沿腸系膜和網(wǎng)膜有浸潤。PET掃描結(jié)果與軟組織浸潤一致，腸系膜顯示顯著的高代謝活性（箭頭所示）。當(dāng)前46頁，總共69頁。46右側(cè)卵巢發(fā)現(xiàn)高代謝的盆腔腫塊。當(dāng)前47頁，總共69頁。47PET/CT對放射治療的影響

“…生物適形技術(shù)的實現(xiàn)改進(jìn)了靶體的描繪和劑量的傳遞，使腫瘤放射治療達(dá)到了一個新的高度，…”StevenA.Leibel,MD(SloanKettering,NY),RSNA2000PET/CT,UPMC2000放療計劃的制訂、靶體積的確定、監(jiān)測治療反應(yīng)當(dāng)前48頁，總共69頁。48監(jiān)測治療Case:

68-year-oldmaleevaluatedforpost-transplantlymphaticdisorder.

Findings:BilateralheterogeneousFDGuptakeinlungmasses.

Necroticleftlungmass6cminsizewithhighlymetabolicrim.

Largerightlungmasswithrightchestwallinvasion.CT:10mmslices;160mAs;130kVp;pitch1.6

PET:260MBqFDG;2x10minemissionCT

PET當(dāng)前49頁，總共69頁。49February:SUV=6June:SUV=3October:SUV=8監(jiān)測頭頸部癌治療CT:5mmslices;160mAs;130kVp;pitch1.6PET:240MBqFDG,2x10minemissionCase: 35year-oldmalewithmalignancyinmandibula.

FindingsI:MalignancyidentifiedonPET/CTin02/00.Rightmandibulectomyandmaxillectomyforremovalofmalignantdisease.

FindingsII:Contrast-enhancedPET/CTscanin06/00identifiedfocalrecurrence(FDG:SUV=3)inthesubcutaneoustissueoftherightposteriorsurgicalbed.當(dāng)前50頁，總共69頁。50評價治療反應(yīng)Clinicalcase: Metastaticmelanomabefore/afterchemotherapy.beforetherapyaftertherapy11/9812/98當(dāng)前51頁，總共69頁。51心臟病心肌存活性

?血運重建/外科手術(shù)前

?鑒別：疤痕與存活心肌/缺血的心肌

?“冬眠心肌”=血流灌注減低，葡萄糖代謝正常或增加2.冠心?。盒募⊙鞴嘧⒌慕^對定量分析,

?

FDG

?13N-Ammonia/15O-H2O/

11C-Acetate

?靜息

?負(fù)荷(Adenosine?)當(dāng)前52頁，總共69頁。52冠心病-心肌缺血當(dāng)前53頁，總共69頁。53心肌梗塞-評價心肌存活性當(dāng)前54頁，總共69頁。54血流----代謝匹配（Match）當(dāng)前55頁，總共69頁。55腦神經(jīng)系統(tǒng)檢查指征癡呆早期診斷腦腫瘤

?診斷和分期?手術(shù)/放射治療后復(fù)發(fā)?判斷腫瘤范圍用于指導(dǎo)治療計劃的制訂?引導(dǎo)穿刺活檢?判斷預(yù)后?監(jiān)測治療反應(yīng)?FDG

?FDG

?11C-Methionine;FET

當(dāng)前56頁，總共69頁。56血流灌注

?

活性研究

?

血流灌注儲備運動紊亂5.癲癇/發(fā)作檢查?15OH2O

?15OH2OwithDiamox?

動脈血取樣

?FDG

?18FDOPA

?FDG腦神經(jīng)系統(tǒng)檢查指征當(dāng)前57頁，總共69頁。57腦腫瘤：高級別的腦腫瘤當(dāng)前58頁，總共69頁。58腦腫瘤:低級別的腦腫瘤FDG

15O-H2