8.神经系统核医学
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神经核医学 Nuclear Neurology
核医学科 祝安惠
男，54岁，2年前左颞叶胶质瘤手术切除，并行局部放疗。近期出现失 语，精神混乱。
肿瘤复发？放疗后改变？
MRI T1WI增强
MRI FLAIR
PET 18F-FDG显像
2
神经核系医统学常脑用显影像像概检述查
SPECT
CT
PET
PET/MR
脑血管病、痴呆等
TIA,左侧颈内动脉闭塞
22
氨基酸及其他代谢显像
11C-甲基-L-蛋氨酸（11C-MET） 18F-氟代乙基酪氨酸（18F-FET） 11C-乙酸盐（11C-acetate） 11C/18F-胆碱（choline） 11C/18F-胸腺嘧啶（thymine）
与18F-FDG相比，具有更高的靶本 （T/NT），有利于肿瘤的诊断和治疗评价
PET/CT
MRI
3
血流
脑血流灌注显像
核 医 代谢 学
脑葡萄糖代谢显像 脑氧代谢显像 脑氨基酸代谢
脑
递质与受体 递质和受体显像
显 像 脑脊液
脑池显像 脑室显像
血脑屏障
脑血管动态显像 脑静态显像
4
内容
一、 检查方法
脑血流灌注断层显像 脑代谢显像 递质和受体显像
三、成像技术进展—PET/MR
11
冠状位：顶叶、颞叶及两侧丘脑
矢状位：额叶、顶叶、枕叶、岛叶、小脑
12
异常影像
≥2断面、同一部位放射性减 淡或浓聚
脑室及白质区域扩大 尾状核间距增宽 对侧小脑失联络： crossed cerebellar diaschisis
大脑原发病变对侧小脑出现 血流或代谢减低的现象
crossed cerebellar diaschisis
得出局部脑组织的LCMRGlu（局部脑葡萄糖代谢率） 及CMRGlu（脑葡萄糖代谢率）
19
影像分析
正常影像 皮质明显放射性浓聚 枕叶、颞上回及基底节摄
取较高 小脑摄取低于大脑 双侧对称
19
影像分析
异常影像 局部放射性增高或减低 失联络 脑室扩大 中线移位等
21
氧代谢显像
脑重占体重2%，耗氧量占20%
５min 13NH3.H2O 20-25mci
15-30min
5min
SPECT脑断层显像
PET脑断层显像
图像处理和重建
10
正常影像
灰质放射性摄取较多
（大脑、小脑皮质、基底神经节、 丘脑、脑干）
白质、脑室放射性摄取较少 两侧基本对称 介入试验:正常脑组织局部血
流灌注增加 横断位:额叶、 颞叶、 枕叶、各神经核团、小脑
对不同刺激的反映
14
15
乙酰唑胺 （碳酸酐酶抑制剂）
CO2 + H2O
H2CO3
脑CO2
常规rCBF显像 乙酰唑胺1g IV 10min后第二
次显像 前后对比分析
正常脑血管扩张 ，rCBF增加
病变血管扩张不良，rCBF不增加
16
2. 脑代谢显像
Cerebral metabolic imaging
放射性配体
多巴胺受体 乙酰胆碱受体 苯二氮卓受体 阿片受体 5-HT受体 肾上腺素能受体
脑葡萄糖代谢显像 脑氧代谢显像 脑蛋白质代谢显像
17
葡萄糖代谢显像
葡萄糖几乎是脑组织唯一能源物质 其代谢变化能反应脑功能 18F-FDG（氟代脱氧葡萄糖）的细
胞内转运和磷酸化过程与葡萄糖相 同 18F-FDG-6-p不再参与葡萄糖代谢， 滞留细胞内
18
显像方法
禁食4小时，静脉注射18F-FDG 5~10mci 40~60分钟后PET显像 定量分析：用计算机ROI技术和一定的生理数学模型
二、临床应用
脑血管疾病 癫痫 痴呆（阿尔茨海默病） 帕金森病
脑肿瘤 其他（功能研究、脑死亡、精神疾患、
药物成瘾等）
5
一
显像方法
1. 脑血流灌注断层显像及局部脑血流量测定 2. 脑代谢显像 3. 递质和受体显像
6
1. 脑血流灌注断层显像
Cerebral Blood Flow perfusion tomography
24
显像原理
受体与神经递质（配体）的特异性结合 放射性核素标记神经递质（配体） PET或SPECT显像 反映受体的分布、密度和功能 可定量其代谢参数 反映受体在病理情况下的变化
25
显像剂
配体的特点
亲和力强，特异性高 能通过血脑屏障 不参与体内代谢 易于标记，标记后保持生物活性 在脑内与特定位点结合 较高的T/NT比值
氧代谢可做为脑功能代谢指标
15O2吸入后PET动态显像，测定脑 氧代谢率（cerebral metabolic rate of oxygen CMRO2）
结 合 CBF 可 算 出 氧 摄 取 分 数 ( oxygen extraction fraction OEF）
OEF= CMRO2/CBF
8
CBF显像原理
1. 显像剂通过正常血脑屏障进入脑细胞 2. 被水解酶或脂解酶作用转变成水溶性物质
或被还原型谷胱甘肽分解成带电荷的次级产物，滞留在细 胞内（不能反向扩散出细胞） 3. 显像剂进入脑组织的量与该区域脑血流量(regional CBF)成正比
9
显像方法
封闭视听（眼罩、耳塞）
99mTc-ECD 20-30mci
13
介入试验
原理
Байду номын сангаас
分类
脑血管存在侧支循环，储备能力强 负荷试验（Drug stress test）
轻微脑储备血流下降，常规检查不 能发现异常
通过介入因素，使得局部血流发生 改变，实现与正常区域的差异，提
刺激试验（Stimulating test）
应用
研究大脑生理、病理活动
高缺血性病变的阳性检出率
胶质瘤18F-FET显像
23
3. 中枢神经递质和受体显像
Central neurotransmitter and neuroreceptor imaging）
神经系统信息传递物质基础是神 经递质
递质在神经元合成，突触前膜释 放到突触间隙
作用于下一神经元突触后膜，产 生生理效应
突触后膜上与神经递质特异性结 合的蛋白质—受体
7
显像剂
小分子（<500kD）、零电荷、脂溶性
99mTc-ECD (双胱乙脂) 99mTc-HMPAO(六甲基丙烯胺肟) 123I-IMP (胺类化合物：安非他明)
SPECT
13N-NH3·H2O（13N t1/2 =10min） 15O-H2O（15O t1/2 =123sec）
PET
核医学科 祝安惠
男，54岁，2年前左颞叶胶质瘤手术切除，并行局部放疗。近期出现失 语，精神混乱。
肿瘤复发？放疗后改变？
MRI T1WI增强
MRI FLAIR
PET 18F-FDG显像
2
神经核系医统学常脑用显影像像概检述查
SPECT
CT
PET
PET/MR
脑血管病、痴呆等
TIA,左侧颈内动脉闭塞
22
氨基酸及其他代谢显像
11C-甲基-L-蛋氨酸（11C-MET） 18F-氟代乙基酪氨酸（18F-FET） 11C-乙酸盐（11C-acetate） 11C/18F-胆碱（choline） 11C/18F-胸腺嘧啶（thymine）
与18F-FDG相比，具有更高的靶本 （T/NT），有利于肿瘤的诊断和治疗评价
PET/CT
MRI
3
血流
脑血流灌注显像
核 医 代谢 学
脑葡萄糖代谢显像 脑氧代谢显像 脑氨基酸代谢
脑
递质与受体 递质和受体显像
显 像 脑脊液
脑池显像 脑室显像
血脑屏障
脑血管动态显像 脑静态显像
4
内容
一、 检查方法
脑血流灌注断层显像 脑代谢显像 递质和受体显像
三、成像技术进展—PET/MR
11
冠状位：顶叶、颞叶及两侧丘脑
矢状位：额叶、顶叶、枕叶、岛叶、小脑
12
异常影像
≥2断面、同一部位放射性减 淡或浓聚
脑室及白质区域扩大 尾状核间距增宽 对侧小脑失联络： crossed cerebellar diaschisis
大脑原发病变对侧小脑出现 血流或代谢减低的现象
crossed cerebellar diaschisis
得出局部脑组织的LCMRGlu（局部脑葡萄糖代谢率） 及CMRGlu（脑葡萄糖代谢率）
19
影像分析
正常影像 皮质明显放射性浓聚 枕叶、颞上回及基底节摄
取较高 小脑摄取低于大脑 双侧对称
19
影像分析
异常影像 局部放射性增高或减低 失联络 脑室扩大 中线移位等
21
氧代谢显像
脑重占体重2%，耗氧量占20%
５min 13NH3.H2O 20-25mci
15-30min
5min
SPECT脑断层显像
PET脑断层显像
图像处理和重建
10
正常影像
灰质放射性摄取较多
（大脑、小脑皮质、基底神经节、 丘脑、脑干）
白质、脑室放射性摄取较少 两侧基本对称 介入试验:正常脑组织局部血
流灌注增加 横断位:额叶、 颞叶、 枕叶、各神经核团、小脑
对不同刺激的反映
14
15
乙酰唑胺 （碳酸酐酶抑制剂）
CO2 + H2O
H2CO3
脑CO2
常规rCBF显像 乙酰唑胺1g IV 10min后第二
次显像 前后对比分析
正常脑血管扩张 ，rCBF增加
病变血管扩张不良，rCBF不增加
16
2. 脑代谢显像
Cerebral metabolic imaging
放射性配体
多巴胺受体 乙酰胆碱受体 苯二氮卓受体 阿片受体 5-HT受体 肾上腺素能受体
脑葡萄糖代谢显像 脑氧代谢显像 脑蛋白质代谢显像
17
葡萄糖代谢显像
葡萄糖几乎是脑组织唯一能源物质 其代谢变化能反应脑功能 18F-FDG（氟代脱氧葡萄糖）的细
胞内转运和磷酸化过程与葡萄糖相 同 18F-FDG-6-p不再参与葡萄糖代谢， 滞留细胞内
18
显像方法
禁食4小时，静脉注射18F-FDG 5~10mci 40~60分钟后PET显像 定量分析：用计算机ROI技术和一定的生理数学模型
二、临床应用
脑血管疾病 癫痫 痴呆（阿尔茨海默病） 帕金森病
脑肿瘤 其他（功能研究、脑死亡、精神疾患、
药物成瘾等）
5
一
显像方法
1. 脑血流灌注断层显像及局部脑血流量测定 2. 脑代谢显像 3. 递质和受体显像
6
1. 脑血流灌注断层显像
Cerebral Blood Flow perfusion tomography
24
显像原理
受体与神经递质（配体）的特异性结合 放射性核素标记神经递质（配体） PET或SPECT显像 反映受体的分布、密度和功能 可定量其代谢参数 反映受体在病理情况下的变化
25
显像剂
配体的特点
亲和力强，特异性高 能通过血脑屏障 不参与体内代谢 易于标记，标记后保持生物活性 在脑内与特定位点结合 较高的T/NT比值
氧代谢可做为脑功能代谢指标
15O2吸入后PET动态显像，测定脑 氧代谢率（cerebral metabolic rate of oxygen CMRO2）
结 合 CBF 可 算 出 氧 摄 取 分 数 ( oxygen extraction fraction OEF）
OEF= CMRO2/CBF
8
CBF显像原理
1. 显像剂通过正常血脑屏障进入脑细胞 2. 被水解酶或脂解酶作用转变成水溶性物质
或被还原型谷胱甘肽分解成带电荷的次级产物，滞留在细 胞内（不能反向扩散出细胞） 3. 显像剂进入脑组织的量与该区域脑血流量(regional CBF)成正比
9
显像方法
封闭视听（眼罩、耳塞）
99mTc-ECD 20-30mci
13
介入试验
原理
Байду номын сангаас
分类
脑血管存在侧支循环，储备能力强 负荷试验（Drug stress test）
轻微脑储备血流下降，常规检查不 能发现异常
通过介入因素，使得局部血流发生 改变，实现与正常区域的差异，提
刺激试验（Stimulating test）
应用
研究大脑生理、病理活动
高缺血性病变的阳性检出率
胶质瘤18F-FET显像
23
3. 中枢神经递质和受体显像
Central neurotransmitter and neuroreceptor imaging）
神经系统信息传递物质基础是神 经递质
递质在神经元合成，突触前膜释 放到突触间隙
作用于下一神经元突触后膜，产 生生理效应
突触后膜上与神经递质特异性结 合的蛋白质—受体
7
显像剂
小分子（<500kD）、零电荷、脂溶性
99mTc-ECD (双胱乙脂) 99mTc-HMPAO(六甲基丙烯胺肟) 123I-IMP (胺类化合物：安非他明)
SPECT
13N-NH3·H2O（13N t1/2 =10min） 15O-H2O（15O t1/2 =123sec）
PET