脑部PET的临床应用

PET-CT临床应用

2021/3/29星期一1什么是PET?PET（PositronEmissionTomography)—正电子发射计算机断层，是将微量的正电子核素示踪剂注如人体内，用体外探测装置探测其体内分布，通过计算机断层显像显示人体组织的功能、代谢和受体分布的技术，是人体的生理生化断层，是一种生命显像(LifeImaging)。

2021/3/29星期一2PET的特点分子影像学（Molecularimaging)特点：11C、13N、15O都是组成人体的重要基本元素反映葡萄糖、氨基酸及核酸代谢、受体分布、DNA合成动力学空间分辨率提高进行绝对定量测定超短半衰期核素,所受的辐射剂量较低2021/3/29星期一3PET原理回旋加速器正电子核素及放射性药物2021/3/29星期一4所用核素均为构成人体生命物质的基本元素；所标的药物是生命的基本物质或为治疗药物；正电子核素半衰期短和灵敏度高仅需微量注射；可从分子水平显示组织器官的功能和代谢情况，可早期检出疾病；可一次行全身显像，便于转移灶检出。

PET的优点：2021/3/29星期一5基本常识

18FDG肿瘤显像的生物学基础在于18FDG能被肿瘤细胞摄取，肿瘤组织中的18FDG分布水平明显高于肿瘤组织周围的正常组织内18FDG的分布。18FDG与人体生理糖代谢的底物棗左旋葡萄糖分子(DG)在化学结构上的差别仅仅在于DG碳环上2位的C被18F所取代。18FDG即保留了葡萄糖的部分生物活性，但同时在体内的分解代谢过程与葡萄糖又有明显的差异。

和葡萄糖的胞运过程一样，18FDG也通过葡萄糖转运体（GLUT）进入肿瘤细胞。18FDG进入肿瘤细胞后，在已糖激酶（HK）同工酶的催化下变成18F-2-脱氧葡萄糖6-磷酸（18F-2-G-6-P）.由于在18F-2-G-6-P的C-2位上没有氧原子，所以不易被葡萄糖6-磷酸酶降解，同时18F-2-G-6-P也不受葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（G6PDH）作用，也不被糖异生途径上酶分解，因此18F-2-G-6-P被陷留（trapped）在肿瘤细胞内。肿瘤细胞不仅摄取18FDG增多，而且胞浆线粒体内HK同工酶含量丰富，所以肿瘤细胞内18F-2-G-6-P的水平相当高，持续的时间也相当长，构成了18FDG肿瘤显像的生物学基础。

2021/3/29星期一6同位素半衰期最大正电子量正电子在水中的范围产生方法（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发生器82Rb1.263.151.7发生器常用发射正电子放射性同位素的特征

2021/3/29星期一7同位素示踪化合物生理过程或功能典型应用注11C11C-蛋氨酸蛋白质合成肿瘤11C标记的示踪剂部分已经被18F标记的取代Fiumazenil苯二氮受体拮抗癫痫11C-奎丙灵D2受体收缩运动紊乱13N氨血流灌注心肌灌注

15O二氧化碳血流灌注脑活性研究

水血流灌注脑活性研究常用放射性示踪物及其临床和研究

2021/3/29星期一818F18F-FDG葡萄糖代谢肿瘤、神经、心脏18F标记示踪剂越来越普及，并且已经商品化氟化物离子骨代谢肿瘤18F-胸腺嘧啶（[18F]FLT）DNA肿瘤研究5-18F-尿嘧啶DNA肿瘤控制18F-长链脂肪酸[18F]FTHAβ-氧化心肌代谢18F-二氢蒽醌丝氨酸S2-受体

2-18F-L-酪氨酸氨基酸转运肿瘤研究18F-N-甲苯哌利多D2-受体神经系统疾病6-18F-L-多巴突触前多巴氨能功能多巴氨受体疾病16α-18F-雌二醇雌激素受体乳腺肿瘤研究18F-Fluoromizonidazole组织缺氧肿瘤-与放疗相关2021/3/29星期一918F-FDG显像原理2021/3/29星期一10PET扫描仪2021/3/29星期一11PET原理湮没辐射（Annihilation）符合探测（CoincidenceDetection）2021/3/29星期一12FDGPET检查方法及注意事项禁食4-6h；空腹血糖水平<120mg/dl，若>150mg/dl，则考虑应用胰岛素；静脉注射18F-FDG100-400MBq,注射部位选择病变的对侧，远离可疑病变部位；注射前后病人处于十分安静的状态，封闭视听，等待40-60min；显像前排尽小便，避免尿液污染皮肤及衣物；记录病人诊疗经过及影像学检查资料。2021/3/29星期一13FDGPET肿瘤检查适应证

肿瘤与良性病变的鉴别诊断。提供较准确的临床分期,为制订治疗方案提供可靠的依据。鉴别诊断治疗后肿瘤的变化(疤痕、放射性坏死)与肿瘤复发残余。监测治疗效果。预测预后。肿瘤原发灶的寻找。2021/3/29星期一14肿瘤•非小细胞肺癌(NSCLC)/单发肺内结节(SPN)(Non-smallcelllungcancer/singlepulmonarynodule)

•淋巴瘤（Lymphoma）

•结直肠癌（Colorectalcancer）

•食管癌（Esophagealcancer）

•恶性黑色素瘤（Malignantmelanoma）

•头颈部癌（Headandneckcancer）•乳腺癌（Breastcancer）

•甲状腺癌（Thyroidcancer）•胰腺癌（Pancreaticcancer-primarytumour)

•卵巢、子宫、宫颈癌(Ovarian,cervical,uterinecancer)•原发灶不明癌(Cancerofunknownprimary-CUP)2021/3/29星期一15禁食状态下的生理性FDG高度摄取:

脑,肾脏,膀胱

可变的摄取:

心脏,消化道

中等摄取:

唾液腺/口咽低度摄取:

肝脏,脾脏,骨髓,骨骼肌anteriorposterior摄取2021/3/29星期一16DatacourtesyofKetteringMemorialHospital,Kettering,USA2021/3/29星期一17肺鳞癌确定肿瘤范围指导制订放射治疗计划2021/3/29星期一18恶性淋巴瘤(Hodgkin´sdisease/Non-Hodgkin´s-lymphoma)•治疗前分期

–一次性全身扫描较CT具有明显的优势

•监测治疗反应/探测肿瘤复发,尤其在判断治疗后肿块中有无活性肿瘤细胞有重要价值

•治疗过程中PET扫描间隔时间

-化疗:至少8-12weeks

-放疗:4-6month2021/3/29星期一19恶性淋巴瘤MIPSRVLVLD2021/3/29星期一20化疗前恶性淋巴瘤化疗后2021/3/29星期一21结肠直肠癌

评价可疑复发和再分期–

癌胚抗原(CEA)持续升高–

评价有无肝脏转移–

单一转移病灶外科手术前的再分期

分期:改变了大约36%

病人的临床分期

灵敏度96%CT47-68%MRI77%

复发:大约使32%病人改变了临床治疗方案

灵敏度93%CT71%

特异性96%CT89%2021/3/29星期一22

2021/3/29星期一23恶性黑色素瘤•全身扫描

•PET应用指征为:

–常规诊断方法结果阴性

•N-分期

中等厚度的病变=Breslow>1,5mm-4mm

•确定显示较厚的黑色素瘤病变的分期

–单一转移灶手术前的再分期

•大约使26%患者改变临床治疗方案2021/3/29星期一24确定诊断6年

Breslow0,5mm腹膜的癌浸润MIPRVL transversal MIPVLD恶性黑色素瘤2021/3/29星期一25原发灶不明肿瘤(CUP)

定义:

组织学或细胞学证实为转移性病变,但各种诊断检查无法确定原发病灶

应用各种诊断检查后，大约5-10%的肿瘤病人原发灶定位不清

最常见的情况:膈上淋巴结转移(颈部区域)

颈部淋巴结转移:80%为鳞癌

未分化癌/腺癌

约20-30%原发灶不在头颈部2021/3/29星期一26原发灶不明癌症患者的FDGPET显像3/983/00MRI,CT和膀胱镜检查均未明确诊断;PET确定原发灶位于下咽部.依据PET结果采取有效的放化疗有可能获得完全缓解。2021/3/29星期一27肿瘤标志物增高原因的寻找患者男，70岁，CEA不明原因升高（61-90U/L)。消化道（胃镜、结肠气钡双重造影）、肺、前列腺、睾丸检查均为阴性。（1999-07-13）2021/3/29星期一282年后（2001-06-19)后患者出现咳嗽、咳痰，X线疑浸润性肺结核，CT左肺上叶癌，右肺中叶少许炎症。左肾上腺腺瘤，转移待排除。支气管镜刷检找到腺癌细胞。肿瘤标志物增高原因的寻找2021/3/29星期一29胰腺癌•鉴别胰腺肿块的良恶性–灵敏度PET94% CT82%–特异性PET90% CT75%•进行淋巴结和肝脏转移的分期•正常血糖;Cave:出现假阴性•Cave:慢性胰腺炎过程中的急性炎症–可能出现假阳性(血液中炎症参数的检查)2021/3/29星期一30胰腺癌2021/3/29星期一31乳腺癌

乳腺肿块良恶性的判断

灵敏度90%特异性92%

腋窝及内乳淋巴结的分期/探测转移

大约使

24%

病人改变治疗方案

探测局部或远处的复发

大约使

40%

病人改变治疗方案

评价肿瘤的治疗反应2021/3/29星期一32乳腺癌2021/3/29星期一33女43岁，右乳腺肿块1月余，无痛无不适，不固定，欠光滑，同侧腋窝可触及肿大淋巴结。PET显像淋巴结转移2021/3/29星期一34患者，女性，41岁。乳腺腺癌术后4年余，发现肺转移行右肺切除肿块后半年，现欲查有否其他转移。2021/3/29星期一35各种研究提示FDG应该被批准用于所有肿瘤的检查——包括甲状腺、骨、软组织、肝脏、妇科等肿瘤；从经济学角度分析，通过避免不必要的和无效的手术所节省的支出远远超出了PET检查的费用；PET对病人治疗方案的积极影响意义更大。2021/3/29星期一36FDGPET在肿瘤方面的优势•对活性肿瘤的评价:

—肿瘤与疤痕的鉴别

—不受病灶大小限制的淋巴受累评价标准

•全身显像

•定量分析成为可能

•与CT/MRI进行图像融合成为可能

•依据PET结果引导组织穿刺活检成为可能

•所受射线辐射计量当量约10mSv(注射400MBqFDG)2021/3/29星期一37PET/CT2021/3/29星期一38互补的诊断成像解剖,形态大小,形态

不详细，间接反映功能功能,代谢

改变的代谢

略好，缺少解剖信息

信息类型

探测结果

图像详细资料解剖学成像(CT)功能性成像(PET)解剖+代谢解剖+功能大小,位置,代谢同时反映功能和解剖结构2021/3/29星期一39GEDiscoveryLSSIEMNSBiograph2021/3/29星期一40Allonthesamesystemandinonestudy!

TheleftimagesareslicesobtainedwiththeGELightSpeedsectionofthePET-CTThecenterimagesarecreatedwiththePETAdvanceNXisectionofthesystemTheimagesattherightrepresentthetwoimagesregisteredandfusedintooneimage2021/3/29星期一412021/3/29星期一42老年男性患者，有肺部结节病史。DiscoveryLSPET-CTSystem-DiscoveryLS肺部结节2021/3/29星期一432021/3/29星期一44DiscoveryLSHypolaryngealCaseStudyPatientClinicalHistory63-yearoldmalewithknownhypo-laryngealcarcinomaontheleftandsuspicionoflocalmetastasis.StagingPETdemonstratespathologicuptakeinthehypolaryngealregionandasecondring-likelesionadjacenttothetumor.PETCTdemonstratesclearlyinvasionofthesofttissuewithlocalmetastasiswithcentralnecrosis.2021/3/29星期一45DiscoveryLS卵巢癌2021/3/29星期一46CT像结果显示，盆腔肿块同时亦沿肠系膜和网膜有浸润。PET扫描结果与软组织浸润一致，肠系膜显示显著的高代谢活性（箭头所示）。2021/3/29星期一47右侧卵巢发现高代谢的盆腔肿块。2021/3/29星期一48PET/CT对放射治疗的影响

“…生物适形技术的实现改进了靶体的描绘和剂量的传递，使肿瘤放射治疗达到了一个新的高度，…”StevenA.Leibel,MD(SloanKettering,NY),RSNA2000PET/CT,UPMC2000放疗计划的制订、靶体积的确定、监测治疗反应2021/3/29星期一49监测治疗Case:

68-year-oldmaleevaluatedforpost-transplantlymphaticdisorder.

Findings:BilateralheterogeneousFDGuptakeinlungmasses.

Necroticleftlungmass6cminsizewithhighlymetabolicrim.

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

PET:260MBqFDG;2x10minemissionCT

PET2021/3/29星期一50February:SUV=6June:SUV=3October:SUV=8监测头颈部癌治疗CT:5mmslices;160mAs;130kVp;pitch1.6PET:240MBqFDG,2x10minemissionCase: 35year-oldmalewithmalignancyinmandibula.

FindingsI:MalignancyidentifiedonPET/CTin02/00.Rightmandibulectomyandmaxillectomyforremovalofmalignantdisease.

FindingsII:Contrast-enhancedPET/CTscanin06/00identifiedfocalrecurrence(FDG:SUV=3)inthesubcutaneoustissueoftherightposteriorsurgicalbed.2021/3/29星期一51评价治疗反应Clinicalcase: Metastaticmelanomabefore/afterchemotherapy.beforetherapyaftertherapy11/9812/982021/3/29星期一52心脏病心肌存活性

•血运重建/外科手术前

•鉴别：疤痕与存活心肌/缺血的心肌

•“冬眠心肌”=血流灌注减低，葡萄糖代谢正常或增加2.冠心病：心肌血流灌注的绝对定量分析,

•

FDG

•13N-Ammonia/15O-H2O/

11C-Acetate

•静息

•负荷(Adenosine®)2021/3/29星期一53冠心病-心肌缺血2021/3/29星期一54心肌梗塞-评价心肌存活性2021/3/29星期一55血流----代谢匹配（Match）2021/3/29星期一56脑神经系统检查指征痴呆早期诊断脑肿瘤

•诊断和分期•手术/放射治疗后复发•判断肿瘤范围用于指导治疗计划的制订•引导穿刺活检•判断预后•监测治疗反应•FDG

•FDG

•11C-Methionine;FET

2021/3/29星期一57血流灌注

•

活性研究

•

血流灌注储备运动紊乱5.癫痫/发作检查•15OH2O

•15OH2OwithDiamox®

动脉血取样

•FDG

•18FDOPA

•FDG脑神经系统检查指征2021/3/29星期一58脑肿瘤：高级别的脑肿瘤2021/3/29星期一59脑肿瘤:低级别的脑肿瘤FDG

15O-H2O11C-MethionineTUDMHH2021/3/29星期一