山东医药2010年第50卷第20期·述评·1-3页.

PET和SPECT用于xx的术前评估

王茜
（北京大学人民医院，北京 100044）

关键词：xx；脑功能；核医学；术前评估
中图分类号：R742.1文献标志码：A文章编号：1002-266X(2010)20-0001-03

    作者简介：王茜，女，医学博士，北京大学人民医院核医学科主任。主要研究领域为内分泌、肿瘤核医学以及核医学影像与其他影像技术的比较研究，尤其对头颈部肿瘤的影像诊断研究具有独特的见解。在国际和国内核心期刊上以{dy}作者或责任作者发表文章30余篇，并参与多部教科书、专业书籍的编著工作。现任中华医学会北京核医学分会委员、中国医学影像技术研究会常务理事及核医学分会副主任委员、中国核学会核医学分委员、中国医学装备协会核医学装备与技术专业委员会委员，《中华临床医师杂志》、《中国医学影像杂志》、《中国肿瘤影像学》、《山东医药》编委等。
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    脑电图（EEG）作为{sx}的无创性检查技术用于xx诊断已有50 a历史。然而，由于xx发作放电的迅速传播或非病灶区在发作间期出现异常波峰，EEG有可能提供一些不清晰的、甚至是错误的信息。核医学正电子发射式计算机断层显像（PET）或单光子发射式计算机断层显像（SPECT）技术能够提供脑血流（CBF）、代谢及受体功能改变信息，可为定位致痫灶和确立手术方案提供有力依据。将核医学影像与电生理和解剖信息结合，可更加准确地探测顽固性xx的发作区，并确认所发生的功能障碍。
1PET在xx诊断中的应用
    PET是基于对放射性示踪剂的探测及计算机断层图像重建的一种技术，在静脉注射放射性核素标记分子后，以成像方式探测标记分子在器官、组织内的生理分布及其动态变化情况，同时还可对标记分子在任意时间点上的局部摄取状况进行定量分析。PET方法学上的一个主要优势是有多种显像剂可供选择使用，每种显像剂都是特异性地针对某种所感兴趣的生理系统的，临床上以脑葡萄糖代谢显像和CBF灌注显像最为常用。由于PET显像时需要患者处于一种相对稳定的状态，故不适于研究象xx发作时的短时事件。此外，PET空间分辨率的限制及部分容积效应的影响，会导致病变与周边结构之间的界限模糊，解剖细节显示不清晰，并可能低估小病灶的实际放射性摄取值；而空间分辨率还会影响到病变的检出，有报道，早期PET（平面分辨率16 mm）对致痫灶的检出率为52%，而近年来的新型PET（平面分辨率5 mm）可使检出率增加到86%。
1.1脑葡萄糖代谢研究  18FDG是研究葡萄糖代谢的PET显像剂。局部性xx发作间期的18FDG PET显像通常表现EEG所示致痫区内出现脑葡萄糖代谢减低区，且PET像上的代谢减低区通常大于CT所发现的萎缩区，也大于病理检查所见的结构损伤区；而发作间期EEG所反映出的脑电活动并不影响葡萄糖代谢。一般认为70%以上的局部性xx患者会在18FDG PET上出现脑葡萄糖代谢减低区，但一些EEG显示有非常明确病灶的患者其18FDG PET可能是正常的，而另一些EEG或颅内EEG没有局部变化的患者却可能在18FDG PET上显示出一个代谢减低区。代谢减低区可表现为局灶性或占据一个脑叶，通常与正常脑组织有一个渐进性的分界，也可以广泛累及多个脑叶，此时减低最明显的脑叶通常为致痫灶。有时代谢减低区内可以包含着一个与周围皮质有着明显界限的更明显的减低区，通常与一个结构性损伤相对应。致痫灶总是位于所探查到的代谢减低区内。出现错误定位的情况是少见的，其出现可能是由于xx发作后的影响，或者是未知的发生在显像剂摄取期的亚临床xx活动所致，PET检查前数小时进行EEG监测可降低错误定位的风险。18FDG PET的显像结果可能影响到患者是否可选择手术xx，并对预后分析很重要。xx患者如发现局灶性代谢减低可以考虑局部皮质切除，对单侧弥漫性病变的患者可考虑脑半球切除或胼胝体切除；对于即使头皮EEG没能定位病灶的颞叶xx患者，18FDG PET如显示出低代谢区，就意味着颞叶切除将取得成功。
1.2CBF灌注研究  早期PET研究中13NH3被用于复杂局部性xx患者的CBF分析，目前用于CBF及氧代谢的研究的正电子显像主要为H215O。研究发现，头皮EEG所示病灶同侧颞叶可出现CBF减低，同时伴有耗氧量的降低。在密切观察CBF与代谢变化的关系后发现，脑耗氧量的降低没有CBF降低表现明显，并且在低灌注区内氧的摄取率是增加的。对此现象的解释尚存有争议：有人发现即使在发作间期，病灶部位氧的储备供应是减少的，但组织代谢需要却很高；也有人提出脑的氧摄取率并没有发生明显的变化，CBF量的减低与耗氧量的降低是并行的。这些说明xx皮质区葡萄糖代谢和血流的改变可能并不一致，在这2种参数之间存在着一种渐进性的解偶联现象。但是由于15O发射的正电子能量高，与18F标记化合物比较，用15O标记物显像时图像较模糊，空间分辨率较差，因此目前H215O主要用于某些特定脑功能活动的动态研究，而临床上研究CBF灌注更多使用的是单光子核素99mTc标化合物（SPECT显像）。
1.3xxxx受体研究  对局部性xx的定位18FDG显像是一个灵敏、可信的检查方法，但依据葡萄糖代谢改变诊断疾病的方法不具特异性，并存在代谢减低区超越病灶范围使得对致痫区定位不xx的缺陷。为弥补这些不足同时获得洞察xx病理改变和xx病灶内生物化学变化的新方法，正在进行使用PET进行神经受体显像的研究，18FDG显像常被做为受体研究的参照方法。当前研究较多的xxxx受体主要为阿片受体和苯二氮卓受体。①阿片受体：Frost等使用选择性μ阿片配体11Ccarfentanil（carfentani类似物）对xx患者的研究发现，发作间期患侧颞叶新皮质区对μ阿片受体的亲和力增加了9%～15%，且皮质对11Ccarfentanil摄取的增加与葡萄糖代谢减低相关，并可发生在xx病灶的主要发生部位杏仁核海马的远隔区域，而在扁桃体可出现11Ccarfentanil摄取减低，这可能是病灶区内存在非特异性组织损伤或受体下调作用的结果。脑皮质对11Ccarfentanil亲和力的增加可能与几种因素有关：阿片受体数目的增加；内生类阿片物质占据阿片受体减少；受体亲和力的增加；或上述多种因素的综合作用。已知μ、δ和κ受体在抗惊厥机制中分别起着不同的作用，但目前尚没有令人满意的标记κ阿片受体配体。Cyclofoxy是一种有效的阿片增强剂，与μ和κ受体结合但不与δ受体结合，目前用于PET研究的乙酰化类似物318Facetyl cyclofoxy（18FACF）保留着Cyclofoxy原有的药理特性，18FACF显像所示的局部放射性浓聚现象与其他阿片受体的研究结果是一致的。②苯二氮卓受体：xx是由于兴奋与抑制失平衡影响到整个神经系统而引起的，γ氨基丁酸（GABA）是xxxx系统主要抑制性传导介质，在xx易感性上起着重要的作用。以GABA为介导的抑制性控制作用减低可能是导致阵发性和无规律神经放电的原因。放射性自显影研究发现海马部的苯二氮卓受体活性在颞叶xx和颞叶内侧硬化的患者中是降低的，而在颞叶新皮质无改变。中枢苯二氮卓受体活性的减低比神经元细胞密度的减少要明显得多，这提示在残存的神经细胞内中枢苯二氮卓受体数量的减少可导致对xx病灶的抑制调节作用减低。目前尚没有满意的正电子标记的GABA增效剂或拮抗剂可用于PET体内显像，11Cflumazenil是一种苯二氮卓受体拮抗剂，可通过PET显示中枢苯二氮卓受体的分布。研究证实了在MRI显像阴性的局部性xx患者中EEG所示病变脑区对11Cflumazenil的摄取下降15%~35%，并且其他许多颞叶xx的PET研究也发现了海马部对11Cflumazenil摄取减低现象。如果与阿片受体研究相联系可解释为：内生性配体的释放增加与11Cflumazenil竞争性地结合密度和亲和力正常的中枢苯二氮卓受体；苯二氮卓受体的下调；受体变性影响亲和力；神经元和突触苯二氮卓GABA受体表达的减少；或以上多种因素的综合作用。由于11Cflumazenil脑内xx及11C衰变速度都很快，同一患者在11Cflumazenil显像完成后大约75 min可接着进行18FDG显像，这样就可以直接比较苯二氮卓受体亲和力与葡萄糖代谢上所发生的局部变化情况。
2 SPECT在xx诊断中的应用
    单光子核素标记的CBF灌注显像剂，如99mTc-HMPAO或99mTc-ECD，为亲脂性胺类，可快速通过血—脑屏障，并且一旦进入脑内就形成亲水性化合物而滞留于细胞内不被xx。显像剂的脑内摄取基本在2 min内完成，首次通过时大约85%被脑摄取，而以后的再分布不到5%。脑内的放射性分布与给药时的血流灌注呈正比，且基本保持恒定，不受随后发生的CBF变化或xx介入的影响，故这类显像剂就时间分辨力而言比18FDG PET更准确，并允许对CBF的一过性变化进行成像。使用此类长半衰期放射性xx可以在静脉给药后的180 min内采集图像，放射性xx的制备也较简便。SPECT的优势在于对患者的注射可以在远离SPECT设备的地方完成，如xx监测装置旁、xx发作中或刚刚发作后，而当患者xx恢复意识并且能够合作时就可以进行显像。99mTcECD从体内的xx速率比99mTcHMPAO要快，脑/本底放射性值更高、图像质量更好。SPECT CBF灌注显像用于xx的术前定位是依据脑的代谢改变和血流灌注改变往往是同时发生的，即神经细胞代谢活性的增加必然与CBF增加相联系，而神经细胞代谢活性也伴随着CBF减低而减低。xx发作期病灶区的CBF增加呈放射性浓聚区，而发作间期病灶区的血流灌注低于正常，呈放射性减低区。
    显像剂在2次xx发作之间完成注射所获得的SPECT为发作间期SPECT。一些局部性xx患者（主要为颞叶xx）可在发作间期SPECT上表现出放射性减低区，但发作间期SPECT对致痫灶术前定位的价值是有限的，检测灵敏度仅为44%，假阳性率为7%。目前提倡将发作间期与发作期SPECT进行比较分析，获得相减后的发作期图像，然后与MRI图像进行融合，称之为SISCOM技术。
    发作期SPECT是在xx发作过程中完成注射的，而注射在刚刚发作后完成所获得的图像被称为发作后SPECT。显像剂从上肢静脉注入到首次通过脑的时间大约是30 s，正确评价SPECT图像应考虑到时间因素的影响。发作期注射应力争在发作开始后以最快的速度完成，因xx活动有可能播散，注射晚于发作期时，高灌注现象可能反映的是播散活动而不是真正的致痫区，真正致痫区却可能出现低灌注现象。颞叶复杂局部性xx在CBF灌注方面所发生的系列改变为：发作过程中整个颞叶出现高灌注；发作后2 min可见颞叶内侧灌注增高伴颞叶外侧灌注减低；2~15 min出现整个颞叶灌注减低；10~30 min灌注恢复正常。发作期SPECT对颞叶复杂局部性xx定位的灵敏度约为97%，而发作后SPECT为75%。目前对于单纯局部性xx发作期SPECT的研究尚缺乏充足的数据，其定位灵敏度可能很低。发作期SPECT对颞叶以外的复杂局部性xx也具有很高的定位价值，但发作期过于短暂时获取困难。据报道，发作期SPECT对颞叶外xx诊断的灵敏度约为90%，而发作后SPECT只有46%，这可能是由发作后从高灌注向低灌注的转换非常迅速所致。发作期或发作间期SPECT图像与MRI融合，或发作期与发作间期相减后的发作期SISCOM对于术前定位xx病灶具有更高的灵敏度和特异性，可与颅内EEG媲美，依据SISCOM所示病变皮质范围进行手术切除，可使术后xx成功率明显提高。
    对于局部性xx，除了研究致痫灶局部血流改变外，其他方面的血流灌注改变情况尚有待于进一步研究。有人发现在颞叶复杂局部xx性发作期额叶可出现灌注减低，并推测这种现象可能与额叶皮质的被抑制同时与意识丧失有关；还有人发现48%~75%的顽固局部性xx患者可出现小CBF灌注增高现象，主要见于单侧痉挛性发作、额叶灌注增高或额叶xx，这可能是通过皮质桥小脑路径传递所致。此外，在发作间期SPECT上还注意到有26%的颞叶xx患者出现了同侧丘脑灌注减低等。对部分性xxCBF灌注改变的进一步研究将会为我们提供有关xx病理生理学的新知识。