PET讲课课件

PET/CT在肿瘤诊断与治疗中的应用影像学三阶段常规影像学模拟图像(ConventionalImaging)现代影像学数字断层图像(ModernMedicalImaging)分子影像学解剖功能融合图像(MolecularImaging)现代医学影像技术项目成像源成像参数性质X线CTX线CT值解剖B超超声波超声波反射解剖MRIMRT1、T2、解剖、功能化学位移SPECTr-线放射性浓度功能PETr-线放射性浓度代谢功能PET/CTr,x-线放射性浓度功能和解剖小结三种影像技术长期共存影像技术只能互补，不能取代分子影像学——分子生物学和现代医学影像学技术结合体外通过影像技术显示体内分子水平的形态和功能变化传统医学影像诊断显示的是生物组织细胞病变的解剖变化，而分子影像学则着眼于生物组织细胞或分子水平的生理和病理变化。它不仅可以提高临床诊治疾病的水平，更重要的是有望在分子细胞水平发现疾病，真正达到早期诊断。分子影像学是被美国医学会评为未来最具有发展潜力的十个医学科学前沿领域之一。分子在体(invivo)成像技术的研究符合以保障生命健康和提高生活质量为目标的疾病早期诊断、药物疗效评价、无创连续监测的需求。常用的分子影像学技术核医学成像技术,SPECT/CT(singlephotonemissioncomputedtomography/CT)PET/CT(positronemissiontomography/CT)尤以PET的分子显像研究最受关注;MRI技术,包括普通的MRI和MR波谱成像(MRspectroscopy,MRS)都应用于分子影像学的研究领域;光学成像技术种类繁多,但以近红外线光学体层成像技术的研究最为注目分子核医学——代谢显像基本原理和类型代谢显像是根据各种营养物质在体内的代谢过程将各种标记有放射性核素的营养物引入机体内，通过体外显像，通过代谢水平的变化反映组织细胞的功能、结构。按照模拟体内代谢底物的不同，我们将代谢显像分为葡萄糖代谢显像、脂肪酸代谢显像及氨基酸代谢显像等乳腺癌18F-FDGPET/CT显像乳腺癌术后胸骨转移、纵隔淋巴结转移、肝转移MR分子影像技术（1）以超顺磁性纳米材料为基础的特异性分子探针：超顺磁性氧化铁（SPIO）纳米颗粒；（2）磁共振波谱成像技术（3）扩散加权成像技术（4）类PET成像：实际上是磁共振的全身扩散加权成像（5）其他：磁敏感性加权成像、弥散张量成像等前列腺癌DWI胶质瘤II级放疗后，怀疑复发淋巴瘤DWIBSPETClinicalCasesDWIBSRecurrentrectalcancerHigherspatialResolutionBetterbackgroundsuppressionthanPETDWIBSFDGPET灵敏度特异性PET/CT全身MRI90%N分期M分期98%83%80%75%灵敏度特异性TNM分期82%82%96%92%86%全身MRI、PET/CT在肿瘤分期的比较德国慕尼黑大学Dr.GerwinSchmidt研究报告显示全身MRI和PET/CT在肿瘤TNM分期中发挥着不同作用，PET/CT在淋巴结分期具有高的灵敏度和特异性，MRI则在转移灶探测上有优势，特别是在脑、肝和骨转移的诊断。CT动态增强扫描CT血管造影（CTangiography,CTA）CT灌注（CTperfusion,CTP）CT分子影像技术CT动态增强扫描:可以观察靶区(肿瘤）的生理及病理改变、了解血液动力学变化的一项技术。动脉期门脉期平扫平衡期PET/CTPET/CT断层影像的发展与优势1、PET的临床应用是核医学发展的一个重要里程碑，是当前分子影像学最成功的临床应用。2、以PET为基础配准CT成像系统的PET/CT一体机，实现衰减校正和同机图像融合，不仅能提供CT清晰的解剖图像，又能提供反映组织器官功能的代谢图像，进一步提高了疾病诊断的灵敏度和准确性。3、PET/CT代表分子影像发展的前沿，在临床肿瘤、心血管及神经系统和精神疾病领域诊断和治疗指导中产生了不可替代的作用。4、PET/CT的临床应用肿瘤的诊断与鉴别诊断；肿瘤的临床分期与再分期；对肿瘤治疗疗效的判断以及监测肿瘤复发；肿瘤的预后评价。PET/CT的特点CT与PET同机融合解剖图像与功能图像融合精细的解剖结构和代射功能信息肿瘤鉴别诊断、分期及疗效观察高灵敏度、高特异性、高准确性PET/CT优于单独的PET和CTPET/CT以PET特性为主，同时将PET影像叠加在CT图像上，使得PET影像更加直观，解剖定位更加准确。图像融合是指不同图像(SPECT,PET,CT,MRI)之间的空间配准或结合。利用各种成像方式的特点，为不同的影像提供互补信息，增加图像质量，以期对临床诊断和治疗的定位、观察提供有效的方法。图像融合技术（fusionimaging）和图像融合联机将同一病人、同一病变部位的PET与CT或SPECT与CT两幅不同图像融合成一张图像。利用CT（X-CT）图像解剖结构清晰，ECT图像反映器官的生理、代谢和功能的特点，两者的融合将有机的把定性和定位作用结合起来，得到更好的诊断效果，是影像学发展的又一新起点。PET/CT,SPECT/CT已用于临床。女性患者，50yr，非霍奇金病8年。CT(上):左腋下腺病；PET-FDG(中):CT见病变部位呈明显局限性异常FDG摄取增高；PET/CT(下):病变组织的功能代谢状况和定位明确。PET/CT优势显著缩短图像采集时间，增加病人流通量提高病灶的精确定位，有助于鉴别FDG生理性摄取与病变组织的摄取PET/CT诊断的准确性优于单纯的PET或单纯的CT以及PET与CT的视觉融合CT的应用可避免FDG摄取阴性肿瘤的漏检CT本身可提供诊断信息，重视诊断性CT的应用价值引导下治疗（放疗、活检、介入治疗等）PreciselocalizationofhighFDGuptakefocusPETCTbonewindow(-)PET/CTfusionPET/CTincreasessensitivityofPET:multiplesmalllungmetastasesmaywellbemissedonFDGPETscanCTPET/CTfusionPET常用的肿瘤显像方法和显像剂1、主要显像方法：肿瘤代谢显像。包括葡萄糖、氨基酸或蛋白质、磷脂和核酸代谢显像，其中正电子标记的葡萄糖（18F-FDG）和氨基酸（11C-MET）应用最广泛。2、正电子核素：18F、11C、15O、13N等。PET肿瘤显像剂（一）原理正电子显像剂糖代谢加速18FDG，11C-Glu蛋白合成加速11C-蛋氨酸11C-棕榈酸11C-酪氨酸18F-酪氨酸DNA合成加速11C-胸腺嘧啶（细胞增殖）18F-溴尿嘧啶18F-氟脱氧尿嘧啶缺氧18F-FDG18F-MisonidazolePET肿瘤显像剂（二）原理正电子显像剂血流增多H215O（血管形成）62Cu-PTSM抗原表达64Cu-抗体124I-抗体受体表达雌激素受体18F-17β-estradiol生长抑素受体18F-Octreotide癌基因表达18F-8fluoroacyclovir（FACV）（HSV1-tk）18F-8fluoroganciclovir（FGCV）PET原理正电子发射断层显像（PET）是一种先进的功能显像设备，可以通过非侵入性手段评价人体血流、代谢、蛋白合成、基因表达、组织氧化等代谢和生化功能性信息。可应用于从分子发现到临床使用的全部过程。18F-FDG的应用占到PET应用的97.9%。葡萄糖代谢显像葡萄糖代谢是人类机体能量的主要来源。细胞内葡萄糖代谢过程一般包括两种途径，一种是有氧氧化，通过三羧酸循环，彻底氧化成CO2和水；另一种是缺氧条件下的无氧酵解，葡萄糖生成乳酸，再进一步释放能量。18F-FDG18F-2-氟-2脱氧-D-葡萄糖（18F-FDG）显像基本原理18F-FDG(fluorodeoxyglucose)是目前临床广泛使用的葡萄糖代谢显像剂。18F-FDG的结构类似于葡萄糖，可被细胞摄取，但进入细胞后不会被进一步代谢，而停留在细胞内。18FDG18FDG18FDG-6P血管肿瘤细胞K1K2GlucosetransporterproteinK3K4HexokinaseGlucose-6-phosphatase18FDG-1-PGlycogen18F-fru-6-PGlycolysis18FDG-6-phospho-glucono-lactoneHMPshunt正常细胞与肿瘤细胞FDG代谢过程肿瘤组织18F-FDG浓集量糖酵解的程度葡萄糖转运速率K1FDG-6p形成速率K3组织内FDG-6p分解酶血糖浓度绝大多数恶性肿瘤细胞（非小细胞肺癌、结直肠癌、恶性淋巴瘤等）具有葡萄糖高代谢特点，PET/CT可显示肿瘤的部位、形态、大小、数量等，对于了解肿瘤及其转移灶的全身累及范围具有独特价值。部分低级别胶质瘤、黏液腺癌、支气管肺泡癌、原发性肝细胞癌、肾透明细胞癌、部分前列腺癌表现为低摄取。临床应用的适应证1.肿瘤的临床分期及治疗后再分期。2.肿瘤治疗过程中的疗效监测和治疗后的疗效评价。3.肿瘤的良、恶性鉴别诊断。4.肿瘤患者随访过程中监测肿瘤复发及转移。5.肿瘤治疗后残余与治疗后纤维化或坏死的鉴别。6.已发现肿瘤转移而临床需要寻找原发灶。7.不明原因发热、副癌综合征、肿瘤标志物异常升高患者的肿瘤检测。8.指导放疗计划，提供有关肿瘤生物靶容积的信息。9.指导临床选择有价值的活检部位或介入治疗定位。10.肿瘤治疗新药与新技术的客观评价。11.恶性肿瘤的预后评估及生物学特征评价。18F-FDGPET正常表现•脑是积聚FDG最多的器官；•肝、脾和骨髓会摄取少量FDG；•胃及肠道可见不同程度的显像剂摄取分布；•纵隔、食管、乳腺以及骨盆的大血管内；•心肌的FDG摄取量因人而异；•泌尿尿系统；•紧张不安的患者，肌肉中可见放射性分布；•咽部环甲、环杓软骨后肌肉可因交谈而摄取FDG。正常分布输尿管显影输尿管显影胸腺显影胃显影SUVmax:5.4延迟显像消失甲状腺显影肠道显影检查前准备•禁食4~6小时（心肌显像除外）•手指采血，血糖仪测空腹血糖•空腹血糖高于8.8Mm/L者注射胰岛素•检查前和注射药物后等待检查时应避免过度活动，紧张和安静休息•全身扫描前排清尿液必要时导尿•消化道检查，必要时服轻泻剂或灌肠•不能坚持平卧不动者，如疼痛或儿童病人，予止痛或镇静剂图像分析定性分析目测热区熟悉生理性浓集排除炎症等假阳性采用动态或延迟显像右肺肺癌常规和延迟显像常规显像（1.5hSUV7.8）延迟显像（3hSUV11.9）定量分析1、定性分析：通过视觉对显示图像中18F-FDG的摄取程度进行分析。2、半定量分析（1）L/B比值（1）T/N比值局部感兴趣区平均放射性活度（MBq/ml）标准摄取比值（suv）=---------------------------------注入放射性活度（MBq）/体重（g)L/B与SUV不同之处L/B为计数之比SUV为活度之比L/B为病灶比本底SUV为病灶比全身SUV用于PETSUV有公认阈值L/B没有公认阈值L/B比SUV变异性大同一病变，SUV比L/B高综合分析图像分析病史采集其他影像学方法CT、MRI、X线、US-----可信度分析灵敏度高，特异性好（肺癌为例）灵敏度特异性准确度PET89.1193.0392.17CT63.8185.6979.38PET肿瘤显像评价------假阳性和假阴性假阳性感染/炎症灶、活动性结核，炎性内芽肿，炎性假瘤，反应性增生，手术吻合口，手术创伤，良性肿瘤假阴性肿瘤小，分化好，细胞少，生长度慢，肝癌，肾透明细胞癌PET肿瘤显像评价脓肿结核污染展望一、PET/CT和PET/MR高灵敏、高分辨缩短检查时间提高图像清晰度PET/MRPETMRIFusion18F-FDGPET临床应用肿瘤早期诊断肺癌患者的CT,PET–CT结果：CT未见异