在神经系统疾病诊的断中的应用.docx
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在神经系统疾病诊的断中的应用
PET-CT在神经系统疾病诊断中的应用
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亭天然,高荣光,钱根年.郑春雨,孛铭山,王楷堂(解放军南京军区福州总医院PET-CT中心,福建福州350025)
摘要:
正电子发射计算机断层(PET)脑功能的研究是探知脑功能重要手段之一,在此领域已经有了长足的进展,主要应用的方面是:
脑
代谢显像,脑灌注和脑血流显像,脑受体显像,其中以代谢显像应用最为广泛.特异性显像剂的开发是未来发展的方向.PEq'显像会在脑
功能领域显示出独特的优势.多层螺旋计算机体层摄影(MSCT)的脑灌注成像为超早期诊断脑梗死和对脑肿瘤的诊断,评估及预后的监
测起到了重要的作用.PET.CT联合起来必定会促进神经系统影像的发展.
美■调:
正电子发射计算机断层;多层螺旋计算机体层摄影冲经系统;"F一脱氧葡萄糖
中圈分类号:
R817.4文献标识码:
A文章编号:
1671.3826(2006)0l-0099-04
脑的生物重要性和复杂性是不言而喻的.探索脑功能
的本质一直是生命工作者的不懈追求,但是无创条件下显
示人脑的功能状态一直以来进展缓慢.思维本质仍然是自
然科学不倦探索的4项热门主题之一.现代医学观念和模
式都发生了深刻的变化,突出体现了人的心理健康.凸现心
理,精神,行为等重要性,这就要求对人脑的功能机制进行
深入的探究.国际上继人类基因组计划后又启动了人类脑
计划,虚拟人计划,都对脑研究提出了更高的要求….然而
真正对活体人脑进行深入研究的设备很少.正电子发射计
算机断层(哪)的出现为人脑的研究提供了新的思路和方
式.目前对大脑影像解剖结构的显示已经达到了最清晰的
阶段,以MRI为代表的解剖显像为大脑解剖结构的明确提
供了依据.MRI对大脑解剖结构的显示是无与伦比的,凡
是与解剖结构相关的疾病几乎都可以显现出来.虽然
MRI,CT主要利用在解剖结构的显示,但在脑功能的探索
方面也取得了一定的进展,如磁共振的MRS可以分析局部
的化学成分的改变,进而推断早期病变的可能,此外磁共振
的弥散成像,灌注成像均对脑功能进行了研究并取得了一
定有价值的结果.目前最先进的功能fMRI已经在脑功能
显像方面显示出了巨大的威力.此外多层螺旋计算机体层
摄影(MSCT)的灌注成像,光成像,脑磁图成像,脑电图,
脑诱发电位都从不同的角度对脑功能进行了有益的探索.
收稿日期:
2005,10-24
作者简介:
李天然(1970一),男,主治医师,医学硕士,目前主要从事心血管成像的临床研究.
J,J,J,J)__'…幢
r●-,L,r●-L
?
10o?
Il缶床军医杂志第34卷
PET的出现为脑功能的研究开辟了一个新的战场,PET将
脑功能信息转变成解剖影像形式显示出来,这是功能影像
的一次重大飞跃.PET.CT是在PET的基础上又一重要进
展,其基本的思想在于解决PET空间分辨率低,解剖结构
显示欠清晰的特点,事实证明,PET-CT成功解决了病灶的
定性和定位的问题.PET.CT在硬件上是PET和CT的组
合,而在软件上是相互支持的.
1PET在神经系统方面的应用
i.iPET的原理PET(Positronemissiontomography)是利
用发射正电子核素标记的材料(目前一般用氟脱氧葡萄
糖F.FluorodeoXyglueoseFDG)进行发射显像,F—FDG是
脱氧葡萄糖的类似物,脑细胞主要能量来源是葡萄糖,所以
脑细胞对示踪剂的摄取明显增加,表现为高代谢区,同时
PET可以定量研究脑细胞的浓聚程度.PET本质上是一种
放射自影技术,将特定的放射性示踪剂注人人体,这些示踪
剂参与体内生化代谢过程中的某些步骤,但又不完全参与
整个过程,所以一般情况下示踪剂被"陷落"(trping)在细
胞内而聚集,从而形成高放射性细胞,通过高灵敏的探测器
进行探测这些细胞发射出的光子,转换成数字信号而以解
剖的形式显现出来.所以有学者这样认为,只要找到合适
的标记方法,可以直接将任何一项神经分子生物学进展的
成果开发为相应的示踪剂,完成与临床的无缝对接.rEr
是分子水平上的显像,但并不是说PET的分辨率已经达到
了分子水平.有专家指出,PET观察的成像对象仍然是物
体,是病灶,不是单个分子,强调PET空间分辨率达列分子
水平是一种误解,既不现实,也无意义J.美国麻省总医院
的Weissleder教授给分子影像学定义为:
在活体状态下,应
用影像学对细胞和分子水平生物过程进行定性和定量研
究.
1.2PET在神经系统领域的应用PET问世之处就是以
脑功能研究作为主要研究方向.神经系统疾病种类繁多,
目前仍然主要依靠临床症状进行诊断,其主要原因在于脑
功能机制的复查.人类对脑功能的所知甚少.PET在脑功
能方面主要集中在三个领域:
(1)脑血容量和脑血流灌注,
它反应脑血流和血脑屏障的破损情况和主要检测脑血流的
通透性;
(2)脑代谢,反映物质在大脑的利用;(3)神经受体
分析,能定量地显示受体的数量和受体的分布.其中以代
谢显像应用最为广泛【]】
1.2.1PET在脑代谢显像方面的应用目前常用的示踪
剂是氟代脱氧葡萄糖("FDG).其基本原理与葡萄糖的代
谢相似,能通过血液系统运输到相应的靶器官,能通过血脑
屏障进人脑组织内,进而进人脑细胞参与部分步骤的葡萄
糖代谢,经磷酸己糖激酶催化形成6.磷酸脱氧葡萄糖而滞
留于脑细胞内,并且进人脑细胞后排出脑细胞则缓慢,这样
可以了解脑细胞的葡萄糖代谢状况,进而评价其脑细胞的
活跃情况,这对由于脑细胞受到损害而造成的代谢改变韵
病变则非常敏感.此外现在还开发出了氧代谢显像剂和蛋
白质代谢显像剂,其中"c标记的氨基酸类显像剂已经应用
于临床,在鉴别肿瘤方面取得了良好的效果.
1.2.2PET在脑血流灌注和脑容量显像方面的应用脑
血流灌注和脑血容量的测定是反映脑功能的重要指标,但
其敏感性和特异性较代谢显像低,其原因是血流改变影响
一
个区域而代谢只发生于细胞内.主要测量韵指标是局部
脑血容量(CBV)和局部脑血流量(rCBF),脑血流灌注储量
(PR)现在也纳人了评价脑功能研究.PET脑血流灌注显
像主要应用于脑血管疾病(CVD),常用的脑血流灌挂显像
剂主要是0标记的水,并常结合乙酰唑胺作为负荷药物,
进一步提高对CVD检出的敏感性.PET显像结果为:
在
CVD早期1h到数天形态变化之前表现为病灶区低灌注,
CBF减少,大脑氧摄取量增加,然后是脑血管扩张,CBV增
加,这在TIA和半暗区组织表现非常明显;脑缺血进一步发
展,CBF会降低,病人出现症状,梗死和出血的患者所有托
标均异常,图像表现为放射性缺损.同时利用药物负荷的
方法提高对脑血管疾病的检查的敏感性.虽然PET脑灌
注成像可以诊断脑血管性疾病,但PET检查空间分辨率
低,检查时间长,需放射性药物的支持,费用高等缺陷,目前
还不适宜进行常规检查.PET脑灌注成像对脑肿瘤的研究
甚少,其主要原在于FDG—PET已经很敏感了,PET灌拄
成像的临床意义不大.
I.2.3PET脑受体显像脑受体显像剂的研究'是目前研
究的热门,也被认为是打开脑功能秘密的钥匙,脑功能的完
成就是利用脑神经纤维释放的神经递质,与受体结合完成
的,仍然是化学本质,所以人们研究的方向自然集中在脑神
经递质方面,希望找出与神经递质相似的正电子标记的放
射性药物,目前这方面工作取得了长足的进展.例如多巴
胺是人们最感兴趣的神经递质,FLDOPA是成功标记的与
多巴胺相似的神经递质,FLDOPA—PET显像可直接或间接
了解多巴胺的储存量和代谢活动,从而有助于诊断累及多
巴胺系统脑功能活动疾病如帕金森,亨廷顿病和精神分裂
症等."C标记的甲基氧基分太尼主要用于脑中阿片受体的
定量显像.随着研究的深入,人们提出了"神经化学脑影
像"的概念¨】,其基本思想来源于脑功能活动的化学本质,
尤其是神经活动的神经递质化学,受体分子化学结构的研
究深入,PET为脑功能的研究深入拓展提供了一个有力的
手段.
1.3PET显像应用较为成熟的疾病
1.3.1颅内肿瘤对于颅内肿瘤的测定目前应用的显像
剂仍然是F—FDG.对于胶质瘤的诊断目前的观点认为高
级胶质瘤的摄取高于低级胶质瘤的摄取,并且同患者的预
后有关,Baker等对胶质瘤研究表明肿瘤对FDG的摄取程
第1期PE1一CT在神经系统疾病诊断中的应用李天然,等?
1O1-
度对患者的生存时间作出准确的估计J.FDG-PET可对
肿瘤治疗后的改变作出评价,术后或放疗后,化疗后均可作
出响应,早期文献报道认为这方面的敏感性和特异性可
以达到80%和94%.但也有作者指出这方面的敏感性和
特异性只有73%一86%,56%一22%,远远低于早期研究
的结果,其中的原因作者未指出.另有作者指出大脑皮
质对FDG的高摄取是影响对肿瘤评估的重要因素,这主要
是指肿瘤位于大脑的皮质区,位于白质区则无此问题.除
此之外,高血糖,cushing综合征,激紊治疗后均可出现对
FDG的摄取降低的表现,其中的原因各不相同,血糖浓度过
高属于竞争性抑制,而激素治疗是减少血管内膜释放前列
腺素引起血管的收缩,造成肿瘤的血供和血容量的下降和
细胞外空间的减少.
除葡萄糖类显像剂FDG之外,用于脑肿瘤的氨基酸类
显像剂主要是"C标记的蛋氨酸(MET)和胆碱.SasakiJ
经对比研究表明MET.PET对星型胶质细胞瘤的检出和定
性较好,但对肿瘤的病理定级欠满意,无法区分三级和四级
胶质瘤,同时研究也表明对FDG不摄取的肿瘤可对MET
摄取.同时由于MET分布的特点正常脑皮质对MET的摄
取明显较FDG减低,对于位于皮质的肿瘤边缘的显示较
FDG好.Ohtain研究表明¨'c标记的胆碱能很好地鉴别
脑部低度恶性与高度恶性肿瘤,但无法鉴别低度恶性与良
性肿瘤."c标记的酪氨酸(TYR)也被应用于脑肿瘤的定性
和定量研究之中.并且研究主要集中在肿瘤蛋白质的合成
率上.由于"c半衰期较短,病人检查不甚方便,人们正在
探索F标记的氨基酸并取得了很大的进展,如氟苯丙
氨酸,氟酪氨酸等.
1.3.2癫痫癫痫是一组以神经元异常放电所致的发作
性脑功能障碍为特征的临床综合征,同时伴有脑血流,代谢
及神经递质等一系列的生理生化改变.PET显像主要表现
在发作间期局部FDG代谢减低,发作期代谢增高",临
床研究证实,癫痫灶在发作间期FDG显像中局部代谢减
低,其敏感性和特异性分别可达到84%和86%.从定量的
诊断标准上主要是两侧对称指数>15%为诊断的界限,
10%一15%为可疑致痫灶.而有作者也指出发作期高代谢
灶是定位瘢痫灶的金标准,但发作期高代谢很难在检查期
间被捕捉到,绝大多数患者是在发作问期进行检查的,多家
研究表明_l,在发作间期仍有92%的阳性率,并且与术中
深部脑电极探测具有较高的一致性."FDG对癫痫灶的定
位价值得到了肯定,但另一方面PET对病灶的范围的确定
精确性不高,PET显示的低代谢区范围往往大于实际的病
灶范围,这给临床手术范围的确定带来了困难,其产生的原
因目前尚待研究.研究同时也指出,经PET检查的癫痫患
者手术治疗后疗效非常显着,可以使82%的患者术后癫痫
症状消失.关于脑血流灌注对癫痫的诊断价值目前研究者
较少,癫痫灶的血流灌注有无变化,目前研究资料较少.癫
痫的受体显像¨目前已经开始走向临床并取得了一定的
进展.目前开发出的受体显像剂主要有"C—FMZ(C标苯二
氮焯受体拮抗剂),阿片类受体显像剂,谷氨酸受体显像,乙
酰胆碱受体显像,单胺氧化酶受体显像,5一羟色胺受体显
像.单~靠FDG代谢显像的历史即将过去,多种显像剂的
应用无疑会对癫痫灶的定性,定位和定原因作出贡献.
1.3.3其他脑部疾病以痴呆为主要症状的神经变性性
疾病.主要有早老性痴呆(Alzheimer),皮克病,亨廷顿病,
维尔逊病,帕金森病等.这些病的主要病理基础是神经
元的丢失或变性.由于神经所需能量来源于葡萄糖,所
以FDG.PET对老年痴呆的鉴别较为敏感.但目前研究尚
未取得突破性进展,对这些代谢显像都缺乏特异性,另外存
在着鉴别诊断困难的特点.随着放射性药物的研发,针对
老年性痴呆的特定的神经递质,受体显像剂正在试验之中,
在不久的将来可能有突破性进展.
2MSCT在神经系统中的应用
由于多层螺旋CT(MSCT)的应用,在脑血管显像及在
脑灌注成像方面取得了明显的进展,在这两方面的应用主
要在于超早期诊断脑缺血性病变和脑『仉管性病变.
脑灌注成像的基本原理存丁船二且织内对比剂的浓度变
化与CT增强值的线性关系.脑灌注成像的最大优势在于
可以定量分析,常用的定量指标有:
(1)局部脑血流量
(rCBF);
(2)峰值时间(wP);(3)平均通过时间(MTT)
通过对比两侧指标的差异进行定量分析.多数学者研究表
明,脑灌注成像可以超早期诊断脑缺血性改变,有文献报道
认为CT灌注成像最早可在发病40min后显示病灶,而普
通CT最早在22h才能显示低密度病灶,MRI要在8h可
显示高信号.MSCT脑灌注成像的研究的关键是确定缺血
半暗带.缺血半暗带为脑梗死灶周围存在着的功能受损但
结构完整仍有可能挽救的缺血脑组织,MSCrr可以真正反
映脑缺血的范围和半暗带的大小,对指导急性脑梗死超早
期的治疗具有很重要的价值.脑灌注成像不但在脑血管性
疾病中有重要的应用价值,在脑肿瘤方面的应用也具有重
要的价值,这主要与肿瘤具有较多不成熟的血管有关,应用
MSCT灌注成像通过分析血液动力学参数的演变规律并绘
制TDC(时间密度曲线)作综合性分析即可较为客观地评
价脑肿瘤微循环及血管再生情况.目前应用灌注成像对肿
瘤血管通透性的研究也是较为热门的课题,Jackson等
已经成功地用于对肿瘤微血管性能的定量评估,可直接观
察到肿瘤血管内湍流及扭曲的血管,对于肿瘤血管的血供
分析及预后评价提供了帮助.cT灌注成像能够用于进行
肿瘤恶性程度的无创性评估及监测肿瘤的治疗效果.
MSCT脑血管CTA检查又将脑血管成像向前大大推进了一
步,由于扫描速度更快,层厚更薄可以更好地,更清晰地显
?
'lO2?
临床军医杂志(ClinJMedOmc)2006年2月第34卷第l,期
示血管的分支及走行,更有利于脑血管病的诊断.
3发展与展望
PET-CT的出现被认为是医学影像学的一场革命,将功
能影像与解剖影像完美结合起来,真正实现了无缝链接.
但目前PET的临床应用才刚刚起步,仍有大量的工作需要
深入研究.首先是示踪剂的开发,PET的生命源泉在于示
踪剂.特异性示踪剂是未来发展的方向,全世界目前开发出
的正电子显像剂有200余种,而真正应用于临床的只有1O
余种.其次与解剖影像设备的进一步整合,继附r-CT推
向临床以后.PET.MR也在积极研究之中,MR在神经系统
具有独特的优势,同时MR也具有一定的功能成像的能力.
相互结合,相互配合,将大力推进影像的进展;第三.扩大应
用范围,PET显像的范围应该是非常宽广的,如成瘾,疼痛,
过劳,心理,行为,精神及亚健康状态的检查,PET都可派上
用场,对探知脑功能将起到积极的作用.参考文献:
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摘要:
脾作为一种淋巴器官.在免疫系统发生,成熟和免疫调节过程中发挥着重要作用.脾区照射治疗血小板减少性紫癜及肝硬化脾功
能亢进等疾病有一定疗效.而慢性白血病脾大脾区照射有明显的治疗作用,脾区照射对食管癌可提高免疫功能.明显降低食管癌患者的非
癌死亡率.从而提高生存率.
关■词:
放射治疗;脾脏
中田分类号:
R979.5文献标识码:
A文章编号:
1671-3826(2006)01-0102-03
脾脏是人体主要的免疫器官之一,正常情况下发挥清区照射在良恶性疾病中的治疗进行综述.
除入侵微生物,衰老和死亡细胞,合成抗体,分泌细胞因子1良性疾病
的功能,参加体液和细胞免疫;病理情况下能阻留,破坏异1.1血小板减少性紫癞(idi0patIIicthrom
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- 神经系统 疾病 中的 应用