第八章 神经系统显像 PPT课件

大脑深部对称的神经核团称为基底节，包括 豆状核（壳核及苍白球）与尾核：运动行为 的调控。
小脑：维持平衡和肌张力的协调中枢。
丘脑：感觉传递；
下丘脑：内脏神经系统与内分泌系统的调控 中心；
脑干（中脑、脑桥和延髓组成）：是循环和 呼吸中枢。向上续于间脑，向下连接脊髓。
大脑的代谢：
非常活跃，需要连续供应氧与葡萄糖；
第八章 神经系统显像
神经系统，特别是大脑，其复杂性和重要 性是不言而喻的，脑神经科学是当今生物 科学研究领域的前沿。
脑血管病变、阿尔茨海默病、帕金森病等 为脑常见疾病，由于缺乏对这些病病因及 发病机制的认识，至今尚无理想的预防和 治疗方法。
第一节 概 述
中枢神经系统：脑、脊髓。 脑：大脑、小脑、间脑（丘脑和下丘脑）
神经组织主要包括神经元和神经胶质细胞。
神经元：是高度分化并可传递信息的细胞。
神经胶质细胞：遍布于神经元周围，没有传导神 经冲动的功能，但构成神经元生长、分化和功能 活动的微环境。
突触：是神经元之间，神经元与非神经元之间的 连接部分，神经元受刺激传至突触前膜，释放神 经递质，使突触后结构产生兴奋或抑制作用。
腰穿并注入短期不被吸收的物质，最常用为 99Tcm-DTPA，脑脊液循环正常时，经蛛网膜下腔 注射后，脑池显像，脑室不显像。
临床用于：交通性脑积水是由于CSF形成过多或 循环障碍所致。。而脑室和蛛网膜下腔之间的通 路并无梗阻，典型的表现为，脑室显影伴脑室放 射性潴留。
二、核素脑血管显像
将小体积、放射性浓度高的显像剂（如99TcmDTPA）自静脉快速注入，同步启动显像设备进行 连续记录，显示显像剂在脑血管内充盈、灌注、 清除的全过程，随时间陆续可见颈内动脉，大脑 前动脉和中动脉，颅底Willis环等。正常情况下， 由于存在BBB，显像剂不能进入脑实质。反之， 一旦脑实质见到显像剂，意味着ＢＢＢ受损，在 病变部位出现浓集。
人脑的平均重量为体重的2%，但脑耗氧量 占人体总耗氧的20%。脑组织对血供十分 敏感，即使短暂缺氧，就可能造成脑细胞 永久损伤。
葡萄糖是最主要的能源，通过测定脑局部 葡萄糖利用率，可反映神经元的活性。
血-脑脊液屏障（BBB）：
功能：防止有害物质进入大脑。
结构（三层隔膜）：毛细血管内皮细胞、 基膜、胶质膜（胶质细胞构成）。
三、氨基酸代谢
氨基酸代谢显像主要是反映脑内蛋白质合 成代谢水平，肿瘤细胞在糖代谢旺盛的同 时，对氨基酸的转运速度加快，以满足细 胞增殖的需要。11C-MET（甲基-L-蛋氨 酸），11C-TYR（络氨酸），18F-FET（氟 代乙基络氨酸），123I-IMT（碘代甲基酪 氨酸）等为代表性显像剂，目前临床常用 的11C-MET，MET在脑肿瘤组织学分级及 评价预后方面优于FDG。
第三节 脑代谢显像
脑大小十分旺盛，包括能量代谢，由于脑 组织不能储存能量，所以需要连续不断地 供应氧气和葡萄糖以及与细胞增殖、修复 有关的氨基酸代谢等。
一、糖代谢
18F-FDG（氟代脱氧葡萄糖）：葡萄糖几 乎是脑细胞能量代谢的唯一来源， 18FFDG，具有为葡萄糖类似物，具有与葡萄 糖相同的转运和己糖激酶磷酸化过程，但 转化为18F-FDG-6-P后不再参与葡萄糖进 一步代谢而滞留于脑细胞内。
三、生长抑素受体显像
生长抑素受体显像（111In-Octreotide， 18F-Octreotide，99Tcm-Octreotide）显 像：对于细胞膜上有生长抑素受体的肿瘤， 如垂体瘤、神经内分泌瘤、淋巴瘤等进行 显像可定位诊断或观察疗效。
四、乙酰胆碱显像
乙酰胆碱受体（11C-Nicotine）显像：主 要进行阿尔茨海默病、帕金森病及癫痫病 的研究；5-羟色胺受体（76Br-2Ketanserin）显像用于精神神经疾病的研 究；而阿片受体（11C-DPN)显像用于镇痛、 成瘾方面的研究。
2.99Tcm-HMPAO（六甲基丙胺肟） 特点：脑内分布相对稳定。 不足：体外稳定性差，必须在标记后30分钟内注
入体内。
国内使用99Tcm-ECD较为普遍。
3.123I-IMP（安菲他明） 特点：脑细胞摄取率高，其进入脑组织量与局部脑血流线性
关系好；肺摄取的123I-IMP不断释放入血使脑组织再摄取， 出现所谓“再分布”现象。
理论上核素脑血流灌注显像可以早期发现 脑梗死，但需要进行显像剂的准备，检查 时间长，不适应临床急症患者。
主要集中于：脑梗死的研究领域。
核素血流显像在脑梗死区表现为低灌注区， 由于局部代谢产物的淤积对因素引起脑血 管扩张，导致梗死区周围出现过度灌注现 象，这种过度灌注对于挽救梗死灶中可能 存活的组织起到一定作用。
CT检查阴性
SPECT rCBF 见左侧血流灌注减低
SPECT rCBF示左侧局部脑血流灌注与对侧比较无明显区别
乙酰唑胺药物负荷试验见左侧局部脑血流灌注与对侧比较明显减低
2.脑梗死 目前临床关心的是脑梗死的超急 性期（<6小时）诊断，在此期间溶栓治疗 效果好。虽然普通CT和常规MR难以诊断， 但CT灌注成像和MR灌注成像、弥散成像具 有很高的准确性。
3.PET脑显像阶段：生理生化、功能代谢和/或基因成像阶段， 90年代以来，PET走出研究机构进入进入临床应用；与此同 时，11C、13N、15O、18F等正电子等核素的应用，直接反映 体内的生理生化特性。
一、原理及显像剂
脑血流灌注显像的原理主要取决于显像剂的特征：
理想的脑血流灌注显像剂可以通过正常的BBB，具 有脂溶性、电中性、分子量小的特点；
二、操作方法
1.受检者准备：
使用123I-IMP时，需用复方碘溶液封闭甲状腺， 一般在检查前２~３天开始服用，检查后仍需服 用２~３天。
99Tcm-HMPAO或99Tcm-ECD时，注射前３０分 钟~１小时令受检者空腹口服过氯酸钾400mg， 以封闭甲状腺、脉络丛和鼻粘膜，减少99TcmO4的吸收和分泌。
总之，利用PET或SPECT可在不同层面显示帕金森病的 特性。
二、γ氨基丁酸/苯二氮卓受体
γ氨基丁酸/苯二氮䓬受体（11CFlumaazenil, 123I-Imazenil）：这类受体 属于脑内抑制性神经递质受体，抑制过程 是脑功能活动的一个重要方面，而兴奋和 抑制过程的失调是癫痫的生化基础，此类 受体显像主要用于原发癫痫和一些神经精 神疾病。
在脑内的发布与局部脑血流（rCBF）成正比；
经BBB进入脑细胞后，在酶的作用下，发生水解、 脱羧，失去电中性或构型转化等，不能反向通过 BBB而在脑细胞内稳定滞留。
（一） SPECT显像剂
1.99Tcm-ECD（双半胱乙酯） 特点：体外稳定性好，体内清除较快，脑/非脑组
织比值较高，图像质量好。 不足：脑内分布随时间有轻微变化。
使用133Xe时，接通呼吸机，将呼吸面罩戴在口鼻 上，适当加压确保密封性，以防止133Xe泄漏。
三、图像分析
显像剂在脑内的分布反映了脑血流灌注和脑细胞功 能状态。
脑血流显像用横断面、冠状面和矢状面图像显示。
正常脑血流灌注图像： 大脑左右两侧半球放射性分布基本对称，皮层各叶、
基底神经节、丘脑、脑干及小脑较浓，其中小脑、 基底节及枕叶视觉皮层因局部血流量多而更为明显。 脑白质因主要是神经纤维以及脑室系统，放射性分 布明显稀疏。
可用于脑死亡诊断，如颈内动脉、大脑前动脉、 和中动脉、颅底Willis环始终不显影即可诊断脑死 亡。
第六节 神经系统显像的临床应用
一、脑血管病 1.TIA 短暂性脑缺血发作，起病突然，症
状一般在24小时内缓解，是颈动脉或椎基 底动脉短暂性血供不足引起。
脑组织结构无明显异常改变，神经系统检 查及CT和MR检查多无异常，而SPECT脑 血流、PET脑血流和脑代谢显像可以发现受 累及的供血区出现血流和代谢障碍的征象。
其在体内的代谢特点有利于进行局部脑血流的定量分析并可 反映受损脑组织的存活能力。
不足：123I系加速器生产，价格昂贵，国内应用较少。
4.133Xe： 特点：一种脂溶性惰性气体，以弥散方式自由出入BBB；能
够进行局脑血流的绝对定量。
不足：脑内滞留时间短，普通SPECT难以获得高质量图像。
（二）PET显像剂
受检者需禁食4小时以上，静脉注射18FFDG185～370MBq（5～10mCi）后40 ~ 60分钟进行脑葡萄糖代谢显像
二、氧代谢
15O2，C15O2，常用的是15O2气体，脑耗氧 量是反映人脑功能的一个重要指标。受检 者吸入15O2后，立刻进行PET动态显像，可 得到脑氧代谢率（cerebral metabolic rate of oxygen, CMRO2)。用于研究葡萄 糖代谢与氧代谢之间的关系。
1.15O-H2O
半衰期仅2分钟，需回旋加速器在线生产，可在短 期内对同一患者进行反复检查。脑组织摄取量与 局部脑血流呈线性关系，是目前公认的进行rCBG 定量测定的“金标准”。
2.13NH3·Ｈ2O 需加速器生产，半衰期10分钟，静脉注射后血浆
清除率快，人脑对显像剂摄取迅速，且在脑内滞 留时间较长，图像质量明显优于SPECT，为性能 /价格比较高的PET用脑血流显像剂。
第二节 脑血流灌注显像
核素脑显像的临床应用进展主要取决于显像设备及显像剂的进 展：
1.γ照相机脑显像阶段：又称普通脑显像，所用显像剂通过正 常BBB，当神经系统病变导致BBB破坏，病变局部出现显像 剂浓集，后被CT、MR取代；
2.SPECT脑显像阶段：20世纪80年代用于临床，主要应用 99Tcm-HMPAO等显像剂进行脑血流灌注显像，其特点：显像 剂可以通过正常BBB，反映脑功能方面的变化。
多巴胺递质（18F-Dopa）、多巴胺转运蛋白（99TcmTRODATA1，11C-CIT)、多巴胺D2受体（11CRacloprid）显像：帕金森病（Parkinson disease） 又称震颤麻痹，是常见的神经系统变性疾病。
病理特征：黑质-多巴胺神经元、黑质-纹状体通路变性。
PET可以利用18F-Dopa反映多巴胺的合成；11C-CIT反 映多巴胺在突触间隙的代谢，而11C-Raclopride则反映 多巴胺D2受体的数目和结由神经元组成；皮质下深层为脑白质， 由传递信息的神经细胞和纤维组成，连接 不同部位的皮质区。 胼胝体为连接两侧大脑半球的纤维。 大脑灰质：额叶、颞叶、顶叶、枕叶。
爱因斯坦的大脑
额叶：运动中枢、高级神经活动中枢； 颞叶：听力、语言、记忆和学习； 顶叶：感觉中枢； 枕叶：视觉中枢。
第四节 脑受体显像
受体是一种存在于活体组织内的能与神经 递质或相应配体特异结合的蛋白质，放射 性核素标记的神经递质或配体进入人体后 能选择性与受体结合，通过PET或SPECT 显像显示受体的特定结合位点及其分布， 密度和功能，并能定量反映其代谢参数。
一、多巴胺递质、多巴胺转运蛋白、多巴胺受体显像
四、胆碱与嘧啶代谢
11C-胆碱（11C-CH,11C-Cho） 特异性转运体进入细胞 代谢途径：胆碱→胞嘧啶二磷酸胆碱→磷
脂酰胆碱（终末产物）→整合到细胞膜上。 细胞对于胆碱的摄取速度反映了细胞膜的
合成速度，因而可作为肿瘤细胞增殖、细 胞分裂的指标。 是直接或间接反映肿瘤细胞增殖、细胞分 裂的示踪剂，较代谢显像更特异。
异常影像：
灰质局部放射性分布缺损、稀疏或浓聚； 两侧脑半球显像剂分布不对称； 白质区扩大和脑中线偏移，脑结构紊乱。 注意： 上述异常表现不代表某种疾病，不同疾病
只要引起脑血流障碍，可能会有相同征象， 需要结合临床分析。 至少两个断面、存在一个以上放射性分布 异常稀疏或缺损可视为异常。
第五节 其他显像
一、脑脊液显像 脑脊液（CSF）主要由侧脑室和第三、第
四脑室的脉络丛产生，CSF自侧脑室经室 间孔流入第三脑室，向下流入中脑导水管 及第四脑室，经第四脑室正中孔流入蛛网 膜下腔，再经蛛网膜颗粒吸收回入静脉窦 血液。CSF包围并支持整个脑及脊髓，有 保护脑和脊髓的功能。
脑脊液显像包括脑池、脑室和蛛网膜下腔显像， 脑池显像最常用。