作者：李冬华 北京航天总医院

正电子发射计算机断层扫描成像(positron emission tomography,PET)是近年来开始在临床应用的一种现代医学影像技术,它是将正电子发射体放射性核素引人人体进行局部或全身断层显像。实现PET显像必须具备两个基本条件:显像设备和显像药物;前者主要是PEI扫描仪,后者为各种 PET 造影药。PET显像中应用的正电子核素主要有"C、N、O、F,其中 11C、N、“〇的化学和生物学特性与天然 C、N、O元素完全相同,而“F与H的性质近似。因此,当它们进入人体后,可参与体内生物分子代谢;同时发射高能y射线,被 PET 扫描仪探测到并形成影像。正电子核素必须用回旋加速器生产,物理半衰期短("C 20min、N10min,502min、sF110min),安全性能好

一、显像分类

1.脑葡萄糖代谢显像 反映大脑皮质各叶、丘脑、小脑以及基底神经节等脑组织和神经核团的葡萄糖代谢状况,是最多用的方法,主要定量指标为全脑和局部葡萄糖代谢率(CMRglc 和 rCMRglc);半定量指标有左/右(或病变/正常)放射性计数比值以及大脑皮质与小脑放射性计数比值。

2.脑蛋白质代谢显像 主要用于脑肿瘤氨基酸代谢及增殖率测定。

3.脑血流和血容量显像 虽然显像技术复杂,但它不仅能够得到血流影像,更重要的是获得精确定量参数,包括全脑和局部脑血流量(CBF和rCBF)以及脑血容量(CBV 和 rCBV)。

主要使用核素为"0,其半衰期甚短,允许多次测定,尤其适合脑功能研究。4.脑氧代谢显像 多采用”O稳定状态持续吸人法检查,反映脑组织氧利用情况。主要定量指标有全脑和局部脑氧代谢率(CMRO:和rCMRO,)以及氧提取分数(OEF 和 rOEF)。利用8F等核素标记神经递质(如多巴胺的前体多巴),参与递质合成5.神经递质显像并显示其功能和代谢，

6.神经受体显像 反映脑内神经受体分布、数量(密度)、亲和力(功能)以及对药物的反应,是近年 PET 显像的研究重点。

7.突触前膜转运蛋白显像 利用”C、F制备的标记化合物对中枢多巴胺转运蛋白(DAT)进行显像和定量测定,提供DAT功能活动信息。此外,5一羟色胺转运蛋白(5-HTT)显像及去甲肾上腺素转运蛋白(NET)显像也都在研究中。从上述显像类型可以看出,PET显像的基本性质是代谢显像、功能显像、血流显像以及神经递质和受体显像,称之为功能代谢显像或分子显像;近年来又深入到基因显像及药理学研究。

二、显像原理

由于化学合成工艺已经十分成熟并能自动化制备,使得"F-FDG 成为目前最常用的PET造影药,占临床应用 90%以上。它于静脉注射后呈全身分布,以脑、肝脏、心肌摄取最多,在脊椎骨、胃肠道中等聚集,肺脏,纵隔则吸收较少,最后经肾脏和尿路排泄。F-FDG 是天然葡萄糖的类似物,可被已糖激酶磷酸化变成6-磷酸氣代脱氧葡萄糖(FDG-6-PO),因此它参与了葡萄糖代谢。但是,FDG-6-PO,与6-磷酸葡萄糖不同,不能转变成为6-磷酸果糖,故不能继续进行以后的反应;但又不能很快反向通过细胞膜离开,所以会在组织内滞留一段时间。利用 PET 扫描仪探测"F-FDG产生的y光子信号并经计算机处理便能获得反映人体葡萄糖代谢状态的放射性示踪分布影像。

三、大脑正常影像特征

已知大脑皮质血流量和葡萄糖代谢明显高于白质,两者相差约4倍;所以,正常人!F-FDG 脑显像图的基本特征是脑皮质、基底核、丘脑和小脑的放射性摄取明显高于脑白质,且左右两侧对称。此外,反映脑葡萄糖代谢水平的高低顺序与反映局部脑血流灌注的高低基本匹配。

瘤细胞增殖,或为手术过程中肿瘤细胞种植。放射治疗和动脉内化疗是治疗原发性恶性脑肿瘤的基本方法,可以单独使用或手术后应用以减少复发。这类治疗会造成局部组织坏死,但也可能在坏死组织内仍有肿瘤细胞残存并成为日后复发的隐患可能。因此,肿瘤复发或残存与放射性坏死的鉴别诊断是临床急需要解决的一个实际问题。CT、MRI对于混杂在水肿坏死组织或手术瘢痕内的肿瘤细胞难以识别。从代谢角度看,一旦出现肿瘤复发,病灶内残余细胞便再度活跃起来,又进人异常高代谢增殖状态。采用"F-FDG 或”C-MET PET 显像可以从代谢水平发现肿瘤复发并与放射性坏死相鉴别,其表现是肿瘤复发区呈现局部放射性增高和摄取率增加,提示有异常高代谢;而水肿坏死区或手术瘢痕则为放射性减低,说明处于

低代谢状态。(2)转移瘤原发灶:某些病例以颅内转移瘤为首发表现,此时需要找到肿瘤原发灶。由于没有明确目标,以往多采用X线照相、超声、CT 等多种手段对体内重要脏器(如肺、肝、消化道等)进行撒网式逐一检查,这期间需要花费较长时间。"F-FDG PET 全身断层显像为解决此问题提供了一种快捷、无创的新方法,其突出特点是一次显像即可包括胸腔、腹腔、盆腔及脑;加之"F-FDG 是一种广谱肿瘤造影药,可使体内 20多种肿瘤显影成像,因此绝大多数患者通过一次检查可以找到肿瘤原发灶,其灵敏度和准确度达 90%以上。PET全身显像同时可了解肿瘤播散范围,为临床肿瘤分期提供依据。