腦部PET的臨床應(yīng)用

1、12什么是什么是PET?3 PET的特點(diǎn)的特點(diǎn)4PET原理原理5PET的優(yōu)點(diǎn)：的優(yōu)點(diǎn)： 6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(yùn)過程一樣，18FDG也通過葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)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

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)。7同位素同位素 半衰期半衰期 最大正電子量最大正電子量 正電子在水中的范圍正電子在水中的范圍 產(chǎn)生方法產(chǎn)生方法 （min） (

3、Mev) (FWHM in mm)11C 20.3 0.96 1.1 加速器加速器13N 9.97 1.19 1.4 加速器加速器15O 2.03 1.70 1.5 加速器加速器18F 109.8 0.64 1.0 加速器加速器68Ga 67.8 1.89 1.7 發(fā)生器發(fā)生器 82Rb 1.26 3.15 1.7 發(fā)生器發(fā)生器 常用發(fā)射正電子放射性同位素的特征常用發(fā)射正電子放射性同位素的特征 8同位素同位素示蹤化合物示蹤化合物生理過程或生理過程或功能功能典型應(yīng)用典型應(yīng)用 注注11C11C-蛋氨酸蛋氨酸蛋白質(zhì)合成蛋白質(zhì)合成 腫瘤腫瘤11C標(biāo)記的示標(biāo)記的示蹤劑部分已蹤劑部分已經(jīng)被經(jīng)被18F標(biāo)記標(biāo)

4、記的取代的取代Fiumazenil苯二氮受體苯二氮受體拮抗拮抗癲癇癲癇11C-奎丙靈奎丙靈D2受體收縮受體收縮運(yùn)動紊亂運(yùn)動紊亂 13N 氨氨血流灌注血流灌注心肌灌注心肌灌注 15O二氧化碳二氧化碳血流灌注血流灌注腦活性研究腦活性研究 水水血流灌注血流灌注腦活性研究腦活性研究常用放射性示蹤物及其臨床和研究常用放射性示蹤物及其臨床和研究 9 18F18F-FDG葡萄糖代謝葡萄糖代謝腫瘤、神經(jīng)、心腫瘤、神經(jīng)、心臟臟 18F標(biāo)記示蹤標(biāo)記示蹤劑越來越普及，劑越來越普及，并且已經(jīng)商品并且已經(jīng)商品化化氟化物離子氟化物離子骨代謝骨代謝腫瘤腫瘤18F-胸胸 腺腺 嘧嘧 啶啶（18FFLT）DNA腫瘤研究腫瘤研究

5、5-18F-尿嘧啶尿嘧啶DNA腫瘤控制腫瘤控制18F-長鏈脂肪酸長鏈脂肪酸18FFTHA-氧化氧化心肌代謝心肌代謝18F-二氫蒽醌絲氨二氫蒽醌絲氨酸酸S2-受體受體 2-18F-L-酪氨酸酪氨酸氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)腫瘤研究腫瘤研究18F-N-甲苯哌利多甲苯哌利多D2-受體受體神經(jīng)系統(tǒng)疾病神經(jīng)系統(tǒng)疾病6-18F-L-多巴多巴突觸前多巴氨突觸前多巴氨能功能能功能多巴氨受體疾病多巴氨受體疾病16-18F-雌二醇雌二醇雌激素受體雌激素受體乳腺腫瘤研究乳腺腫瘤研究18F-Fluoromizonidazole組織缺氧組織缺氧腫瘤腫瘤-與放療相關(guān)與放療相關(guān)1818F F-F-FDG DG 顯像原理顯像原理1

6、1PETPET掃描儀掃描儀12PET原理原理13FDG PET檢查方法及注意事項(xiàng)檢查方法及注意事項(xiàng)14FDG PET腫瘤檢查適應(yīng)證腫瘤檢查適應(yīng)證 15腫瘤腫瘤 非小細(xì)胞肺癌非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)/單發(fā)肺內(nèi)結(jié)節(jié)單發(fā)肺內(nèi)結(jié)節(jié)(SPN) (Non-small cell lung cancer/single pulmonary nodule) 淋巴瘤（淋巴瘤（Lymphoma） 結(jié)直腸癌（結(jié)直腸癌（Colorectal cancer） 食管癌（食管癌（Esophageal cancer） 惡性黑色素瘤（惡性黑色素瘤（Malignant melanoma） 頭頸部癌（頭頸部癌（Head and ne

7、ck cancer） 乳腺癌（乳腺癌（Breast cancer） 甲狀腺癌（甲狀腺癌（Thyroid cancer） 胰腺癌（胰腺癌（Pancreatic cancer-primary tumour) 卵巢、子宮、宮頸癌卵巢、子宮、宮頸癌(Ovarian,cervical,uterine cancer) 原發(fā)灶不明癌原發(fā)灶不明癌 (Cancer of unknown primary-CUP)16禁食狀態(tài)下的生理性禁食狀態(tài)下的生理性FDGFDG高度攝取高度攝取: 腦腦,腎臟腎臟,膀胱膀胱可變的攝取可變的攝取: 心臟心臟, 消化道消化道中等攝取中等攝取: 唾液腺唾液腺/口咽口咽低度攝取低度攝取:

8、 肝臟肝臟,脾臟脾臟,骨髓骨髓,骨骼肌骨骼肌anteriorposterior攝取攝取17Data courtesy of Kettering Memorial Hospital, Kettering, USA18肺鱗癌肺鱗癌確定腫瘤范圍指導(dǎo)制訂放射治療計劃確定腫瘤范圍指導(dǎo)制訂放射治療計劃19惡性淋巴瘤惡性淋巴瘤(Hodgkin s disease / Non-Hodgkin s-lymphoma) 治療前分期治療前分期 一次性全身掃描較一次性全身掃描較CT具有明顯的優(yōu)勢具有明顯的優(yōu)勢 監(jiān)測治療反應(yīng)監(jiān)測治療反應(yīng)/ 探測腫瘤復(fù)發(fā)探測腫瘤復(fù)發(fā),尤其在判斷治尤其在判斷治 療后腫塊中有無活性腫瘤細(xì)胞有

9、重要價值療后腫塊中有無活性腫瘤細(xì)胞有重要價值 治療過程中治療過程中PET掃描間隔時間掃描間隔時間 - 化療化療: 至少至少8-12 weeks - 放療放療: 4-6 month20惡性淋巴瘤惡性淋巴瘤MIPS RVLVLD21化療前化療前惡性淋巴瘤惡性淋巴瘤化療后化療后22結(jié)腸直腸癌結(jié)腸直腸癌 評價可疑復(fù)發(fā)和再分期評價可疑復(fù)發(fā)和再分期 癌胚抗原癌胚抗原(CEA)持續(xù)升高持續(xù)升高 評價有無肝臟轉(zhuǎn)移評價有無肝臟轉(zhuǎn)移 單一轉(zhuǎn)移病灶外科手術(shù)前的再分期單一轉(zhuǎn)移病灶外科手術(shù)前的再分期 分期分期: 改變了大約改變了大約 36% 病人的臨床分期病人的臨床分期 靈敏度靈敏度 96% CT 47-68% MRI

10、 77% 復(fù)發(fā)復(fù)發(fā): 大約使大約使 32%病人改變了臨床治療方案病人改變了臨床治療方案 靈敏度靈敏度 93% CT 71% 特異性特異性 96% CT 89% 23 24惡性黑色素瘤惡性黑色素瘤 全身掃描全身掃描 PET 應(yīng)用指征為應(yīng)用指征為: 常規(guī)診斷方法結(jié)果陰性常規(guī)診斷方法結(jié)果陰性 N-分期分期 中等厚度的病變中等厚度的病變 = Breslow 1, 5 mm-4mm 確定顯示較厚的黑色素瘤病變的分期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)前的再分期單一轉(zhuǎn)移灶手術(shù)前的再分期 大約使大約使 26% 患者改變臨床治療方案患者改變臨床治療方案25確定診斷確定診斷6年年Breslow 0,

11、5mm腹膜的癌浸潤腹膜的癌浸潤MIP RVL transversal MIP VLD惡性黑色素瘤惡性黑色素瘤26原發(fā)灶不明腫瘤原發(fā)灶不明腫瘤(CUP) 定義定義: 組織學(xué)或細(xì)胞學(xué)證實(shí)為轉(zhuǎn)移性病變組織學(xué)或細(xì)胞學(xué)證實(shí)為轉(zhuǎn)移性病變, 但但 各種診斷檢查無法確定原發(fā)病灶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，大約應(yīng)用各種診斷檢查后，大約5-10% 的腫瘤病的腫瘤病 人原發(fā)灶定位不清人原發(fā)灶定位不清 最常見的情況最常見的情況: 膈上淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移膈上淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移(頸部區(qū)域頸部區(qū)域) 頸部頸部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移: 80% 為鱗癌為鱗癌 未分化癌未分化癌 / 腺癌腺癌 約約20-30% 原發(fā)灶不在頭頸

12、部原發(fā)灶不在頭頸部27原發(fā)灶不明癌癥患者的原發(fā)灶不明癌癥患者的FDG PET顯像顯像3/98 3/00 MRI, CT 和膀胱鏡檢查均未明確診斷和膀胱鏡檢查均未明確診斷; PET確定原發(fā)確定原發(fā) 灶位于下咽部灶位于下咽部. 依據(jù)依據(jù)PET結(jié)果采取有效的放化療有可能獲得完全緩解。結(jié)果采取有效的放化療有可能獲得完全緩解。28腫瘤標(biāo)志物增高原因的尋找腫瘤標(biāo)志物增高原因的尋找29腫瘤標(biāo)志物增高原因的尋找腫瘤標(biāo)志物增高原因的尋找30胰腺癌胰腺癌 鑒別胰腺腫塊的良惡性鑒別胰腺腫塊的良惡性 靈敏度靈敏度 PET 94% CT 82% 特異性特異性 PET 90% CT 75% 進(jìn)行淋巴結(jié)和肝臟轉(zhuǎn)移的分期進(jìn)行

13、淋巴結(jié)和肝臟轉(zhuǎn)移的分期 正常血糖正常血糖; Cave: 出現(xiàn)假陰性出現(xiàn)假陰性 Cave: 慢性胰腺炎過程中的急性炎癥慢性胰腺炎過程中的急性炎癥 可能出現(xiàn)假陽性可能出現(xiàn)假陽性(血液中炎癥參數(shù)的檢查血液中炎癥參數(shù)的檢查)31胰腺癌胰腺癌32乳腺癌乳腺癌 乳腺腫塊良惡性的判斷乳腺腫塊良惡性的判斷 靈敏度靈敏度 90% 特異性特異性 92% 腋窩及內(nèi)乳淋巴結(jié)的分期腋窩及內(nèi)乳淋巴結(jié)的分期/探測轉(zhuǎn)移探測轉(zhuǎn)移 大約使大約使 24% 病人改變治療方案病人改變治療方案 探測局部或遠(yuǎn)處的探測局部或遠(yuǎn)處的復(fù)發(fā)復(fù)發(fā) 大約使大約使 40% 病人改變治療方案病人改變治療方案 評價腫瘤的治療反應(yīng)評價腫瘤的治療反應(yīng)33乳腺癌

14、乳腺癌34女女43歲，右乳腺腫塊歲，右乳腺腫塊1月余，無痛無不適，不固定，欠月余，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)。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)顯像淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移移353637FDG PET在腫瘤方面的優(yōu)勢在腫瘤方面的優(yōu)勢 對活性腫瘤的評價對活性腫瘤的評價: 腫瘤與疤痕的鑒別腫瘤與疤痕的鑒別 不受病灶大小限制的淋巴受累評價標(biāo)準(zhǔn)不受病灶大小限制的淋巴受累評價標(biāo)準(zhǔn) 全身顯像全身顯像 定量分析成為可能定量分析成為可能 與與CT/MRI進(jìn)行圖像融合成為可能進(jìn)行圖像融合成為可能 依據(jù)依據(jù)PET結(jié)果引導(dǎo)組織穿刺活檢成為可能結(jié)果引導(dǎo)組織穿刺活檢成為可能 所受射線輻射計量

15、當(dāng)量約所受射線輻射計量當(dāng)量約10mSv (注射注射400MBq FDG)3839互補(bǔ)的診斷成像互補(bǔ)的診斷成像解剖解剖, 形態(tài)形態(tài)大小大小, 形態(tài)形態(tài)不詳細(xì)，間接不詳細(xì)，間接反映功能反映功能功能功能, 代謝代謝改變的代謝改變的代謝略好，缺少解略好，缺少解剖信息剖信息 信息類型信息類型探測結(jié)果探測結(jié)果圖像詳細(xì)資料圖像詳細(xì)資料解剖學(xué)成像解剖學(xué)成像(CT) 功能性成像功能性成像(PET) 解剖解剖+代謝代謝解剖解剖+ +功能功能大小大小, ,位置位置, ,代代謝謝同時反映功能同時反映功能和解剖結(jié)構(gòu)和解剖結(jié)構(gòu)40GE Discovery LSSIEMNS Biograph41All on the sam

16、e system and in one study! The left images are slices obtained with the GE LightSpeed section of the PET-CTThe center images are created with the PET Advance NXi section of the systemThe images at the right represent the two images registered and fused into one image4243老年男性患者，有肺部結(jié)節(jié)病史。Discovery LS P

17、ET-CT System - Discovery LS PET-CT System - Discovery LSDiscovery LS肺部結(jié)節(jié)肺部結(jié)節(jié)4445Discovery LS Hypolaryngeal Case StudyPatient Clinical History63-year old male with known hypo-laryngeal carcinoma on the left and suspicion of local metastasis. Staging PET demonstrates pathologic uptake in the hypolaryn

18、geal region and a second ring-like lesion adjacent to the tumor. PET CT demonstrates clearly invasion of the soft tissue with local metastasis with central necrosis. 46 Discovery LS Discovery LS卵巢癌卵巢癌47CTCT像結(jié)果顯示，盆腔腫塊同時亦沿腸系膜和網(wǎng)膜有浸潤。像結(jié)果顯示，盆腔腫塊同時亦沿腸系膜和網(wǎng)膜有浸潤。 PETPET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掃描結(jié)果與軟組織浸潤一致，

19、腸系膜顯示顯著的高代謝活性（箭頭所示）。（箭頭所示）。48右側(cè)卵巢發(fā)現(xiàn)高代謝的盆腔腫塊。右側(cè)卵巢發(fā)現(xiàn)高代謝的盆腔腫塊。49PET/CTPET/CT對放射治療的影響對放射治療的影響 “ 生物適形技術(shù)的實(shí)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，”Steven A. Leibel, MD (Sloan Kettering, NY), RSNA 2000PET/CT, UPMC 2000放療計劃的制訂、靶體積的確定、放療計劃的制訂、靶體積的確定、監(jiān)測治療反應(yīng)監(jiān)測治療反應(yīng)50監(jiān)測治療監(jiān)測治療Case: 68-year-old male evaluated for post-tr

20、ansplant lymphatic disorder.Findings: Bilateral heterogeneous FDG uptake in lung masses. Necrotic left lung mass 6 cm in size with highly metabolic rim. Large right lung mass with right chest wall invasion.CT: 10 mm slices; 160 mAs; 130 kVp; pitch 1.6PET: 260 MBq FDG; 2x10 min emissionCT PET51Februa

21、ry: SUV = 6 June: SUV = 3 October: SUV = 8 監(jiān)測頭頸部癌治療監(jiān)測頭頸部癌治療CT: 5 mm slices; 160 mAs; 130 kVp; pitch 1.6 PET: 240 MBq FDG, 2x10min emissionCase: 35 year-old male with malignancy in mandibula.Findings I: Malignancy identified on PET/CT in 02/00. Right mandibulectomy and maxillectomy for removal of mal

22、ignant disease.Findings II : Contrast-enhanced PET/CT scan in 06/00 identified focal recurrence(FDG: SUV=3) in the subcutaneous tissue of the right posterior surgical bed.52評價治療反應(yīng)評價治療反應(yīng)Clinical case: Metastatic melanoma before/after chemotherapy.before therapyafter therapy11/9812/9853心臟病心臟病心肌存活性心肌存活

23、性 血運(yùn)重建血運(yùn)重建/外科手術(shù)前外科手術(shù)前 鑒別：疤痕與存活心肌鑒別：疤痕與存活心肌/ 缺血的心肌缺血的心肌 “冬眠心肌冬眠心肌” =血流灌注血流灌注 減低，葡萄糖代謝正減低，葡萄糖代謝正常常 或增加或增加2. 冠心病冠心病：心肌血流灌注的絕：心肌血流灌注的絕對定量分析對定量分析, FDG 13N-Ammonia / 15O-H2O / 11C-Acetate 靜息靜息 負(fù)荷負(fù)荷 (Adenosine)54冠心病冠心病-心肌缺血心肌缺血55心肌梗塞心肌梗塞-評價心肌存活性評價心肌存活性56血流血流-代謝匹配（代謝匹配（Match）57腦神經(jīng)系統(tǒng)檢查指征腦神經(jīng)系統(tǒng)檢查指征癡呆早期診斷癡呆早期診斷

24、腦腫瘤腦腫瘤 診斷和分期診斷和分期 手術(shù)手術(shù)/放射治療后復(fù)發(fā)放射治療后復(fù)發(fā) 判斷腫瘤范圍用于指判斷腫瘤范圍用于指 導(dǎo)治療計劃的制訂導(dǎo)治療計劃的制訂 引導(dǎo)穿刺活檢引導(dǎo)穿刺活檢 判斷預(yù)后判斷預(yù)后 監(jiān)測治療反應(yīng)監(jiān)測治療反應(yīng) FDG FDG 11C-Methionine; FET58血流灌注血流灌注 活性研究活性研究 血流灌注儲備血流灌注儲備運(yùn)動紊亂運(yùn)動紊亂5. 癲癇癲癇/發(fā)作檢查發(fā)作檢查 15O H2O 15O H2O with Diamox 動脈血取樣動脈血取樣 FDG 18F DOPA FDG腦神經(jīng)系統(tǒng)檢查指征腦神經(jīng)系統(tǒng)檢查指征59腦腫瘤：高腦腫瘤：高級別的腦腫瘤級別的腦腫瘤60腦腫瘤腦腫瘤: 低級別的腦腫瘤低級別的腦腫瘤FDG 1