脑部PET的临床应用.ppt

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1、1,PET-CT临床应用,2,什么是PET?,PET（Positron Emission Tomography)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(Life Imaging)。,3,PET的特点,分子影像学（Molecular imaging)特点：11 C、13 N、15 O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,4,PET原

2、理,回旋加速器 正电子核素及放射性药物,5,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：,6,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

3、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

4、高，持续的时间也相当长，构成了18FDG肿瘤显像的生物学基础。,7,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)(FWHM in mm),11C 20.3 0.96 1.1 加速器13N 9.97 1.19 1.4 加速器15O 2.03 1.70 1.5 加速器18F 109.8 0.64 1.0 加速器68Ga 67.8 1.89 1.7 发生器 82Rb 1.26 3.15 1.7 发生器,常用发射正电子放射性同位素的特征,8,常用放射性示踪物及其临床和研究,9,18F-FDG 显像原理,11,PET扫描仪,12,PET原理,湮没辐射（Annihilat

5、ion）符合探测（Coincidence Detection）,13,FDG PET检查方法及注意事项,禁食4-6h；空腹血糖水平150mg/dl，则考虑应用胰岛素；静脉注射18F-FDG 100-400MBq,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。,14,FDG PET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

6、灶的寻找。,15,肿瘤,非小细胞肺癌(NSCLC)/单发肺内结节(SPN)(Non-small cell lung cancer/single pulmonary nodule)淋巴瘤（Lymphoma）结直肠癌（Colorectal cancer）食管癌（Esophageal cancer）恶性黑色素瘤（Malignant melanoma）头颈部癌（Head and neck cancer）乳腺癌（Breast cancer）甲状腺癌（Thyroid cancer）胰腺癌（Pancreatic cancer-primary tumour)卵巢、子宫、宫颈癌(Ovarian,cervical

7、,uterine cancer)原发灶不明癌(Cancer of unknown primary-CUP),16,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,anterior,posterior,摄取,17,Data courtesy of Kettering Memorial Hospital,Kettering,USA,18,肺鳞癌确定肿瘤范围指导制订放射治疗计划,19,恶性淋巴瘤(Hodgkins disease/Non-Hodgkins-lymphoma),治疗前分期 一次性全身扫描较CT具有明显的

8、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8-12 weeks-放疗:4-6 month,20,恶性淋巴瘤,MIPS RVL,VLD,21,化疗前,恶性淋巴瘤,化疗后,22,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%CT 47-68%MRI 77%复发:大约使 32%病人改变了临床治疗方案 灵敏度 93%CT 71%特异性 96%CT 89%,23,24,恶性黑色素瘤,全身扫描 PET 应

9、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 1,5 mm-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,25,确定诊断6年Breslow 0,5mm,腹膜的癌浸润,MIP RVL transversal MIP VLD,恶性黑色素瘤,26,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

10、颈部,27,原发灶不明癌症患者的FDG PET显像,3/98 3/00,MRI,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。,28,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）,29,2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,30,胰腺癌,鉴别胰腺肿块的良恶性

11、灵敏度 PET 94%CT 82%特异性 PET 90%CT 75%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),31,胰腺癌,32,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,33,乳腺癌,34,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,35,患者，女性，41岁。乳腺腺癌术后4年余，发现肺

12、转移行右肺切除肿块后半年，现欲查有否其他转移。,36,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。,37,FDG PET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400MBq FDG),38,PET/CT,39,互补的诊断成像,解剖,形态大

13、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,40,GE Discovery LS,SIEMNS Biograph,41,All on the same 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 PE

14、T Advance NXi section of the systemThe images at the right represent the two images registered and fused into one image,42,43,老年男性患者，有肺部结节病史。,Discovery LS PET-CT System-Discovery LS肺部结节,44,45,Discovery LS Hypolaryngeal Case Study,Patient Clinical History63-year old male with known hypo-laryngeal car

15、cinoma on the left and suspicion of local metastasis.Staging PET demonstrates pathologic uptake in the hypolaryngeal 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卵巢癌,47,C

16、T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）。,48,右侧卵巢发现高代谢的盆腔肿块。,49,PET/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，”,Steven A.Leibel,MD(Sloan Kettering,NY),RSNA 2000,PET/CT,UPMC 2000,放疗计划的制订、靶体积的确定、监测治疗反应,50,监测治疗,Case:68-year-old male evaluated for post-transplant lymphatic

17、 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 emission,CT PET,51,February:SUV=6 June:SUV=3 Oct

18、ober:SUV=8,监测头颈部癌治疗,CT:5 mm slices;160 mAs;130 kVp;pitch 1.6 PET:240 MBq FDG,2x10min emission,Case: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 malignant disease.Findings II:Contrast-enhanced PE

19、T/CT scan in 06/00 identified focal recurrence(FDG:SUV=3)in the subcutaneous tissue of the right posterior surgical bed.,52,评价治疗反应,Clinical case:Metastatic melanoma before/after chemotherapy.,before therapy,after therapy,11/98,12/98,53,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

20、.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),54,冠心病-心肌缺血,55,心肌梗塞-评价心肌存活性,56,血流-代谢匹配（Match）,57,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,58,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,15O H2O 15O H2O with Diamox 动脉血取样 FDG 18F DO

21、PA FDG,脑神经系统检查指征,59,脑肿瘤：高级别的脑肿瘤,60,脑肿瘤:低级别的脑肿瘤,FDG 15O-H2O 11C-Methionine,TUD,MHH,61,18FDG PET肿瘤显像在临床常见肿瘤诊断中的适应征及诊断价值分级一览表，其诊断价值分级依据对大量18FDG PET肿瘤显像报道的综合分析，按各种诊断的灵敏度及特异性的不同划为5个等级。V：灵敏度及特异性均90%；IV：80%90%之间；III：7080%之间；II：6070%。I：50%。,62,63,鼻咽癌,64,肺癌,65,肝癌,66,胰腺癌,67,食道癌,68,肠癌,69,肺癌骨转移,70,胆总管癌,71,胸水待查,72,CEA增高,73,子宫癌,