PET/CTPET/CT在在退行性退行性脑脑疾病的应用及进展疾病的应用及进展PET/CT in the Neurodegenerative disease管一晖管一晖复旦大学附属华山医院复旦大学附属华山医院PETPET中心中心PET Center Huashan Hospital Fudan UniversityPET Center Huashan Hospital Fudan University 定义：神经退行性疾病定义：神经退行性疾病 (Neurodegenerative disease) (Neurodegenerative disease) 是一类是一类大脑和脊髓的细胞神经元丧失的疾病状态，一般由神经元或其髓大脑和脊髓的细胞神经元丧失的疾病状态，一般由神经元或其髓鞘的丧失所致，鞘的丧失所致， 随着时间的推移而恶化，导致功能障碍。随着时间的推移而恶化，导致功能障碍。 按表型可分为两组：按表型可分为两组：一类影响运动，如小脑性共济失调一类影响运动，如小脑性共济失调 一类影响记忆以及相关的痴呆症一类影响记忆以及相关的痴呆症 阿尔兹海默病 肌肉萎缩性侧索硬化症 共济失调毛细血管扩张症 牛海绵状脑病 克雅氏病 亨丁頓舞蹈症 小脑萎缩症 多发性硬化症 帕金森氏病 原发性侧索硬化 脊髓性肌萎缩症 脑缺血 一一. 帕金森病帕金森病 Parkinson s Disease概述发病率随年龄增长而增加，据流行病学调查，发病率随年龄增长而增加，据流行病学调查，55岁以上岁以上的老年人口中，大约有的老年人口中，大约有1%的人患有此病。的人患有此病。男多于女。男多于女。 帕金森病流行病学帕金森病流行病学18171817年年ParkinsonParkinson首先描述，是一种老年人常见的原因不明的首先描述，是一种老年人常见的原因不明的神经系统变性病，主要是黑质纹状体系统，尤其是黑质致密部神经系统变性病，主要是黑质纹状体系统，尤其是黑质致密部多巴胺神经元变性缺失，而使多巴胺含量明显降低，而产生的多巴胺神经元变性缺失，而使多巴胺含量明显降低，而产生的一系列的临床表现，其病理上的主要变化是：在黑质纹状体变一系列的临床表现，其病理上的主要变化是：在黑质纹状体变性的残留神经元胞浆内出现特征性的嗜酸性包涵体，即性的残留神经元胞浆内出现特征性的嗜酸性包涵体，即LewyLewy小小体。体。病因分类病因分类原发性：慢性进行变性，病因不明， 与年龄老化、环境因素或家族遗传因素有关继发性(Parkinsonism): 脑血管病 药源性 中毒 脑炎 脑外伤 脑肿瘤 基底节钙化 神经系统变性病的部分表现临床诊断：主要症状（临床诊断：主要症状（静止性震颤、僵直、运动减少、姿静止性震颤、僵直、运动减少、姿势反射的障碍势反射的障碍）+进行性病程进行性病程鉴别诊断：鉴别诊断： 1. 帕金森氏综合征（帕金森氏综合征（继发性帕金森综合症、症状性帕金森继发性帕金森综合症、症状性帕金森综合症综合症）2. 老年抑郁症老年抑郁症3. 特发性震颤特发性震颤4. 神经变性疾病（神经变性疾病（Alzheimers病等）病等）5. 其他其他帕金森病的临床诊断与鉴别诊断帕金森病的临床诊断与鉴别诊断 单靠临床症状不易与帕金森综合症单靠临床症状不易与帕金森综合症 (MSA, PSP, CBD(MSA, PSP, CBD等等) )相鉴别相鉴别 有研究表明有研究表明, ,生前诊断为生前诊断为PDPD的患者的患者 , ,经病理证实约经病理证实约25%25%是是LewyLewy体体 病病(DLBD),10%(DLBD),10%是纹状体黑质变性是纹状体黑质变性(SND), 5%(SND), 5%为进行性核上性麻为进行性核上性麻 痹痹(PSP),(PSP),甚至是多发性脑梗死或甚至是多发性脑梗死或AlzheimerAlzheimer病病(AD)(AD) 根据临床症状诊断为帕金森病时根据临床症状诊断为帕金森病时, ,已有已有60%60%70%70%的黑质神经元的黑质神经元 变性变性 ,80%,80%纹状体多巴胺减少纹状体多巴胺减少 如能早期诊断帕金森病如能早期诊断帕金森病 , ,应用保护性治疗应用保护性治疗 , ,如应用保护黑质神如应用保护黑质神 经元药物等经元药物等 , ,有可能减缓病程进展有可能减缓病程进展 因此因此 , ,对对PDPD的早期诊断就变得尤为重要。的早期诊断就变得尤为重要。与帕金森综合征的鉴别与帕金森综合征的鉴别可用于帕金森病诊断和鉴别诊断的影像学检查1.SPECT:1.SPECT:多巴胺转运体多巴胺转运体 TRODAT TRODAT 及其他受体显像及其他受体显像 缺点：空间分辨率低，无法分清壳核的前后部，缺点：空间分辨率低，无法分清壳核的前后部， 对早期诊断困难对早期诊断困难2.MRS2.MRS： 通过通过基底节区中基底节区中NAA/CrNAA/Cr和和NAA/NAA/ChoCho的比值测定进的比值测定进行诊断，行诊断， 原发性的基底节区中明显下降，缺点特原发性的基底节区中明显下降，缺点特异性差。异性差。3.MRI3.MRI：对原发性对原发性PDPD的诊断帮助有限的诊断帮助有限, , 在鉴别帕金森叠加在鉴别帕金森叠加综合征上有用处。综合征上有用处。4.PET4.PET：可通过：可通过FDG/FDG/转运体转运体/ /囊泡囊泡/D2/D2受体等多环节进行受体等多环节进行PETPET显像，早期诊断、评价显像，早期诊断、评价PDPD的进展、对治疗的反应等。的进展、对治疗的反应等。与帕金森病诊断有关的影像技术手段与帕金森病诊断有关的影像技术手段患者，男性，患者，男性，68岁，岁，PD诊断诊断5年，服药控制不理想。年，服药控制不理想。治疗前治疗前苍白球毁损术后苍白球毁损术后多巴胺系统多巴胺系统PETPET显像显像1.18F-DOPA2、多巴胺受体、多巴胺受体 D1和和 D2D1: SCH3390D2: 11C标记的11C-NMSP 18F-乙基哌啶螺环酮(18F-NMSP) 11C-Raclopride N-11C-丙基去甲脱水吗啡 临床应用：帕金森病临床应用：帕金森病, ,精神分裂症精神分裂症, , 遗传性舞蹈遗传性舞蹈病病D2受体临床显像D2 :11C-Raclopride显像3. 5-羟色胺受体（羟色胺受体（5HT） 5HT1A: WAY100635 18F-p-MPPF 5HT2A: 18F-乙基哌啶螺环酮（18F-NMSP） 18F-阿坦色（18F-Altanserin） MDL100907 4. 通道显像剂及囊泡显像剂通道显像剂及囊泡显像剂 多巴胺通道显像剂 帕金森病帕金森病 5-HT通道显像剂 多种神经系统疾病 11C-McN5652 11C-DTBZ正常人脑正常人脑 DATDAT显像显像axialcoronalsagittalAnatomical MRI (T1-weighted images) HRRT (Siemens Medical Solutions) volume resolution : 16 lStriatum Research in Neurology（monkey）: 18F-FP-CITResearch in Neurology: 18F-FP-CIT18F-FP-CIT PET可区分早、晚期可区分早、晚期PD早期早期PD基底基底节（尾状核、前和后壳核）（尾状核、前和后壳核）DAT分布降低分布降低,晚期晚期PD降低更明降低更明显, 早期偏早期偏侧PD临床表床表现与基底与基底节DAT损害程度符合害程度符合率率为100%。1010年前头部摇晃，右侧上下肢静止性抖动至今。安坦治疗后抖动缓解，因副作用不年前头部摇晃，右侧上下肢静止性抖动至今。安坦治疗后抖动缓解，因副作用不耐受停药，后改服美多巴治疗，效果不佳。临床首先考虑老年性震颤。耐受停药，后改服美多巴治疗，效果不佳。临床首先考虑老年性震颤。右侧尾状核、右侧壳核前部及后部放射性与小脑放射性比值分别为右侧尾状核、右侧壳核前部及后部放射性与小脑放射性比值分别为4.44.4、3.83.8和和3.43.4，左侧侧尾状核、左侧壳核前部及后部放射性与小脑放射性比值分别为左侧侧尾状核、左侧壳核前部及后部放射性与小脑放射性比值分别为4.24.2、3.83.8和和3.73.7。双侧尾状核、壳核多巴胺转运体分布未见明显异常。双侧尾状核、壳核多巴胺转运体分布未见明显异常。PDPD与其他疾病的图像鉴别与其他疾病的图像鉴别结合位点结合位点帕金森病帕金森病（PDPD）进行性核上进行性核上性麻痹性麻痹（PSPPSP）多系统萎缩多系统萎缩（MSAMSA）皮质基底节皮质基底节变性变性（CBDCBD）路易小体痴路易小体痴呆（呆（DLBDLB）亨廷顿氏亨廷顿氏病（病（HDHD）DATDAT（尾状核）（尾状核）正常或正常或正常或正常或? ?DATDAT（豆状核、（豆状核、壳核）壳核）? ?突触后突触后D D2 2受体受体正常或正常或正常或正常或? ?血流血流/ /代谢代谢早期纹状体早期纹状体可正常可正常, ,晚期晚期额叶额叶，纹状体纹状体对侧豆状核、对侧豆状核、壳核壳核丘脑丘脑，顶，顶叶下部不对叶下部不对称称双侧后部皮双侧后部皮质质（类似（类似ADAD），枕叶），枕叶皮质皮质（区（区别于别于ADAD）双侧基底双侧基底节代谢节代谢二二. 老年性痴呆老年性痴呆Alzheimers disease 新报告显示，中国人老年痴呆患病率、痴呆亚型分布比率与国新报告显示，中国人老年痴呆患病率、痴呆亚型分布比率与国际无差异，际无差异，6565岁以上每岁以上每100100人中有人中有4.84.8人患人患ADAD，是，是VaDVaD的的4.364.36倍。倍。 Most common cause of dementiaDefective processing of amyloid precursor proteinAffects hippocampus/parahippocampal cortex, cerebral cortexDementia, anxiety, hallucinations, delusions, tremorDx is clinical; MR used to rule out other causes of dementiaTx: cholinesterase inhibitors; antidepressants/antipsychotics190119061910Frau Augusta DAutopsy2009No FDA ApprovedPreventive orTherapeutic Drug forAD yetAlzheimers DiseaseAlzheimers disease Alzheimer病是痴呆最常见的类型，包括过去的早老性痴呆和老病是痴呆最常见的类型，包括过去的早老性痴呆和老年性痴呆。病理上改变有神经纤维缠结，老年斑脂褐质积聚等。年性痴呆。病理上改变有神经纤维缠结，老年斑脂褐质积聚等。早期诊断早期诊断Subtle abnormalities e.g. in MCI病程分期和进展程度观察：早期病程分期和进展程度观察：早期AD患者呈两侧颞顶叶对称性代患者呈两侧颞顶叶对称性代谢减低，部分患者可呈不对称减低，随着病程的进展，累及的部谢减低，部分患者可呈不对称减低，随着病程的进展，累及的部分越多；分越多；FDG PET同时可以进行病程分期。同时可以进行病程分期。鉴别诊断（鉴别诊断（Alzheimers disease (most frequent, 50 %)Multi-infarct dementiaFronto-temporal degeneration (including Picks disease) Dementia with Lewy bodiesDepression in the elderlyFDG PET in ADBraak Staging of ADNeurofibrils and plaquesaccumulate over time:Transentorhinal （穿内嗅带）Entorhinal (内嗅叶皮层)Hippocampus（海马）Remaining Limbic regionsCortical（边缘区皮层）Primary motor and somatosensory（运动感觉皮层）Occipital cortex（枕叶皮层）CT- 弥漫脑萎缩MR- Medial temporal lobe atrophy (amygdala, hippocampus, parahippocampal gyrus) ，主要用于除主要用于除外其他疾病引起的痴呆外其他疾病引起的痴呆SPECT- Temporoparietal hypoperfusio (especially in medial temporal lobes)FDG PET- decreased glucose metabolism in frontal, parietal, temporal regionsControlAlzheimersAD 常用的正电子显像剂糖代谢糖代谢 FDG受体类显像剂受体类显像剂 5-羟色胺 乙酰胆碱受体淀粉样蛋白显像淀粉样蛋白显像患者，男性，患者，男性，37岁。发现岁。发现记忆力下降半年。脑记忆力下降半年。脑CT、MRI 平扫未见异常。平扫未见异常。问题：问题：FDG PET早期诊断？早期诊断？特异性？特异性？Petersen 于于1999年首先提出了年首先提出了MCI的定义的定义: 临床确定的1项或多项认知领域损害,但不符合痴呆标准。MCI的临床意义在于:是临床可识别的痴呆前状态,特别是阿尔茨海默病(AD)前状态。 研究表明,每年有12%的MCI患者可发展为AD,而健康对照者仅1%2%可发生AD。因此,MCI是发生AD的高危因素。Biomarkers used for clinical trialsAmyloid imaging（最为期望的药物）（最为期望的药物）A accumulation in frontal, temporal, posterior cingulate gyrus, and parietal of gray matterMRI（结果不肯定）（结果不肯定）Medial temporal lobe atrophyFDG PET（特异性差）（特异性差）Glucose hypometabolism in parietal lobesCSFA and tau ( 创伤性，接受差创伤性，接受差 ) 淀粉样蛋白作为淀粉样蛋白作为ADAD老年斑的主要核心成分，是神经退行性变的原因及重要老年斑的主要核心成分，是神经退行性变的原因及重要的病理特征，脑的病理特征，脑AA显像有助于显像有助于ADAD的早期诊断、评价认知功能有无损害、疗效的早期诊断、评价认知功能有无损害、疗效评价和危险人群筛查。评价和危险人群筛查。70%30%ADnonADAsymptomaticMCIRisk factors: ?A显像能否成为鉴别的关键点？显像能否成为鉴别的关键点？注射后 PIB全身显像见肝胆肠道及膀胱放射性浓聚，提示消化道及泌尿系统排泄上排为FDG PET显像，可见双侧额叶及左侧颞叶代谢减低下排为PIB显像，可见皮质内弥漫放射性分布。患者，男性74岁，MMSE 23分，临床考虑AD关于关于Amyloid imaging的思考的思考18F标记？仅仅Amyloid imaging是否能诊断是否能诊断MCI？是否需要是否需要多个环节的显像？多个环节的显像？临床接受费用三三. . 脑退行性疾病分析方法的进展脑退行性疾病分析方法的进展视觉视觉ROIROI比较比较自动勾划和功能区提取自动勾划和功能区提取基于体素水平的分析基于体素水平的分析(SPM,(SPM,单因素分析单因素分析) )功能网络分析功能网络分析(PCA,(PCA,多因素分析多因素分析) )FDG PETFDG PET在帕金森病中的进展在帕金森病中的进展功能神经网络PDRP Parkinsons disease Related PatternParkinsons Disease-Related Pattern (PDRP)z = - 30z = - 23.55.06.53.04.05.0Premotor Cortexz = 54Post Parietal PonsCerebellumPut/GPThalamusPC1 (20.7% VAF) from analysis of 20 PD and 20 Controls. Voxel weightreliability assessed by bootstrap estimation for |ICV| 3.5 (p 0.001)神经神经PETPET的前景的前景Novel tracers Translational imaging microPETPET in drug developmentPET/MRIPDRP and ADRP2024/9/11Thank you