正电子发射计算机断层显象的原理课件.ppt

1、正电子发射计算机断层显象的原正电子发射计算机断层显象的原理及其在肿瘤学中的应用理及其在肿瘤学中的应用Positron Emission Computed Tomography(PET)中国医学科学院肿瘤医院放疗科中国医学科学院肿瘤医院放疗科惠周光惠周光PET发展速度发展速度时间时间数量（台）数量（台）1976年年41985年年401990年年1201994年年180目前目前？我国我国PET发展历程发展历程时时 间间单单 位位用用 途途1988中科院高能物理研究所中科院高能物理研究所国产试验用国产试验用1993中日友好医院中日友好医院实验研究实验研究1995山东淄博万杰医院山东淄博万杰医院临床诊

2、断临床诊断目前目前集中于大城市集中于大城市临床及科研临床及科研PET发展的关键因素发展的关键因素n价格昂贵，加速器产生短半衰期核素价格昂贵，加速器产生短半衰期核素n具有生理及代谢功能的化合物的研制具有生理及代谢功能的化合物的研制及短期快速标记方法的建立和探索及短期快速标记方法的建立和探索nPET断层视野的扩大及定量分析断层视野的扩大及定量分析PET定义定义n手段：定量测定正电子核素标记的手段：定量测定正电子核素标记的 人体基本代谢产物人体基本代谢产物n特点：非创伤性研究人体生理生化特点：非创伤性研究人体生理生化 改变改变n目的：达到活体生化分析、细胞分目的：达到活体生化分析、细胞分 子水平的代

3、谢及受体功能子水平的代谢及受体功能PET基本原理基本原理电子对湮没（湮没辐射）电子对湮没（湮没辐射）电子对湮没电子对湮没缺中子核素缺中子核素衰变产生衰变产生e+介质中介质中e-光子光子,511KeV光子光子,511KeVPET与与SPECT正电子发射成象正电子发射成象PET基本构成基本构成l采集床采集床l数据采集系统数据采集系统l数据处理系统数据处理系统l图像显示图像显示探测器探测器符合电路符合电路数据处理系统数据处理系统图像显示图像显示探测器探测器探测器及图像重建探测器及图像重建双探头双探头探测器探测器平行多晶体阵平行多晶体阵列正电子相机列正电子相机六角形阵列六角形阵列单环结构单环结构多环结

4、构多环结构良好探头的基本特性良好探头的基本特性n探测效率高探测效率高n空间分辨率好空间分辨率好n符合时间短符合时间短n稳定性及可靠性好稳定性及可靠性好探测器及图像重建探测器及图像重建碘化钠晶体碘化钠晶体（NaI）锗酸铋晶体锗酸铋晶体（BGO）氟化铯晶体氟化铯晶体（CsF）正电子核素标记的放射性药物正电子核素标记的放射性药物常用的正电子核素常用的正电子核素l11C、13N、15O、18Fl电子回旋加速器产生电子回旋加速器产生l短半衰期短半衰期正电子核素标记的放射性药物正电子核素标记的放射性药物l肿瘤代谢示踪剂：葡萄糖及氨基酸类似物肿瘤代谢示踪剂：葡萄糖及氨基酸类似物l血流灌注显像剂血流灌注显像剂

5、l肿瘤特异性显像剂：单抗及受体显像肿瘤特异性显像剂：单抗及受体显像l其他：核酸显像、缺氧显像其他：核酸显像、缺氧显像18F-2-deoxy-glucose(18F-FDG)n葡萄糖类似物葡萄糖类似物n细胞摄取及磷酸化与葡萄糖相同细胞摄取及磷酸化与葡萄糖相同n转变成转变成6-磷酸磷酸-FDG后停止代谢，后停止代谢，滞留细胞内滞留细胞内n定量测定定量测定18F-FDG摄取量及速度摄取量及速度标化摄取率（标化摄取率（SUR）Standardized Uptake RatioSUR 平均平均ROI活度（活度（mCi/ml）注射剂量（注射剂量（mCi）体重（）体重（g）ROI：Region of int

6、erest，即检测部位，即检测部位正电子核素及标记的药物正电子核素及标记的药物PET在医学上的应用在医学上的应用非创伤性检测人体组织器官非创伤性检测人体组织器官n 病理生理功能病理生理功能n 受体分布及变化受体分布及变化n 生化代谢状态生化代谢状态n 局部血流分布局部血流分布PET在医学上的应用在医学上的应用脑组织脑组织n探索脑生理探索脑生理n脑疾病病因研究脑疾病病因研究心脏心脏n冠心病早期诊断冠心病早期诊断n梗死区存活心肌判断梗死区存活心肌判断在恶性肿瘤中的应用在恶性肿瘤中的应用PET在肿瘤中的应用在肿瘤中的应用n良恶性肿瘤的鉴别诊断良恶性肿瘤的鉴别诊断n病灶的早期定位及活检部位的选择病灶的

7、早期定位及活检部位的选择n病程的分期及预后判断病程的分期及预后判断n治疗效果评价治疗效果评价n鉴别疗后残存组织的性质鉴别疗后残存组织的性质n疗后复发的早期诊断疗后复发的早期诊断脑部肿瘤脑部肿瘤PET脑肿瘤显像脑肿瘤显像3个基本原理个基本原理n肿瘤组织中肿瘤组织中pH值差异：有机酸类显像剂值差异：有机酸类显像剂n脑血流现象观察肿瘤内血脑屏障破坏脑血流现象观察肿瘤内血脑屏障破坏n检测脑肿瘤葡萄旁代谢的异常检测脑肿瘤葡萄旁代谢的异常脑部肿瘤脑部肿瘤目前脑胶质瘤目前脑胶质瘤4项重要评价指标项重要评价指标n蛋氨酸或蛋氨酸或FDG摄取与局部氧耗的比值摄取与局部氧耗的比值n血脑屏障的完整性血脑屏障的完整性n

8、CT或或MRI形态学形态学n肿瘤组织病理分类肿瘤组织病理分类肺肺 癌癌n 肺部肿瘤良恶性鉴别肺部肿瘤良恶性鉴别n 肺癌术前定位肺癌术前定位n 病程分期病程分期n 复发的预测复发的预测n 预后的估计预后的估计PET在肺癌定位诊断中的应用在肺癌定位诊断中的应用乳腺癌乳腺癌n 诊断乳腺癌原发及转移灶诊断乳腺癌原发及转移灶n 客观评价治疗效果客观评价治疗效果n 雌激素受体显像雌激素受体显像n 单克隆抗体显像、血流灌注及单克隆抗体显像、血流灌注及 氧代谢现象氧代谢现象结肠癌结肠癌n 结肠癌定位诊断结肠癌定位诊断n 疗效判断疗效判断n 转移灶检测转移灶检测n 复发检测及鉴别复发检测及鉴别灵敏性灵敏性特异性

9、特异性准确预测率准确预测率PET-FDG905083CT2210046其他肿瘤其他肿瘤n 头颈部癌头颈部癌n 妇科肿瘤妇科肿瘤n 肝癌肝癌n 胰腺癌胰腺癌n 恶性淋巴瘤恶性淋巴瘤PET在放射治疗中的作用在放射治疗中的作用n 准确分期，调整治疗方案准确分期，调整治疗方案n 准确识别靶区准确识别靶区n 生物靶向性放疗生物靶向性放疗n 判断放疗疗效判断放疗疗效 靶区的确定靶区的确定 n如何确定肿瘤及其亚临床范围如何确定肿瘤及其亚临床范围 n如何识别靶区内的放射抗拒细胞如何识别靶区内的放射抗拒细胞?生物影像生物影像类型：类型：主要包括主要包括MRI/MRS、PET/SPECT、分子影像放射生物表型等分

10、子影像放射生物表型等功能：功能：对肿瘤负荷、亚临床病灶、乏氧细胞对肿瘤负荷、亚临床病灶、乏氧细胞以及肿瘤细胞的增殖能力等作出较为以及肿瘤细胞的增殖能力等作出较为准确的判断准确的判断 靶区的确定靶区的确定生物影像生物影像PET在头颈部肿瘤在头颈部肿瘤IMRT中的应用中的应用作者作者示踪剂示踪剂过程过程结果结果Nishioka18FDG-PET高摄取区作为高摄取区作为鼻咽癌鼻咽癌GTV适形度高，口干少，适形度高，口干少，无无GTV复发复发Chao 60Cu-ATSM头颈癌乏氧头颈癌乏氧GTV乏氧乏氧GTV剂量增加，剂量增加，不影响敏感器官不影响敏感器官JanglPET确定头颈癌肿确定头颈癌肿瘤范围瘤范围比比CT/MRI准确确定准确确定GTVPET在肿瘤中的应用前景在肿瘤中的应用前景n从分子水平了解肿瘤的发生发展从分子水平了解肿瘤的发生发展n对疾病的认识由解剖异常提高到对疾病的认识由解剖异常提高到生理生化水平生理生化水平n药代动力学测定、剂量选择和疗药代动力学测定、剂量选择和疗效判断效判断n受体研究及细胞间信息传递受体研究及细胞间信息传递