功能与分子影像学概念和进展PPT资料.ppt

1、灌注成像；,PET-CT:灌注成像，它以18-F、11-C、13-N、15-O及其它许多被标记的化合 物进行脑和心肌血流灌注的显像；SPECT：主要包括局部脑血流（regional cerebral blood flow，rCBF）和心 肌灌注显像;US：心血管及部分器官血管的动态观察。,1、磁共振功能成像（functional magnetic resonance imaging，fMRl）,依成像原理，广义的fMRI可分为三类：第一类：弥散基础上（diffusionbased）的fMRl，可检测脑等实质性器官水的变化。,弥散成像 脑梗塞T2水抑制 DWI弥散成像,脑梗塞弥散加权ADC/EA

2、DC,发病3小时的脑卒中-T2WI、DWI,各向异性图,ADC 图,弥散张量（DTI）：各向异性图,弥散张量各向异性图：显示脑灰 白质走行和分部,Genu CC,Int.Cap.,Splenium,Ext.Cap.,Thalamus,Optic Radiations,弥散张量3D成像显示正常皮质纤维束及其与肿瘤的关系,弥散张量3D成像：左顶叶脑肿瘤患者，可见患侧病变区纤维束受压移位，但未见明显中断（侧位）,弥散张量图与脑功能成像融合,弥散张量图：显示白质束与语言表达功能中枢图像融合,肝脏及腹部多发转移（DWI）,全脊柱骨转移：全身弥散（类PET成像）,第二类:灌注基础上（perfusion b

3、ased）的fMRI，以MRI造影剂在脑和其它实质性器官血管内分布时间的过程来观察功能变化，观察指标：血流量（BF）、血容量（BV）、平均通过时间（MTT）、首过斜率（FS）、时间峰值（TP）等。,灌注成像,动态灌注成像 负性增强图（NEI）rCBV,右侧大脑半球梗塞后2小时，MR灌注成像,动态灌注成像:平均通过时间（MTT）,胶质母细胞瘤灌注成像（WHO 级）,乳腺癌MR灌注成像,乳腺良性病变MR灌注成像,曲线：绿色为正常乳腺组织、粉色为乳腺纤维腺瘤均表现为相对低的对比剂吸收，对比剂的流入、流出较缓慢。,3D容积动态增强技术序列,肝A期 门V期 延迟期,心脏运动功能检查 白血技术,心脏形态学

4、检查 黑血技术,Cardiac Function:FIESTA-CINE,Coronary MRA-High Resolution 3D Spiral Imaging,RCA-.8mm pixel resolution,LCA-.8mm pixel resolution,肺动脉灌注,第三类：血氧水平基础上的脑功能成像（blood oxygenation level based-fMRI）,如血氧水平依赖性脑功能成像（blood oxygenation level dependent，BOLDfMRI）、动脉自旋标记（ASL）。是磁共振研究最热门的领域之一。,血氧水平依赖性脑功能（Bold-fM

5、RI）,脑功能成像（Bold-fMRI）,fMRI-大脑皮层定位,正常被试视觉刺激激活脑区,焦虑、抑郁、躁狂,3.0T MRI评价痴呆,正常人,痴呆患者,精神分裂症患者大脑功能变化:与对照组比较脑灰质明显减少,精神分裂症患者脑功能变化,正常人脑功能变化,左顶部脑膜瘤ASL（内源性灌注）,2、CT功能成像,与MRI和PET相比，CT功能成像的范围相对狭窄;随着CT空间、密度、时间分辨率的极大提高以及强大后处理能力的实现;CT功能成像的应用越来越广泛，目前主要集中在两大方面：各器官灌注成像和心脏动态功能成像。,左侧颞叶脑梗塞CT灌注成像,CT脑灌注成像-右侧大脑半球 梗塞半暗带形成,Perfusi

6、on CT,MTT,CBF,CBV,Patient 4 hours post-strokeCBF and MTT shows right side abnormality tissue at riskCBV show little abnormality tissue likely can be save,脑肿瘤CT灌注成像,CT to valuate the blood flow and metabolisms in breast cancer,心功能评价:（1）、心脏容积测量：CT全心室横断连续扫描重建能三维测量心脏容积；（2）、射血分数测定：在舒张和收缩末期通过容量重建来评价基础心功能参

7、数如左右心室射血分数。,（3）、心肌壁厚度测量（4）、心肌灌注成像（5）、心脏电生理分析最近研究表明MSCT对心功能参数的分析结果与左心室造影所获得的金标准有很好相关性。,心功能评价,智能化心功能图像处理,心功能评价,Report Generation：LV Volume Curve&Ejection FractionWall MotionWall ThicknessMyocardial MassCine/Movie Views,3、PETCT功能显像,PET对大脑功能区的定位,正常心肌PET血流灌注显像,PET 13N-NH心肌显像,4、SPECT的功能显像,SPECT的功能显像主要包括局部

8、脑血流（regional cerebral blood flow，rCBF）和心肌灌注显像。,癫痫：SPECT明确显示左侧颞叶海马硬化，与病理结果一致，但MRI显示正常,灌注代谢均减低（匹配），提示局部为心肌坏死（箭头示）,99mTc-MIBI心肌灌注显像示：局部心肌血流灌注减低,18F-FDG心肌代谢显像示：心肌18F-FDG代谢减低,5、超声功能成像,超声功能成像是功能成像的重要组成部分，其显著特点是实时动态显示，主要表现在两个方面：心血管的功能成像腹部实质性脏器的血管功能成像,（二）、分子影像学概念及其应用,1999年Weissleder将分子影像学定义为：“在活体内进行细胞和分子水平生

9、物过程的描述和测量，即着眼于探测构成疾病基础的分子异常，最终对由这些分子异常改变所构成的结果进行成像”。,我们的定义：“利用分子手段检测组织和器官代谢变化，并将这种变化用影像手段显示出来作为早期特异性诊断疾病的依据”。,分子影像学显像设备及技术,Micro-PET细胞凋亡显像,1、磁共振分子成像MRS,磁共振波谱（magnetic resonance spectrum，MRS）是最典型的分子成像技术，因为在分子水平上直接反映代谢变化并用波谱和影像表达出来。,MRS为研究组织代谢和功能的无创性方法，常用的原子核有：31P MRS，主要用于能量代谢的研究；1H MRS主要检测胆碱、肌酸、脂肪、氨基

10、酸、酮体及乳酸等代谢物质。,MRS在脑功能方面主要应用在以下几个方面：（1）脑内氧化反应的定量分析及神经元死 亡的判断。（2）对神经元破坏范围的描述和评估。（3）细胞膜的改变。（4）脑病的特征性代谢改变。31P MRS还用于心肌等部位的能量代谢的 检测；1H MRS还用于前列腺的疾病诊断。,尸体染色显示脑干核团中的铁,3T MRI显示脑干核团中的铁,肾上腺脑白质营养不良,脑肿瘤MRI波谱分析,脑肿瘤MRI波谱分析,脑膜瘤的氢质子波谱:NAA降低，Cho升高,体表线圈前列腺波谱成像,前列腺癌MR波谱（R）,2、PETCT分子成像,是利用发射正电子的放射性核素进行器官断层显像的设备。它以18F、1

11、1C、13N、15O等放射性示踪剂（生物探针）标记化合物进行全身组织器官血流灌注、氧耗量、葡萄糖、蛋白质、氨基酸、脂肪代谢以及受体等显像。,PET分子显像的主要优缺点：（1）、PET可以动态地获得较快（秒级）的动力学资料，能够对生理和药理过程进行快速显像；（2）、PET具有很高的灵敏度，能够测定感兴趣组织中p摩尔甚至f-摩尔数量级的配体浓度；,（3）、PET可以绝对定量，尽管经常使用半定量方法，但也可以使用绝对定量方法测定活体体内生理和药理参数；（4）、PET采用示踪量的PET药物（显像剂），不会产生药理毒副作用”。,不足：特异性示踪剂不能显示靶分子以外的组织，空间分辨率低，定量分析计算复杂，

12、有一定的假阳性和假阴性。,高分辨率脑FDG PET-3D显像,18FFDG PETCT显示强迫症手术 治疗前后的大脑额叶代谢变化,18FFDG PETCT显示胰腺癌,11C-MET与18F-FDG PET显像 分布特点对比,11C-MET,18F-FDG,肺癌脑转移PET与MRI比较,11C-MET,18F-FDG,18F-FDG,CMRI,PET显像：FDG和MET比较,病理证实级星形细胞瘤,FDG无法显示肿瘤,MET清楚显示肿瘤,CT,PET,早期肺癌的FDG PET显像,CT,PET/CT,Contrast CT,PET/CT,PET/CT to valuate the blood fl

13、ow and metabolisms in breast cancer,18F多巴胺转运蛋白PET显像剂,假阳性和假阴性,客观认 识和评价价值,不要神化。,曾诊断为肺癌，病理证实：结核,假阴性,胸腺瘤术后胸壁转移,假阳性：良性病变，纤维结肠镜病理证实息肉,假阳性：PET淋巴瘤,纵隔内及双侧腹股沟多发肿大淋巴结病理证实炎性反应性增生。,假阳性：PET肝脓肿,假阳性炎性假瘤,假阴性：FDG PET定性困难病理：胶质母细胞瘤,3、SPECT分子成像,SPECT分子显像主要包括脑代谢显像和脑神经受体显像。,4、分子靶向显像,分子靶向显像是现代肿瘤诊疗领域的突破性成果，代表了目前肿瘤分子生物学诊断和治疗

14、最新发展方向。,将11C标记在易瑞沙或与易瑞沙结构类似的药物上，利用PET显像，在体外可通过放射性分布情况判断肿瘤是“喜”Iressa还是“厌”Iressa。,11C-PD 153035,11C-Iressa,光学成像方法较多，主要有弥散光学成像、多光子成像、活体显微镜成像、近红外线荧光成像及表面共聚焦成像等。,5、光分子成像技术,6、超声分子成像,是近几年超声医学的研究热点。它是利用超声微泡造影剂介导来发现疾病早期在细胞和分子水平的变化，有利于人们更早、更准确地诊断疾病。通过此种方式也可以在患病早期引导基因治疗、药物治疗等，以期在根本上治愈疾病。,7、基因显像,基因显像是借助特定的影像手段对

15、活组织的正常或异常细胞的靶基因进行显影。基因显像的本质也是分子显像。,脑胶质瘤基因HSV1-tk表达显像,四、分子影像学值得注意 的几个问题,1、理解问题：分子影像学不是显微镜下，更不是实验室的影像学，而是整合在解剖背景上可视化的影像学。,2、夸大问题：分子影像学现在乃至将来可能都是个热门领域。然而，分子影像技术在本领域的临床应用就是MRS、PET、SPECT、ECT、US。所谓基因成像应用于临床恐怕还要时间的考验。,3、根本问题：不管影像学将来发展到什么阶段和水平，利用可视化影像诊断病变这一根本问题不会丢掉，只会越来越重要。如果不认识这一点，单纯地搞什么分子影像是一种不科学和不负责任的行为。,分子影像发展方向,展望特异性新药即“分子探针”的研发和多影像融合是未来发展的方向，是解决诊断问题的根本，是架起影像医学与临床医学的桥梁！,糖及小分子代谢,脂肪酸、氨基酸代谢,核苷代谢,代,谢,显,像,抗体显像,受体显像,基因,表达显像,分子影像,代谢影像,临,床,前,期,临,床,分,子,影,像,特异性,我们追求的目标:基因显像,南京军区,谢谢,为创一流医院、一流学科而奋斗,