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PET脑葡萄糖代谢显像
 

一、原理
正常情况下脑细胞以葡萄糖为主要能量代谢底物,在脑细胞的糖代谢过程中,已糖激酶,磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶是三个关键酶。在有氧条件下葡萄糖分子进一步分解进入三羧酸循环,彻底氧化产生CO2和H2O。18F-FDG和天然葡萄糖(G)的生物学行为基本相同,都是由同样载体转运通过BBB进入脑细胞内的。18F-FDG和G分子作为底物,在已糖激酶的催化下,消耗ATP生成18F-FDG-6-PO4或 G-6-PO4。但由于18F-FDG-6-PO4的空间构型不同于G-6-PO4。所以,它不能作为磷酸果糖激酶的底物继续被代谢。事实上18F-FDG一旦变成18F-FDG-6-PO4就陷落于脑细胞内,并跨越整个测定所需的时间过程。
    二、方法
㈠ 显像剂
常用显像剂为18F-FDG,用量 370MBq(10mCi)/1ml,静脉注射。
㈡ 操作程序
受检者于检查前禁食4~8h,佩戴耳塞和黑眼罩常规封闭视听平静休息15min。静脉注射18F-FDG后,安静休息45min后进行显像。受检者取仰卧位,置头部于头托中,固定头部保持整个检查过程中体位不变。
㈢ 影像采集和数据处理
采集矩阵128×128。采用滤波反投影重建方法,并进行衰减校正。层厚4mm。
㈣ 正常影像
正常脑葡萄糖代谢影像与脑血流灌注影像相似。脑葡萄糖代谢率CMRGlu正常参考值为20~50µmol/(100g.min),各区LCMRGlu有一定的差别,两侧大脑半球LCMRlu分别为37.6±8.67µmol/(100g.min)和37.11±8.72µmol/(100g.min)。
三、适应证
1.       恶性肿瘤的诊断与鉴别诊断,疗效监测与预后判断
2.       脑生理功能定位研究
3.       脑缺血或梗塞病灶的定位诊断与疗效判断
4.       癫痫灶的定位与鉴别诊断
5.       Alzheimer 病的早期诊断与预后评价
6.       精神障碍疾病的诊断
7.       脑功能定位研究
四、临床应用
㈠ 恶性肿瘤
    18FDG PET 显像能准确了解脑肿瘤的代谢功能,对恶性肿瘤的鉴别诊断、肿瘤恶性程度的分级、转移性肿瘤的探测、临床治疗方案的确定、疗效监测、鉴别瘢痕或复发等均有重要应用价值,恶性肿瘤组织代谢常明显高于正常组织,在代谢显像时表现为放射性摄取增高,增高的程度可用标准化摄取值(standardized uptake value, SUV)、肿瘤/正常组织摄取比值(T/N)等指标进行定量分析。
代谢显像对肿瘤手术或放射等治疗后的复发与坏死组织疤痕的鉴别也有重要意义,复发肿瘤组织代谢增高,而坏死或疤痕组织代谢明显降低或无代谢
㈡ 脑血管病
脑血管疾病对葡萄糖代谢和脑血流灌注有明显的影响。如脑梗塞急性期(第二天),可见 LCMRGlu 增高而 rCBF却降低,呈明显的不匹配现象。这可能是由于局部暂短性无氧酵解增强的缘故。在发病后 1~3 周可见梗塞灶周围脑血流呈过度灌注,而葡萄糖代谢却明显减低。这是因为调节机制受损,受损伤的脑组织血管扩张,造成非营养性血流灌注增高的结果。病情进入稳定期后,葡萄糖代谢和脑血流灌注恢复匹配,梗塞灶内局部葡萄糖利用达最低程度。
㈢ 癫痫
PET 对癫痫灶定位有很高的价值。80%的部分性癫痫患者发作间期脑内可见一处或多处代谢减低区,LCMRGlu 降低幅度为 14~58%。而发作期增加幅度可达 82~130%,为癫痫的外科治疗提供了可靠的定位依据。亦可采用介入方法,提高癫痫致痫灶定位的阳性率。大部分复杂型癫痫发作患者的病灶位于颞叶,CT及MRI对癫痫病灶定位的灵敏性差,均小于30%。在部分复杂型癫痫发作期,颞叶病灶部位呈高灌注高代谢,发作间期呈持续低灌注低代谢。发作后期PET FDG显像和SPECT灌注显像探测癫痫病灶的灵敏性为均为70%。发作期rCBF显像灵敏性可达80~90%,FDG PET可达90%以上。发作间期SPECT定位癫痫病灶,其灵敏性仅为40~50%。预后方面,脑电图显示局部异常,而SPECT显像正常的患者,外科手术效果差。
㈣ Alzheimer 病
Alzheimer 病是大脑皮层的一种变性疾病,轻度至中度病期时顶叶下部皮质的LCMRGlu明显低于正常对照组,平均下降 47%,基底节和丘脑下降12%。晚期患者左半球皮质及外侧裂周围 LCMRGlu明显降低,周围白质和脑室明显扩大。多发性脑梗塞性痴呆则表现为多发性局灶性代谢减低区,所以,两者可用 PET来鉴别两者。Alzheimer病对注射毒扁豆碱敏感,主要表现双顶叶和颞叶皮质 LCMRGlu 增高,故毒扁豆碱的药物介入 PET 显像也有助于 Alzheimer病的诊断。Alzheimer病患者典型的表现为双侧额叶、顶叶代谢(代谢显像)降低和血流灌注(脑灌注显像)减少,而原始感觉运动、视觉皮质正常。约65%的Alzheimer患者可见颞、顶区放射性稀疏缺损,这种表现对AD具有诊断价值(尤其双侧对称出现时),诊断准确性约80%。多发性梗塞性痴呆(MID)临床上以多发性脑梗塞为特点。灌注显像显示多发性、双侧、随机分布、与梗塞动脉供血区域相关的血流灌注缺损灶,基底节也可受累。
㈤ Huntington病
Huntington病是基底节和大脑皮质变性的一种遗传性疾病。早期 CT 未见尾状核、豆状核和大脑皮质有明显改变,但 PET 显示尾状核头部 LCMRGlu 下降,全脑LCMRGlu 未见明显异常。这一点和 Alzheimer病不同。Huntington病的病程与尾状核/豆状核的比值关系密切,尾状核萎缩越明显LCMRGlu越低,则精神衰退越明显。
㈥ 精神障碍
精神分裂症与局部大脑皮质和神经核团功能障碍的定位研究已有一些进展。多数精神分裂患者额叶和前扣带回的 LCMRGlu 明显降低, 但轻度躁狂期的全脑代谢率与正常对照组无明显差异;抑郁患者未经药物治疗前的全脑 LCMRGlu亦在正常范围,但病情好转情感恢复正常时基底节 LCMRGlu 明显增高。精神分裂症LCMRGlu的改变与病程和类型有关。
㈦ 神经生理学研究价值
应用PET测定大脑在听觉、视觉、触觉等刺激下局部LCMRGlu的变化,对脑功能定位研究有重要价值。

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