460 likes | 955 Views
PET/CT 在退行性 脑 疾病的应用及进展 PET/CT in the Neurodegenerative disease 管一晖 复旦大学附属华山医院 PET 中心 PET Center Huashan Hospital Fudan University. 定义:神经退行性疾病 (Neurodegenerative disease) 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鞘的丧失所致, 随着时间的推移而恶化,导致功能障碍。 按表型可分为两组: 一类影响运动,如小脑性共济失调 一类影响记忆以及相关的痴呆症 阿尔兹海默病
E N D
PET/CT在退行性脑疾病的应用及进展 PET/CT in the Neurodegenerative disease 管一晖 复旦大学附属华山医院PET中心 PET Center Huashan Hospital Fudan University
定义:神经退行性疾病 (Neurodegenerative disease) 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鞘的丧失所致, 随着时间的推移而恶化,导致功能障碍。 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
概述 帕金森病流行病学 • 发病率随年龄增长而增加,据流行病学调查,55岁以上的老年人口中,大约有1%的人患有此病。 • 男多于女。 1817年Parkinson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:在黑质纹状体变性的残留神经元胞浆内出现特征性的嗜酸性包涵体,即Lewy小体。
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
帕金森病的临床诊断与鉴别诊断 临床诊断:主要症状(静止性震颤、僵直、运动减少、姿势反射的障碍)+进行性病程 鉴别诊断: 1. 帕金森氏综合征(继发性帕金森综合症、症状性帕金森综合症) 2. 老年抑郁症 3. 特发性震颤 4. 神经变性疾病(Alzheimer’s病等) 5. 其他
与帕金森综合征的鉴别 • 单靠临床症状不易与帕金森综合症 (MSA, PSP, CBD等)相鉴别 • 有研究表明,生前诊断为PD的患者 ,经病理证实约25%是Lewy体 • 病(DLBD),10%是纹状体黑质变性(SND), 5%为进行性核上性麻 • 痹(PSP),甚至是多发性脑梗死或Alzheimer病(AD) • 根据临床症状诊断为帕金森病时,已有60%~70%的黑质神经元 • 变性 ,80%纹状体多巴胺减少 • 如能早期诊断帕金森病 ,应用保护性治疗 ,如应用保护黑质神 • 经元药物等 ,有可能减缓病程进展 • 因此 ,对PD的早期诊断就变得尤为重要。
与帕金森病诊断有关的影像技术手段 可用于帕金森病诊断和鉴别诊断的影像学检查 1.SPECT:多巴胺转运体 TRODAT 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, 对早期诊断困难 2.MRS: 通过基底节区中NAA/Cr和NAA/Cho的比值测定进行诊断,原发性PD的基底节区中明显下降,缺点特异性差。 3.MRI:对原发性PD的诊断帮助有限, 在鉴别帕金森叠加综合征上有用处。 4.PET:可通过FDG/转运体/囊泡/D2受体等多环节进行PET显像,早期诊断、评价PD的进展、对治疗的反应等。
患者,男性,68岁,PD诊断5年,服药控制不理想。患者,男性,68岁,PD诊断5年,服药控制不理想。 治疗前 苍白球毁损术后
2、多巴胺受体 D1和 D2 • D1: SCH3390 • D2: 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,精神分裂症, 遗传性舞蹈病
D2受体临床显像 D2 :11C-Raclopride显像
3. 5-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 • 多巴胺通道显像剂 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 DAT显像 Anatomical MRI (T1-weighted images) HRRT (Siemens Medical Solutions) volume resolution : 16 µl Striatum coronal sagittal axial
Research in Neurology: 18F-FP-CIT 18F-FP-CIT PET可区分早、晚期PD 早期PD基底节(尾状核、前和后壳核)DAT分布降低,晚期PD降低更明显, 早期偏侧PD临床表现与基底节DAT损害程度符合率为100%。
10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。10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。 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4.4、3.8和3.4,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4.2、3.8和3.7。双侧尾状核、壳核多巴胺转运体分布未见明显异常。
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,65岁以上每100人中有4.8人患AD,是VaD的4.36倍。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,65岁以上每100人中有4.8人患AD,是VaD的4.36倍。 • Most common cause of dementia • Defective processing of amyloid precursor protein • Affects hippocampus/parahippocampal cortex, cerebral cortex • Dementia, anxiety, hallucinations, delusions, tremor • Dx is clinical; MR used to rule out other causes of dementia • Tx: cholinesterase inhibitors; antidepressants/antipsychotics
Alzheimer’s disease Autopsy Frau Augusta D Alzheimer’s Disease 1901 1906 1910 2009 No FDA Approved Preventive or Therapeutic Drug for AD yet
FDG PET in AD • Alzheimer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。 • 早期诊断 • Subtle abnormalities e.g. in MCI • 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;FDG PET同时可以进行病程分期。 • 鉴别诊断(Alzheimer’s disease (most frequent, > 50 %) • Multi-infarct dementia • Fronto-temporal degeneration (including Pick‘s disease) • Dementia with Lewy bodies • Depression in the elderly
Braak Staging of AD Neurofibrils and plaques accumulate over time: Transentorhinal(穿内嗅带) Entorhinal(内嗅叶皮层) Hippocampus(海马) Remaining Limbic regions Cortical(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) ,主要用于除外其他疾病引起的痴呆 • SPECT- Temporoparietal hypoperfusio (especially in medial temporal lobes) • FDG PET- decreased glucose metabolismin frontal, parietal, temporal regions Alzheimer’s Control
AD 常用的正电子显像剂 • 糖代谢 FDG • 受体类显像剂 5-羟色胺 乙酰胆碱受体 • 淀粉样蛋白显像
问题: FDG PET早期诊断? 特异性? • 患者,男性,37岁。发现记忆力下降半年。脑CT、MRI 平扫未见异常。
Petersen 于1999年首先提出了MCI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 trials • Amyloid imaging(最为期望的药物) • Aβ accumulation in frontal, temporal, posterior cingulate gyrus, and parietal of gray matter • MRI(结果不肯定) • Medial temporal lobe atrophy • FDG PET(特异性差) • Glucose hypometabolism in parietal lobes • CSF • Aβ and tau ( 创伤性,接受差 )
ß-淀粉样蛋白作为AD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Aβ显像有助于AD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。ß-淀粉样蛋白作为AD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Aβ显像有助于AD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。
Risk factors: ? MCI AD Asymptomatic ~70% ~30% nonAD Aβ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Amyloid imaging的思考 • 18F标记? • 仅Amyloid imaging是否能诊断MCI?是否需要多个环节的显像? • 临床接受 • 费用
三. 脑退行性疾病分析方法的进展 • 视觉 • ROI比较 • 自动勾划和功能区提取 • 基于体素水平的分析(SPM,单因素分析) • 功能网络分析(PCA,多因素分析)
FDG PET在帕金森病中的进展 • 功能神经网络 • PDRP Parkinson’s disease Related Pattern
6.5 5.0 5.0 4.0 3.5 3.0 Parkinson’s Disease-Related Pattern (PDRP) Pons Thalamus Premotor Cortex Cerebellum Put/GP Post Parietal z = - 30 z = - 2 z = 54 PC1 (20.7% VAF) from analysis of 20 PD and 20 Controls. Voxel weight reliability assessed by bootstrap estimation for |ICV| > 3.5 (p < 0.001)
Novel tracers Translational imaging microPET PET in drug development PET/MRI PDRP and ADRP 神经PET的前景
Thank you 2014/9/20