肿瘤显像核医学

1、第十六章 肿瘤显像,温州医学院核医学 李焕斌,核医学显像原理复习,放射性核素显像技术大多是利用脏器或组织具有选择性摄取某些显像剂的功能，标记在显像剂上的放射性核素能不断地发射出射线，利用显像仪器能够从体外准确获得显像剂在脏器或组织的分布及量变规律，从而了解脏器或组织的形态、位置、大小和功能状态，用于诊断疾病。,核素肿瘤显像的基本机制,细胞生物化学和代谢特点 血流特点 特殊抗原 受体结合 基因表达异常 血脑屏障破坏、组织结构异常,肿瘤放射性核素显像分类： 阴性显像 阳性显像 特异性显像 非特异性显像,阴性显像（negative imaging）,又称冷区显像（cold spot imaging），是指显像剂主要被有功能的正常细胞摄取，显示其正常组织器官的形态。 病变细胞摄取减低或不摄取，在影像上表现为放射性分布稀疏或缺损，临床上的常规显像如心肌灌注显像、肝胶体显像、甲状腺显像和肾显像等均属此类型。,阳性显像（positive imaging）,又称热区显像（hot spot imaging），是指显像剂主要被某些病变组织所摄取，而正常组织一般不摄取或摄取很少，在静态影像上病灶组织的放射性

2、比正常组织高呈“热区”，如急性心肌梗塞灶显像、亲肿瘤显像、放射免疫显像等。这种显像的敏感性较阴性显像为高。,阴性显像与阳性显像,131I显像,201Tl显像,核素显像结果判断,目测法 半定量法 T/N比值 肿瘤与正常组织的放射性计数比值 摄取比值（UR)感兴趣区内平均象素中肿瘤组织与正常摄取放 射性计数比值。 滞留指数RI=延迟UR（TN)-延迟UR（TN) 早期UR（TN) 标准化摄取值（SUV）=局部感兴趣区平均放射性浓度（MBq/g） 注入放射性活度MBq/体重Kg,肿瘤代谢显像 （tumor metabolism imaging）,肿瘤代谢显像的基础： 机体正常组织细胞的结构完整性和生理功能维持主要是通过糖、蛋白质及核酸等物质的不断合成和分解过程即新陈代谢来进行。 在疾病早期，即在形态结构发生改变之前，机体首先会发生代谢调控的异常，表现为糖、蛋白质、脂肪及核酸单个或多个代谢的异常。 肿瘤不稳定，具有无限增殖特性，对DNA合成底物过度消耗，葡萄糖、蛋白质和核酸代谢速率明显加快，对一些受体过度表达，易产生多药耐药等特性，从而与正常组织细胞代谢之间具有明显差异。,分类,糖代谢显像 氨

3、基酸代谢显像 磷脂代谢显像 核酸代谢显像 受体显像 放射免疫显像,18F氟脱氧葡萄糖 （18F-FDG）PET-CT肿瘤代谢显像,肿瘤显像的基本原理,肿瘤细胞的葡萄糖代谢非常旺盛。 FDG为葡萄糖类似物，通过葡萄糖转运体(GLUT)进入 细胞。在细胞内通过己糖激酶（HK)的作用磷酸化生 成6-磷酸脱氧葡萄糖，而进入葡萄糖代谢途径。 FDG-6P不能进一步代谢，滞留、堆积在细胞内。 它进入细胞的量与糖酵解速度成正比。 葡萄糖代谢增加是恶性细胞的一个特征。,18FDG,18FDG,18FDG-6P,血管,肿瘤细胞,肿瘤代谢显像适应症,寻找肿瘤原发灶 脏器肿块良恶性的鉴别诊断 恶性肿瘤分期与分级及肿瘤转移灶的定位诊断 临床治疗后肿瘤残余或复发的早期诊断 肿瘤放疗后局部坏死与存活肿瘤组织的鉴别诊断 临床疗效的监测、肿瘤耐药的评价和预后随访 肿瘤生物学评价，如肿瘤细胞的增值状态、受体及抗原表达和新药与新技术的客观评价。,显像方法,病人准备 空腹46h 显像前24h避免剧烈活动 血糖:8.3mmol/l以内。 注射18F-FDG1h进行显像。 放射性药物 图像采集 常用指标：标准摄取值(Stand

4、ard uptake value, SUV),图像处理,专用PET图像处理 SPECT符合线路采集的图像处理,大脑皮层代谢主要以葡萄糖为底物，因此FDG浓聚较高。心肌利用何种底物依赖于激素水平和代谢状态。禁食情况下心肌主要利用游离脂肪酸；饭后或给予葡萄糖后，葡萄糖利用率和FDG摄取增加。因此，进行心肌研究时，静脉内注射葡萄糖可促进心脏摄取FDG。但肿瘤显像时必须禁食，因为血中葡萄糖水平升高会与FDG形成竞争，导致肿瘤摄取减少。,正常影像分布,心脏和脑摄取18FFDG较高，肝摄取少。FDG主要经肾脏排泄，也有少许从胃肠道排出。静息状态下，肌肉中FDG浓聚较少，但运动时FDG浓聚增多。由于本底的清除，肿瘤/本底比值随时间增高。,18FFDG的人体正常分布,临床应用与评价,肺癌,肺单发结节（SPN)的定性诊断,PET的图像判断不仅可进行定性分析，而且能定量或半定量测定肿瘤组织摄取18F-FDG的变化。这在肺部肿瘤良恶性鉴别中有明确价值。SUV和肿瘤摄取率（tumor uptake value, TUR）定量分析结果明显提高了肿瘤判断及分析的准确性,患者，男性，62岁。CT发现左肺肿块，性质不

5、明。 PET显像见FDG高摄取，手术病理证实腺癌。,患者，男性，38岁，体检CT发现右肺下叶背段单发结节（1cm）。PET 未见高代谢改变。随访中，经抗炎治疗后，患者结节消失。,肺癌转移灶的检测及病程估价，指导治疗方案的制定和修改,肺癌患者肝转移，A为CT图像，B为水平切面PET图像，右图为PET全身图像,男，69岁，右胸背部疼痛伴咳嗽、咳痰3月，胸片无异常，对症治疗无效；胸部CT发现上腔静脉后气管右侧旁软组织块影，临床诊断“纵膈型肺癌”。FDG PET/CT了解有无转移：肿块显著异常高代谢，未见转移灶影。手术病理证实为鳞癌。,女，38岁，咳嗽、胸痛1月；CT示右上肺影伴右胸腔积液；经皮穿刺活检查证实为肺鳞癌。18F-FDG PET/CT（了解有无转移）。,（续前）横断层,男，74岁，结直肠癌右半结肠切除术及放化疗后。内镜及结肠镜检查阴性；18F-FDG PET/CT：双肺存在数个异常高代谢转移灶。根据检查结果改变了治疗方案。,肺癌治疗后局部炎症、纤维化、坏死与肺癌残余复发的鉴别。,男，63岁，胸片示右上肺占位疑肺癌，18F-FDG PET/CT 显像：右上肺病灶外周明显异常高代谢活性

6、，中心为代谢活性区（坏死）。,女，48岁，右上肺泡细胞癌术后。PET/CT：右上肺，纵隔、右侧锁骨下淋巴结，右后肋胸膜附近多处，右侧腹壁肝包膜附近，颈4、骶1椎体等部位高代谢灶。结合病史提示复发伴多发转移。,肺癌治疗前临床分期,准确的肿瘤分期对NSCLC病人治疗方案的选择非常重要。由于PET可一次获得全身的断层图像，对远处器官的转移可从不同的断面和角度进行观察，因此对NSCLC患者进行术前全身PET扫描以判断有无转移灶，对选择治疗方案、减少不必要的创伤性检查、指导手术和判断预后具有重要价值。 PET对NSCLC病人进行分期比CT更为准确也更为合算。PET虽然能比CT更好显示纵隔转移，但它不能发现肿瘤侵犯支气管壁、胸膜和血管，因此有必要进行解剖学显像补充诊断。,肺癌临床分期,Pretreatment SUV=11.7,Postradiotherapy SUV=5.3,PET对肺癌治疗效果的评价,PET能准确鉴别肺部肿瘤的良恶性病变性质及转移灶、复发灶，同时对各种治疗方法的疗效判断中也显示出独特的优势。,女，72岁，右上肺癌放疗后9个月。,2002-09-05,2001-11-30,指导制

7、定放疗计划 评价肺癌预后,放疗计划的实施,将 PET 和 CT 的图像按照DICOM标准输出 与放疗计划系统的连接性能,PET/CT 融合后的靶区定位,PET/CT引导的放疗计划,女性，健康查体。18F-FDG PET/CT显像右甲状腺局限性异常高代谢灶，手术病理证实为甲状腺乳头状癌。,PET在健康体检中的应用,脑肿瘤,原发性脑肿瘤的定位诊断,脑肿瘤组织摄取、滞留18F-FDG量比正常脑组织多，在脑18F-FDG PET图像上表现为肿瘤区放射性分布高于周围正常组织。随着脑肿瘤恶性程度增加，摄取18F-FDG量增加，其放射性分布就越高，与周围正常脑组织区别也就越明显。,脑转移瘤患者脑PET显像,对脑肿瘤患者预后的评价 对放疗后的纤维化和肿瘤复发的鉴别 对治疗效果的评价 局限性,乳腺癌,18F-FDG代谢显像可以成功地显示乳癌原发灶，并同时检出淋巴结、骨、肝、纵膈和脑转移灶，其灵敏度和特异性分别为90%和94%，因此本法被认为是目前最佳的乳癌病人筛选方法。,女，54岁，乳腺癌。18FDG PET/CT判断临床分期：左乳房相当于肿瘤部位异常高代谢浓聚，未见转移征象。,结肠癌、淋巴瘤、恶性黑色

8、素瘤 、卵巢肿瘤 、头颈部肿瘤 、骨和软组织肿瘤等,淋巴瘤患者的18F-FDG代谢显像,小腿横纹肌肉瘤患者,胰腺癌患者,冠状断层,女，62岁，持续性咳嗽6个月，偶有低热，腹没沟淋巴结肿大。胸片示肺内多发结节；18F-FDG PET：颈两侧、锁骨上、下、腋下、腹膜后、腹股沟多处淋巴结及脾异常高代谢浓聚，SUV=2.47.8，考虑恶性淋巴瘤可能性大。颈部活检为NHL，a期。,67Ga肿瘤显像,理化性质、药物动力学和正常分布,67Ga位于元素周期表的3B族，由回旋加速器生产，电子俘获衰变，产生93（38%）、185（24%）、300（16%）和394keV（4%）四种射线，前三种射线丰度较高，被用于显像。其物理半衰期是78h。67Ga的物理性质并不适合显像，高能量的光子不适合现在的照相机晶体，其可穿透准直器而发生散射。目前大多应用枸橼酸镓，因为有枸橼酸存在时，pH值可升至7-8而枸橼酸镓仍不发生水解。,67Ga-枸橼酸在血循环中与转铁蛋白结合，通过转铁蛋白受体进入细胞。注射后24h内肾脏排泄15%25%，24h之后主要从结肠排泄。67Ga的清除速度很慢，生物半衰期为25天，给药后2天仍有75

9、残留在体内。67Ga在肝脏摄取最高，其次是唾液腺、脾、骨髓和泪腺。泪腺摄取是由于和乳铁蛋白结合所致。67Ga也通过乳汁排泌。,67Ga肿瘤显像的机制,肿瘤血供增加是67Ga到达肿瘤部位的保证，血管通透性增高可能对67Ga进入细胞起作用。 67Ga通过转铁蛋白受体结合到肿瘤细胞表面，然后被转运到细胞内与胞浆蛋白（铁蛋白和乳铁蛋白）结合，这些蛋白在肿瘤细胞中的浓度通常都很高。67Ga还会与细胞器中的大分子结合。 67Ga只能被生长旺盛、有活力的肿瘤组织摄取，而坏死或纤维化的肿瘤组织不摄取。摄取程度与肿瘤代谢能力呈正相关。,影像分析,67Ga正常分布: 67Ga在肝脏摄取最高，其次为骨、骨髓和脾。唾液腺、泪腺和鼻粘膜也有摄取。 软组织本底较高，这在很大程度上与体型有关，延迟显像可降低本底。,临床应用与评价,霍奇金病和非霍奇金淋巴瘤,霍奇金病患者右纵膈淋巴结显影,X胸片,67Ga显像,非霍奇金淋巴瘤腹部肠系膜和腹膜后淋巴结显影,67Ga被用于疾病分期、检测复发及残留组织，同时监测病人对放化疗的反应。通过67Ga显像可决定是否需进一步治疗、二线化疗或大剂量化疗和骨髓移植。,恶性黑色素瘤,大部分黑色素瘤（Melanoma）及其转移灶都与67Ga有亲和力。67Ga显像已经用于探测和观察正在接受化疗或免疫治疗的黑色素瘤病人。,肝细胞肝癌,67Ga显像常用来与CT所见肝硬化病人的再生肝结节（假瘤）鉴别诊断。,肝细胞癌患者99mTc-硫胶体与67Ga显像，图像A为99mTc-硫胶体显像，可见肝内放射性缺损区，图像B可见67Ga填充。,肺癌,67Ga显像对肺癌（Pulmonary Carcinoma）诊断的敏感性在85%90%，检出率同样与肿瘤的大小及细胞类型有关。,67Ga还用于检测胸膜间皮瘤病灶范围和有无远处转移。67Ga在鉴别恶性间皮瘤和良性胸膜增厚时准确性高于胸片。,头颈部肿瘤,67Ga检测头颈部肿瘤的灵敏度为56%86，CT和MRI为首选显像方法。67Ga常用于检测肿瘤治疗后复发，也能反映肿瘤治疗的有效性。,软组织肉瘤,大多数软组织肉瘤浓聚67Ga，67Ga检测原发肿瘤、局部复发和转移瘤的灵敏度较高，可达93,201Tl肿瘤显像,1理化性质：201Tl氯化亚

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