脑肿瘤的PET/MRI研究进展及展望

正电子发射体层成像(positron emission tomography,PET)与氨基酸示踪剂所提供的脑肿瘤(尤其是胶质瘤)的生物学特征已超越了传统结构磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI),可用于脑肿瘤初始诊断、肿瘤边缘的描绘、手术和放射治疗的计划制订、残留肿瘤的评估及治疗后反应的评估。PET/MRI一体化成像允许在一次检查中同时获取PET和功能MRI序列多个参数,减少扫描时间,氨基酸PET与功能MRI[弥散加权成像(diffusion-weighted imaging,DWI)或灌注加权成像(perfusion weighted imaging,PWI)]空间分布一致性虽然存在争议,但毋庸置疑的是,多模态检查模式对脑胶质瘤的功能学评估提供了重要的互补信息。本述评旨在简述脑肿瘤各种氨基酸示踪剂,以及对氨基酸PET/MRI在胶质瘤治疗中的临床应用的实际理解,另外还概述了新型放射性示踪剂转化进展,展望氨基酸PET/MRI放射组学、机器学习和成本效益方面的未来应用前景。

^(18)F-FET PET/CT双模态影像组学特征对成人胶质瘤病理学分级的非侵入性预测分析

目的:基于^(18)F-FET正电子发射体层成像(positron emission tomography,PET)/计算机体层成像(computed tomography,CT)双模态影像组学特征构建模型,并对成人胶质瘤的病理学分级进行非侵入性预测分析。方法:回顾并分析58例经组织病理学检查证实的未治疗成年胶质瘤患者的^(18)F-FET PET/CT影像学数据,根据病理学分级将患者分成低级别胶质瘤组[世界卫生组织(World Health Organization,WHO)Ⅱ级,共计32例]和高级别胶质瘤组(WHOⅢ级13例、WHOⅣ级13例,共计26例)。在PET、CT影像模态中分别提取105个影像组学特征参数进行分析,采用基于R语言机器学习算法的5折交叉验证最小绝对收缩与选择算子(least absolute shrinkage and selection operator,LASSO)回归分析方法,构建成人胶质瘤病理学分级的3个独立的影像组学预测模型(PET-Rad模型、CT-Rad模型和PET/CT-Rad模型),然后再采用全子集回归对影像组学预测模型进行校正。采用受试者工作特征曲线的曲线下面积(area under curve,AUC)对预测模型进行评价。结果:基于4个^(18)F-FET PET影像组学参数建立PET-Rad模型的AUC为0.845(95%CI 0.726~0.927);基于3个CT影像组学参数构建的CT-Rad模型的AUC为0.802(95%CI 0.676~0.895);而联合3个CT和2个PET影像组学特征的^(18)F-FET PET/CT-Rad模型的AUC为0.901(95%CI 0.794~0.964),准确度为86.21%。DeLong检验结果显示PET/CT-Rad模型优于CT-Rad模型(P=0.032)。尽管PET/CT-Rad模型效能优于PET-Rad模型,但差异无统计学意义(P=0.146)。构建胶质瘤病理学级别预测的PET/CT-Rad模型中,3个CT影像组学参数分别为firstorder_10Percentile、glrlm_LowGrayLevelRunEmphasis、ngtdm_Busyness,其中glrlm_LowGrayLevelRunEmphasis是最重要的预测变量,其相对重要性为30.97%;2个PET组学特征为firstorder_Maximum和ngtdm_Contrast,其相对重要性分别为21.99%、21.01%。结论:基于^(18)F-FET PET与CT双模态影像组学特征相结合的预测模型能够有效地预测未经治疗成人胶质瘤的病理学分级,可为临床诊治决策提供依据和重要参考。

PET和PET/CT对孤立性肺结节的对照研究

目的探讨PET/CT对孤立性肺结节(SPN)定性诊断的准确性。方法行PET/CT检查并经手术或随访证实的良恶性SPN患者各30例,PET诊断由2位核医学科医生以标准摄取值(SUV)max≥2.5作为良恶性结节鉴别标准,PET/CT诊断由2位有经验的放射科医生与2位核医学科医生综合评价结节的SUV和形态学特点后做出并分析SPN的形态学特征,包括分叶、短毛刺、棘突、结节空泡、空洞、钙化、胸膜凹陷、支气管截断、支气管血管集束征、卫星灶等统计各种征象在良性和恶性SPN中的出现频率.并用x2检验分析其统计学意义。结果SPN PET诊断的灵敏度、特异性和准确性分别为86.7%、90.0%和88.3%,PET/CT诊断的灵敏度、特异性和准确性分别为90.0%、93.3%和91.7%。排在前五位的恶性征象依次是短毛刺(63.3%)、支气管截断(50.0%)、棘突(46.7%)、典型分叶(36.7%)和胸膜凹陷(26.7%),与良性SPN比较差异均有显著性。在7例PET诊断错误的SPN患者中,有4例PET/CT诊断改变了治疗决策,其中2例PET/CT诊断正确,另有2例诊断可疑.建议随访。结论PET/CT对SPN定性诊断的准确性较PET有所提高。

针刺三阴交的PET脑功能研究

目的探讨针刺三阴交的中枢作用机制。方法利用正电子发射断层摄影技术(positronemissiontomograph,PET)对6例女性健康志愿者行针刺右侧三阴交前后的18氟标记脱氧葡萄糖(18FFDG)脑功能成像,用统计参数图(Statisticalparametricmapping,SPM)方法进行分析,获得针刺三阴交引起的脑内葡萄糖代谢变化区域。结果对侧第一躯体感觉区,对侧第一躯体运动区,双侧辅助运动区(BA6)和对侧前辅助运动区(BA8)、前扣带回(BA24、BA32)、双侧背外侧前额叶(BA9)和对侧中间前额叶(BA10)葡萄糖代谢增加。枕叶舌回(BA17、BA18)、海马和多个马旁回(BA28、BA35、BA30)葡萄糖代谢降低。结论三阴交穴位的临床作用与针刺后脑葡萄糖代谢变化的脑功能区所施控的功能具有良好的对应性,说明大脑在针刺三阴交对机体的调节中起重要作用,因此大脑可能是穴位治疗疾病的中枢基础。

^(18)F-FDG PET显像在发热待查患者中筛查淋巴瘤的价值

目的 探讨18F 脱氧葡萄糖 (FDG)PET显像在长期发热患者中筛查淋巴瘤的价值。方法 对 5 9例长期发热患者 (发热持续时间至少 3周 ,测 3次体温超过 38 3℃ )的18F FDGPET显像资料进行回顾性分析 ,将18F FDGPET显像诊断结果与病理检查及随访结果进行比较。结果 5 9例长期发热患者中有 8例PET显像示恶性淋巴瘤可能 ,最后均经病理检查确诊为淋巴瘤 ,其中 2例为霍奇金淋巴瘤 ,6例为非霍奇金淋巴瘤。结论 PET显像示长期发热的淋巴瘤患者其病变淋巴结可在正常范围内 (<1 0cm或在体内较深部位 )。对长期发热患者 ,18F FDGPET显像可初步筛查淋巴瘤及排除其他肿瘤 ,可为穿刺活组织检查提供定位信息。

^(18)F-FP-β-CIT PET脑显像在早期诊断帕金森病中的意义

目的 探讨多巴胺转运蛋白 (DAT)PET显像在早期诊断帕金森病 (PD)及评估其严重度中的意义。方法 以1 8F N (3 氟丙基 ) 2 β 甲酯基 3β (4′ 碘苯基 )去甲基托烷 (FP β CIT)为显像剂 ,对4例正常对照者、2 1例早期PD和 10例晚期PD患者基底节区DAT进行PET显像 ,比较 3组间基底节不同组成区DAT的差异 ,并判断其与临床严重程度的相关性。结果 在尾状核、前壳核、后壳核区 ,早期PD组的DAT均显著降低 ,分别降至对照组相应部位的 71 8%、4 3 8%及 2 3 6 % ,起病肢体对侧基底节DAT显著低于起病肢体同侧基底节DAT ,早期偏侧PD患者起病肢体同侧 (亚临床 )基底节DAT显著低于对照者 ;晚期PD组则分别降至对照组的 5 1 9%、31 8%及 15 8%。这些区域的DAT与统一帕金森病评定量表 (UPDRS)运动评分呈显著负相关 ,r分别为 - 0 4 2 3、- 0 4 2 1、- 0 5 32。结论 1 8F FP β CITPET显像有助于PD的早期诊断及评估其严重度。

PET/CT在肿瘤三维适形放疗中的方法学建立和应用

目的探讨用PET/CT制定生物靶区行三维适形调强放疗的可行性,并判断放疗疗效。方法用Siemens Biograph Sensation 16型PET/CT仪和Varian clinical 600c和Nomos Peacock系统放疗计划系统(TPS)进行适形调强放疗技术设计研究。64例肿瘤患者,根据不同放疗部位制作放疗体模,应用激光线和自行制作的3个金属点源进行定位,将采集的PET/CT图像通过光盘存储,送至TPS进行治疗计划制定,由放疗物理师和医师根据PET和CT资料应用计划系统的图像融合软件,使图像达到融合标准后制定放疗计划靶区。治疗期间详细记录患者症状及早期放射反应,放疗结束后3个月再进行近期疗效评价。结果建立了PET/CT和Peacock适形调强放疗系统实用融合图像方法学;64例受试患者中25例(39．0%)治疗计划通过PET/CT显像发生了改变,其中20例计划靶区体积(PTV)范围增加(20/64例,31．2%),5例(5/64例,7．8%)PTV范围减小;64例患者经过PET/CT技术定位放射治疗后均取得良好疗效。结论建立在适形调强放疗系统的PET/CT融合图像方法学是完成治疗的首要问题,该方法的应用将提高制定生物靶区体积的精确性。

^(11)C-胆碱与^(18)F—FDG双时相PET显像在孤立性肺结节鉴别诊断中的应用

目的比较^(11)C-胆碱、^(18)F-脱氧葡萄糖(FDG)和^(18)F-FDG 双时相 PET 显像对鉴别肺部孤立性结节良恶性的价值。方法 16例临床疑为肺肿瘤的患者进行^(18)F-FDG PET 显像(注药后1 h 显像,2 h 后行延迟显像)、^(11)C-胆碱 PET 显像(3 d 内,于注药后10 min 进行)。图像判断以标准摄取值(SUV)作为半定量指标,异常放射性浓聚灶以 SUV>2.5为葡萄糖代谢增高,^(18)F-FDG 延迟显像 SUV 上升≥10%为恶性病变(阳性),如下降或升高<10%为良性病变(阴性);^(11)C-胆碱异常摄取灶以 SUV>2.0为阳性。所有病例进行随访,以显像诊断是否符合病理检查结果作为判断标准。结果病理检查结果证实12例肺癌,3例结核,1例结节病。^(11)C-胆碱 PET 显像确诊了12例肿瘤中的11例,而^(18)F-FDGPET 显像确诊10例(10/12例),双时相^(18)F-FDG PET 显像确诊11例。4例良性病变者,^(11)C-胆碱 PET显像能较好鉴别;而^(18)F-FDG PET 显像2例假阳性,结合延迟显像仅1例假阳性。结论 ^(11)C-胆碱和^(18)F-FDG PET 显像均能较好地鉴别肺部良恶性肿瘤。但^(11)C-胆碱和双时相^(18)F-FDG PET 显像优于常规^(18)F-FDG PET 显像,三者联合能提高对肺部病变的诊断效率。

偏侧帕金森病患者葡萄糖代谢与多巴胺转运蛋白PET显像

目的 评价葡萄糖代谢与多巴胺转运蛋白PET显像在偏侧帕金森病 (PD)患者诊断中的价值。方法 正常对照组 16例。偏侧PD患者 34例 ,Hoehn YahrⅠ～Ⅱ级。其中 16例偏侧 (右侧肢体 )PD患者进行1 8F 脱氧葡萄糖 (FDG)PET显像 ,18例偏侧 (右侧或左侧 )PD患者进行1 8F N (3 氟丙基 ) 2 β 甲酯基 3β (4′ 碘苯基 )去甲基托烷 (FP β CIT)显像 ,6例患者同时进行两种显像。静脉注射1 8F FDG 185～ 2 5 9MBq 30min后进行脑三维采集 ,结果应用感兴趣区 (ROI)半定量分析和统计参数地图 (SPM)分析。1 8F FP β CIT显像于注射后 2～ 3h进行 ,计算 (各ROI计数 -小脑计数 ) 小脑计数比值。结果 PD组与对照组比较 ,患侧肢体对侧基底节葡萄糖代谢减低 ,但差异无显著性。SPM分析结果示 ,PD患者与对照组比较 ,葡萄糖代谢减低位于左侧前额叶、中额叶、下额叶及左侧中颞叶 ,而摄取增加区域除双侧额叶中央前回、双侧顶叶楔前叶、左侧枕叶外 ,还累及左侧丘脑。偏侧PD患者豆状核后部1 8F FP β CIT摄取显著减低 ,且不仅见于症状对侧豆状核 ,同侧豆状核后部也可见摄取减低。结论 1 8F FDGPET显像对PD的早期诊断无特异性。1 8F FP β CIT可早期发现PD纹状体多巴胺转运蛋白的变化 ,有助于PD的早期诊断和鉴别诊断 ;与1 8F

PET/CT图像采集时间对图像质量和病灶检出率的影响

目的探讨在不影响图像质量和病灶检出率前提下缩短 PET/CT 图像采集时间的可行性。方法 18例接受 PET/CT 检查的患者,在 CT 扫描后按1、2、3 min/床位依次进行3次 PET 扫描,共得到54帧图像。患者按体重分为以下3组:(1)45～60 kg(7例),(2)61～75 kg(7例),(3)76～90 kg(4例)。由2位有经验的医师共同阅片确定每例患者病变的位置和数目,图像质量由2位医师独立判断。结果 3 min/床位 PET/CT 图像上共检出127个病灶,其中最小的病灶直径约为3 mm,除1 min/床位图像漏检3个病灶外,其他所有病灶均能被1 min/床位、2 min/床位的图像识别。(1)～(3)组患者在3 min/床位采集图像上识别的病灶数分别为71、41、15个,第1组患者的所有病灶在3种不同采集时间图像上均能被识别,第2组患者1 min/床位采集图像遗漏了3个病灶,而2 min/床位图像识别出的病灶数与3 min/床位图像相同。第3组患者的所有病灶在3种采集图像上也均能被识别。1、2 min/床位的 PET 图像质量均较3 min/床位图像差,1 min/床位图像质量最差,主要表现为图像本底噪声高、对比度差。3组患者中,第3组患者图像质量最差。结论对体重低于60 kg 患者,1～3 min 的采集时间,病变的检出率无明显差异;而对体重60 kg 以上患者,建议选择2～3 min/床位的采集时间,对病情较重或不合作患者,根据需要可考虑选择1 min/床位的采集时间。

原发性痛经患者^(18)F-FDG PET脑显像研究

本研究通过比较原发性痛经和健康者^18F-脱氧葡萄糖（FDG）PET脑显像,探讨原发性痛经的中枢机制,现报道如下.

^(18)F-FDG PET显像观察强迫症患者内囊前肢毁损术后脑内环路的改变

目的 用1 8F 脱氧葡萄糖 (FDG)PET显像观察强迫症患者行内囊前肢毁损术后脑内环路的改变。方法 强迫症患者 8例 ,均于行内囊前肢毁损术前后分别行1 8F FDGPET显像 ,应用统计参数图 (SPM)对图像进行分析。结果 SPM分析显示内囊毁损术后左侧扣带回 (Brodmann 32区 )、边缘叶灰质、尾状核、丘脑背内侧核、扣带回 (Brodmann 2 4区 )、中额叶及下额叶白质及右侧壳核外白质、丘脑背内侧核、中额叶及下额叶白质葡萄糖代谢减低 (P <0 0 0 1)。结论 SPM分析可在活体上显示强迫症患者内囊前肢毁损术后扣带回、纹状体和丘脑的代谢明显减低 ,与手术使异常脑环路中断有关。

PET/CT评价肺部不同大小单发结节的价值

目的评价^18F-FDG PET／CT对不同大小肺部单发结节的诊断价值。方法回顾性分析〈3cm的肺部单发结节待查具有明确随访结果患者60例，其中恶性病变33例，包括腺癌19例、鳞癌5例、肺泡细胞癌5例、小细胞性肺癌1例、腺鳞癌1例及临床诊断肺癌2例；良性病变27例，包括非特异性炎症、错构瘤、腺瘤、结核及感染性肉芽肿。根据结节大小（以肺窗上结节的最大直径为测量对象）将病变分为3组：（1）≤1cm（14例）；（2）1．1～2．0cm（22例）；（3）2．1～3.0cm（24例）。由有经验的核医学医师和放射科医师共同读片。PET／CT诊断恶性肺结节标准为：（1）肺结节的SUV≥2.5；（2）延迟显像SUV值升高≥20％～30％并参考CT征象，如有毛刺、分叶、血管集束征等综合分析诊断恶性，对SUV值变化不明显者尤其要注意CT征象；（3）根据CT图像对结节进行定位，综合上述标准的诊断结果为最终的PET／CT诊断结果。除两例临床诊断肺癌行了刀治疗外的所有恶性肺部结节均得到组织病理学证实（包括手术后病理、活检病理及细胞学检查）。组织病理学证实良性或随访中病灶消失或随访1年未见生长的结节诊断为良性病变。结果60例患者中，PET／CT诊断正确55例，准确性为91．7％，灵敏度和特异性分别为93．9％、88．9％。PET／CT假阴性2例，均为细支气管肺泡细胞癌，病灶大小分别为4mm和24mm，前者PET上未见放射性摄取，后者轻度放射性摄取，SUV最大值为1．4，PET／CT假阳性3例，2例为结核病灶（0．9cm、1．6cm），1例为肉芽肿（2．2cm），SUV最大值分别为3．9、6．7、5．4。结论PET／CT是评价肺内单发结节的一种有效的非创伤性检查方法，诊断准确性较好。对1cm以下的结节诊断灵敏度相对较低，PET空间分辨率偏低及肿瘤的细胞类型、分化程度是其主要原因。

基于Talairach图谱的脑^(18)F-FDG PET图像基底节区的自动勾画

目的建立自动勾画基底节区的方法,并测定健康人的半定量值。方法通过非线性空间变换将PET图像经图像配准和图像形变2个步骤,归一化到Talairach坐标系,根据图谱中脑功能区的坐标,在三维图像中提取相应的基底节区,计算经大脑归一化后尾状核和壳核的半定量值。结果基于Talairach图谱可自动勾画尾状核和壳核,左侧尾状核头、体、尾部的正常值分别为1.02±0.04、0.92±0.07和0.71±0.03,右侧分别为0.98±0.03、0.87±0.04和0.71±0.01,左、右侧壳核的正常值分别为1.20±0.06和1.20±0.04,左右侧半定量值差异无显著性(P>0.05)。结论基于Talairach图谱自动勾画尾状核和壳核的方法有效。

^(18)F-FDG PET/CT显像对不明原因腹水的诊断价值

目的:评价18F-FDG PET/CT对不明原因腹水的诊断价值。方法:对经B超、胃肠内窥镜和(或)消化道造影、CT和(或)MRI、各种生化和腹水细胞学检查无法确定病因的22例腹水患者进行18F-FDG PET/CT全身显像。受试者做完PET/CT检查后,由两位有经验的医师独立阅片。结果判断应用目测法和半定量分析方法(标准摄取值,SUV)。结果:22例腹水原因待查的患者行PET/CT检查后,经病理及随访证实其中恶性腹水14例,其它原因所致腹水4例,不明原因者4例。14例恶性腹水患者中,7例PET/CT可检出原发灶(50%),7例假阴性。4例其它原因所致腹水中,3例经PET/CT检查后明确了病因,另1例为结核性腹膜炎,PET/CT误诊为恶性病变。总的诊断符合率为45.5%(10/22)。结论:在腹水病因探查中,18F-FDG PET/CT显像与其它传统影像学检查相比是一种更为有效、灵敏的手段。

ECAT HR^+ PET仪性能初步测试

目的 鉴定PET仪的实际使用质量及维护其长期使用的稳定性 ,并为上海市核医学质控中心检测提供依据。方法 应用模型和放射源为 :NEMA标准圆柱模型、可灌注点源、可灌注线源、测试模型内的线源插件 ,测试用的放射源均为18F ,根据测试要求采用不同放射性的18F及68Ga的柱源。结果 测试前对PET仪进行完整的调试和校正 ,包括二维和三维的相对效率变异、能量阈值、支架以及活度仪的调试等。根据Siemens公司提供的测试程序 ,参照NEMA的测试标准 (1994年版 ) ,结果显示二维模式时横向分辨率 (FWHM)在中心点为 4.5 0mm ,距中心点 10cm处为 4.6 3mm ;轴向二维模式的FWHM为 4.0 5mm等。应用三维模式采集时 ,FWHM在中心点为 4.5 3mm ,距中心点 10cm处为4 76mm。二维模式散射分数为 15 .1% ,灵敏度为 6 .16 7+0 5MBq·mL-1·min-1。二维模式采集时体积偏差为 3.6 %。结论 SiemensECATHR+

数据采集方式对脑PET图像的影响

目的 评价不同采集方式对1 8F 脱氧葡萄糖 (FDG)PET脑显像图的影响。方法 通过改变条件和参数 ,分别得到不同采集模式、不同发射计数、不同透射时间下模型脑PET重建图像 ,并与参考图像相比 ,研究不同采集模式、不同数据采集对脑PET重建图像的影响。结果 与二维采集相比 ,三维采集条件下重建图像的本底和高频噪音较多 ,且对颅顶、颅底结构的显示较差 ,但对大脑中间结构的显示与二维采集基本一致。二维采集条件下灰质 白质放射性比值为 2 10 8± 0 183,而三维采集条件下为 2 2 86± 0 2 32 ,差异无显著性 (t=0 .73,P >0 0 5 )。不同发射计数情况下 ,1× 10 8、2×10 8、4× 10 8发射计数下灰质 白质放射性比值分别为 2 10 8± 0 183、2 12 5± 0 15 8、2 16 1± 0 176 ,差异无显著性 (P >0 0 5 )。不同透射计数的情况下 ,随着计数 (即扫描时间 )的增加 ,分割图像中脑模型的轮廓和脑内结构的边界趋向完整和清楚。结论 不同采集模式、不同透射计数和不同发射计数对PET图像会产生一定影响 ,临床应加以注意。

SPM在强迫症患者脑^(18)F-FDG PET研究中的应用

目的:应用SPM(统计参数图)对强迫症患者和正常人的PET图像进行组间t检验分析。材料和方法:男性强迫症患者6例,性别年龄匹配的正常人6例,分别行^(18)F-FDG PET显像,应用SPM(统计参数图)对患者和正常人的PET图像进行组间t检验分析。结果:SPM分析显示强迫症患者代谢增加的脑区域有左侧扣带回(Brodmann32区)、左侧上额叶灰质(Brodmann10区)、左侧中额时灰质(Brodmann9区)、左侧中额叶白质、左侧下额叶白质、左侧壳外白质、左侧边缘叶前联合白质、左侧海马旁回(Brodmann30区)、左侧丘脑背内侧核、左侧小脑扁桃体、右侧中额叶白质、右侧壳外白质、右侧丘脑背内侧核。结论:SPM分析可以显示强迫症患者的异常额纹状体丘脑环路,是分析功能代谢的有力方法。

正常人上肢运动后脑功能图的^(18)F-FDG PET研究

目的:对正常人运动上肢前后行脑18F-氟脱氧葡萄糖(18F-FDG)正电子发射计算机体层摄影(PET),在活体显示脑内运动所激发的功能脑区。方法:正常人6名,运动右侧上肢前、后分别行18F-FDG PET显像,应用统计参数图(SPM)对上肢运动前、后的脑PET图像进行配对t检验分析。结果:SPM分析显示运动右侧上肢后脑内双侧Brodm ann6区、双侧Brodm ann4区、左侧Brodm ann2区、左侧Brodm ann3区、左侧Brodm ann8区、左侧壳外白质、左侧丘脑、左侧脑干、右侧Brodm ann7区的葡萄糖代谢增加,葡萄糖代谢增加以左侧相关脑区为明显(P<0.001)。结论:脑PET图像的SPM分析可在活体显示正常人一侧上肢运动后脑内所激发的功能脑区,与神经通路的传导途径一致,将有助于活体脑功能重塑的研究。