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1、神经系统核医学,同济大学核医学教研室,显像方法,动态显像 静态显像 平面显像 断层显像,脑血流灌注显像 脑代谢显像 脑受体显像,概 述,静息显像 负荷显像,概 述,仪器：PET (Positron emission tomography ) SPECT (Single photon emission computerized tomography ),脑血液供应,椎基底动脉系统,颈内动脉系统,颈内动脉,大脑半球前3/5 基底节 丘脑前1/2,大脑前动脉 大脑中动脉 眼A、网络前A 后交通A,两侧椎动脉 基底动脉 小脑动脉 大脑后动脉,大脑半球后2/5 脑干、小脑 丘脑后1/2,大脑的分叶和功能
2、,1、额叶：外侧裂 中央沟. 运动、语言 和精神活动 2、顶叶：中央沟 顶枕裂. 皮层感觉功能 3、枕叶：顶枕裂 枕前切迹. 视觉 4、颞叶：外侧裂 听觉 5、岛叶：外侧裂底部. 植物N、味觉、痛觉 6、基底节、丘脑 感觉传递 7、脑干 小脑,大脑前动脉 大脑中动脉 大脑后动脉,椎基底动脉,1、脂溶性、电中性、小分子量化合物 2、在脑内停留足够长时间,(一）不能通过血脑屏障的显像剂 99mTcO4-，99mTc-DTPA，99mTc-GH等 (二）能通过血脑屏障的显像剂 99mTc-ECD，99mTc-HMPAO，18F-FDG等,显 像 剂,脑血流灌注显像,1、原理,静注能通过BBB的显像剂
3、，入脑量与局部脑血流成正比。 在脑内被代谢成水溶性化合物,能停留足够长时间。 较长时间内无再分布现象 这些标记化合物能发射射线，探测系统接收并重建图像。,1、脂溶性、电中性、小分子量化合物，易于通过血脑屏障 2、在脑内停留足够长时间,99mTc-ECD（99mTc-ethylcysteinate dimer) 99mTc-HMPAO（99mTc-hexamethylpropylene amine oxime）等,显 像 剂,显像方法,室内保持安静，光线柔和。 患者取卧位，休息片刻，避免各种刺激 静注99mTc标记的脑血流灌注显像剂，30分钟后采集血流灌注信息。,图像分析,脑内左右放射性分布基本
4、对称。 灰质放射性明显高于白质。 脑内基底神经节浓聚放射性。 脑内影像同脑解剖结构。,正常图像：,正 常 影 像,横断面 冠状面 矢状面,异常图像：,定性：同一断层方位上至少有两个或两个以上层面出现肉眼可辨的放射性稀疏或增高区,为异常病灶。 半定量：大脑患/健侧摄取比值1.1。,脑血流灌注异常的疾病,脑萎缩征 灰质局部放射性减低或缺损 局部放射性增高 肿瘤、癫痫、偏头痛、过度灌注 大小脑失联络显像 对侧小脑血流下降 白质区放射性明显减低 局部白质区扩大 中间结构异位 脑出血或肿瘤,缺血性疾病、癫痫、周围被压迫组织 局部功能低下,白质区或脑瘤病变,半定量分析,多发脑缺血,癫 痫,脑梗塞,临床应用
5、及评价,TIA 早期诊断,灵敏度为50-60%，与症状 符合率达88.9%。 2. CT、MR、EEG、DSA、TCD大多正常。,脑梗塞(cerebral infarction),A.急性梗塞，显像灵敏度高于CT，达90以上，CT只有30-70%；慢性梗塞，CT、MRI、SPECT显像灵敏度类似。 B.rCBF 的减低范围大于CT的病变范围.,C.特殊征象,一周后病变四周过度灌注 (luxury perfusion) 交叉性小脑神经失联络（CCD）,Alzheimer病,包括早老性痴呆和老年性痴呆。 脑灌注显像的典型表现是:早期患者呈双侧颞顶叶对称性血流减低区，随病程进展，累及部位增多。,痴呆
6、 Dementia,多发性梗死性痴呆 (multi-infarct dementia, MID),脑灌注显像见脑内散在的、多发的、分布不规则的灌注缺损区，可存在于灰质和白质区域内。,痴呆 Dementia,癫痫(epilepsy),癫痫发作时脑内局部血流量明显增加。 发作间期局部脑血流灌注减低。 脑血流灌注显像对癫痫灶的诊断和定位有重要价值。 为难治性癫痫提供手术治疗的依据。,脑肿瘤,大部分病例局部脑血流量减少，见于转移瘤，大部分胶质瘤 少部分表现为肿瘤局部血流量增加，多为原发性脑肿瘤,脑肿瘤治疗后复发与坏死的鉴别,复发时局部常增高 放、化疗有效时局部血流量降低，呈放射性稀疏或缺损区 必要时可
7、行18F、201Tl、99mTc-MIBI亲肿瘤显像，有放射性浓聚，则提示复发,脑功能研究,脑血流量、代谢与功能密切相关 运动、语音（听、说）、光刺激等致相应脑区血流量增加。无创性地证实了脑内功能定位。,颅脑损伤,短暂意识丧失、逆行性健忘、头痛、恶心等 轻中度损伤引起的变化CT、MRI往往难以显示 体检往往没有阳性发现 脑灌注显像表现为局部血流灌注低下,精神疾病,精神疾病的脑CT、MRI显像一般无异常发现，核医学影像可提供活体内生理、病理状况下的脑血流灌注、脑代谢和中枢神经递质与受体的功能信息，为精神疾病的诊断、病情判断、治疗效果监测提供重要依据。,精神疾病,精神分裂症 不同亚型及症状群与局部
8、血流量的关系较为复杂。部分症状可表现为局部高灌注，相反，另一些症状可表现为局部低灌注。 额叶局部血流灌注减低最常见，左侧重于右侧。还可以有其他部位如颞叶、基底节的灌注减低。,精神疾病,抑郁症 存在脑血流灌注减低区，大致分两种类型: 额叶和颞叶灌注减低区；前额叶和边缘系统的灌注减低区。 强迫症 双侧基底节局部脑血流量下降,负荷脑血流灌注显像 Stress Cerebral Perfusion Imaging,意 义,大部分SPECT脑血流灌注断层显像在静息状态下实施，但静息显像不能发现轻微、隐匿性的病变。采用了负荷方法以后，脑血流灌注断层显像明显提高病变检出率。,原 理,在负荷因素的介入下，正常
9、组织及对之具有反应的部位局部脑血流量增加，而无反应部位的局部脑血流量不能增加，从而增强了正常与病变部位图像的对比度，提高疾病的阳性诊断率；或显示出相应的兴奋灶，以便进行核团定位。,负荷方法,生理性刺激 药物介入（如血管扩张剂） 激发试验,图像分析,静息及负荷态均正常：正常 静息态正常，介入试验见局部脑区放射性分布稀疏/缺损：脑血流储备障碍 静息态见局灶性稀疏区，介入试验见原稀疏区变为缺损区：静息态血流灌注障碍，伴脑血流储备能力障碍。 静息态见稀疏/缺损区，介入试验见该稀疏区有明显填充：血流储备功能异常，可见于交叉性失联络症。 静息态见缺损区，介入试验后无显著变化：见于脑梗塞。,临床意义,隐匿性
10、脑缺血病灶和小梗死灶的探测,早期病变和病灶较小时，由于侧支循环的代偿，静息显像难以发现 负荷显像加大了病灶和正常区域的血流量差异，利于早发现，早治疗,短暂性脑缺血发作 （transient ischemic attack, TIA）,TIA多是因脑血管痉挛引起的一过性供血不足。 CT和MRI多为阴性。脑灌注显像诊断TIA阳性率在50%以上，部位与症状发作大多相符。 TIA的患者，在症状发作后短期内10%35%会发生脑梗死。 脑灌注显像可早期发现脑缺血，估计缺血程度、随访和观察疗效。,脑血管储备能力的确定,静息稀疏，负荷后正常：血管储备正常 静息正常，负荷局灶性稀疏：血流储备受损 静息、负荷均稀
11、疏/缺损，血流储备受损,失联络现象中血管反应性的判断,失联络现象中的局灶灶性血流灌注低下于应用负荷方法后血流灌注恢复正常，证明血流储备正常。,疗效判断及预后预测,血管储备能力佳，疗效佳，预后好 血管储备能力差，预后差,病程监测和随访,血管储备能力改善：治疗有效，病情好转 血管储备能力的变化早于临床症状的变化,对脑血管意外的预示作用,血流正常，血管储备正常，发生脑血管意外的几率低，预后好。 血流受损，血流储备下降，易发脑血管意外。,对血管性痴呆和早老性痴呆的鉴别,早老性痴呆：退行性病变，血流储备正常或接近正常，负荷后脑血流量增加 血管性痴呆：血管病变严重，负荷后显示血流储备受损，局部血流量不增加
12、,蛛网膜下腔出血的手术指征,了解血管扩张能力、病变范围，有无血管痉挛，发展程度和过程 指导手术时机及方式,Moyamoya病的诊断,脑底动脉闭塞伴毛细血管扩张 介入试验了解脑血流储备情况，有利于病情分级及随访。,脑代谢显像 Cerebral Metabolism Imaging,同济医院,脑代谢,脑代谢旺盛 90%以上的能量由糖供应 耗氧量占整个机体耗氧量的20%,脑葡萄糖代谢显像,原理及显像剂,2-脱氧葡萄糖（deoxyglucose）结构与葡萄糖能被脑细胞摄取，但不会被氧化成CO2和H2O。因而能在脑中滞留较长时间。 18F标记的2-脱氧葡萄糖（18F FDG）和11C标记的2-脱氧葡萄糖
13、（11C DG）发射正电子(positron)。 18F的物理半衰期为109min，较常用； 11C的物理半衰期为20min，应用少。 正电子与电子发生湮灭(annihilation)辐射，产生方向相反的两个光子。 经带符合线路（coincidence circuit)的核医学仪器探测到成对的光子，重建成脑代谢图像。,显像方法,静脉注射18F-FDG 185370mBq 40min后，采用PET（positron emission tomograph)采集图像，经重建后得断层图像。测定脑葡萄糖代谢率（cerebral metabolic rate of glucose，LCMRGlc)。,正常
14、图像,正常人静息状态下放射性分布左右对称，灰质放射性明显高于白质。 全脑葡萄糖代谢率为2932 mol/100g/min,异常图像,全脑摄取葡萄糖降低，局部放射性增高、局部放射性分布稀疏、缺损（defect）、交叉失联络（crossed diaschisis)等。,临床应用,癫痫灶定位：发作期癫痫灶糖代谢增高，发作间期癫痫灶糖代谢降低。 定位准确率高 必要时可行美解眠介入试验诱发后显像 可用于疗效随访,临床应用,脑血管病 梗死时局部血流、代谢均降低 可判断脑组织存活性 痴呆的诊断与鉴别诊断 Alzheimer病（早老性痴呆）：双侧颞顶叶糖代谢降低。 多发脑梗死性痴呆：多发、散在、不规则的代谢降
15、低区。,右图示Alzheimer病患者代谢降低晚期类似新生儿,临床应用,脑肿瘤： 脑肿瘤的葡萄糖代谢率与肿瘤的恶性程度有关 诊断肿瘤复发和观察疗效。复发时局局部糖代谢增高，放、化疗有效时局部葡萄糖代谢率降低，瘢痕组织糖代谢明显降低。 有助于术前活检穿刺部位的选择,临床应用,震颤麻痹 早期，纹状体葡萄糖代谢率减低，血流灌注减低 晚期，全脑葡萄糖代谢率减低 单侧病人早期，患肢对侧豆状核糖代谢、氧代谢增加 亨廷顿病 早期，双侧尾状核葡萄糖代谢率减低 后期可累及壳核，全脑葡萄糖代谢率不减低,临床应用,精神疾患：精神分裂症常见额叶、颞叶糖代谢降低，或左侧颞叶糖代谢增加伴左基底节糖代谢降低。,临床应用,脑
16、功能研究：运动、语音（听、说）、光刺激等致相应脑区糖代谢增加。无创性地证实了脑内功能定位。,脑功能研究,脑氧代谢显像,原理及显像剂,吸入放射性氧气后采集氧在脑内分布的图像，同时测定局部脑血流量和血氧浓度，计算脑氧代谢率（cerebral metabolic rate of oxygen, CMRO2）氧摄取分数（oxygen extraction fraction, OEF)等。 显像剂：15O2常用，其它尚有C15O2、H215O、15O-氧合血红蛋白、15O-羟基血红蛋白等。半衰期为2.03min。,方法,吸入15O2，要取得定量参数需同时测定局部血流量。以PET仪采集氧在脑内分布的图像。,正常影像和正常值,静息状态下放射性分布左右对称，灰质放射性明显高于白质。 灰质平均血流量：43.0ml/100g/min; 白质平均血流量：21.9ml/100g/min 灰质平均脑氧代谢量：3.33m
