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目的: 建立PET脑代谢与脑血流一日联合显像方法,用此方法研究缺血性脑血管病(ICVD)影像特征,评价药物治疗急性脑梗死的疗效。 方法: 受检者分为两组,正常人10例,ICVD组90例,按照《中国急性缺血性脑卒中诊治指南2010》和《中国脑血管病防治指南》标准诊断,其中15例为急性脑梗死。采用一日法,首先注射13N-氨水(13N-Ammonia)进行PET脑血流显像,然后注射18F-FDG进行PET脑葡萄糖代谢显像,获得脑断层影像并对影像特征和类型进行分析。采用感兴趣区(ROI)技术,得到脑区与小脑放射性计数比值,作为代谢率和血流率,进一步得到ICVD组的代谢、血流减低百分率和代谢/血流比值。15例急性脑梗死患者在发病一周内进行第一次联合显像,然后在药物治疗一个月进行第二次显像。制定代谢、血流减低评价标准,将代谢、血流减低分为轻、中、重度,并与相应正常值进行比较。采用统计学双侧检验,以P<0.01为显著性差异水平,分析不同程度代谢、血流减低有无统计学意义。 结果: (1)10例正常人脑代谢和脑血流影像表现为放射性分布呈左、右完全性对称和前、后基本对称。代谢与血流影像的放射性摄取程度呈完全匹配型影像。 (2)90例ICVD患者均可见异常影像。86例可见脑代谢异常,其中7例为单纯脑代谢异常,其余79例合并脑血流异常。86例中,单侧单个病灶6例,单侧多灶48例,双侧多灶32例,多个病灶的数目为2个~7个;单侧病变者占62.7%(54例/86例)。83例可见脑血流异常,其中4例为单纯脑血流异常,其余79例合并脑代谢异常。83例中,单侧单个病灶6例,单侧多灶45例,双侧多灶32例,多个病灶数目为2个~6个;单侧病变者占61.4%(51例/83例)。 (3)从病灶数目看,90例ICVD患者共发现病灶281个,仅表现为单个病灶者共8例8个病灶,占全部90个病例的8.89%。表现为多个病灶者82例273个病灶,占全部病例的91.11%;其中单侧病变50例共157个病灶,占全部病例的55.56%,双侧病变32例共116个病灶,占全部病例的35.55%。 (4)从病灶分布的对称性看,32例双侧病变者共有病灶116个,其中20个病灶(来自10例患者41个病灶中的20个)表现为对称性分布,占116个病灶的17.24%。其余96个病灶(来自10例患者41个病灶中的21个和22例的75个病灶)均表现为多灶性、不对称性分布特点,占116个病灶的82.76%。若加上单侧多病灶者50例157个病灶,则全部281病灶中,有253个病灶为非对称性分布,占90.04%。 (5)从病灶放射性摄取情况看,281个病灶全部可见放射性摄取异常,其中248个病灶表现为18F-FDG摄取减低,占全部病灶的88.26%;199个病灶表现为13N-Ammonia摄取减低,占全部病灶的70.82%;但有3个病灶表现为13N-Ammonia摄取增高,占全部病灶的1.07%。 (6)按照脑代谢-脑血流匹配关系分类,可将281个病灶分为5种:Ⅰ型(117个病灶):脑代谢-脑血流匹配性减少,减低程度基本相同。Ⅱ型(79个病灶):脑代谢不同程度减低,脑血流保持正常。Ⅲ型(33个病灶):脑血流不同程度减低,脑代谢保持正常。Ⅳ型(49个病灶):脑代谢中重度减低,脑血流轻度减低。Ⅴ型(3个病灶):脑代谢不同程度减低,脑血流反向增高。5种类型中,Ⅰ型为匹配性代谢-血流受损(减低),占41.64%;Ⅱ型为28.11%、Ⅲ型为11.74%、Ⅳ型17.44%和Ⅴ型为1.07%;第Ⅱ型-第Ⅴ型均属不匹配性代谢-血流受损,合计为58.36%。 (7)从病灶分布位置看,281个病灶中,额叶71个、顶叶66个、颞叶49个、枕叶27个,基底节35个,丘脑33个,病灶均位于狭窄脑血管供应脑区。 (8)本研究将代谢、血流减低程度分为:轻度减低8%~14%;中度减低15%~24%;重度减低:等于或大于25%。 (9)15例急性脑梗死患者第一次显像共发现病灶56个,其中55个病灶表现为脑代谢不同程度减低,39个病灶表现为脑血流不同程度减低,2个病灶表现为脑血流反向增高。按代谢-血流匹配类型分类,其中Ⅰ型病灶22个(代谢-血流匹配性轻度减低14个、中度减低2个、明显减低6个),Ⅱ型15个(代谢轻度减低6个、中度减低4个、重度减低5个),Ⅲ型1个(血流轻度减低),Ⅳ型16个(代谢中度减低、血流轻度减低8个;代谢重度减低、血流中度减低1个;代谢重度减低,血流轻度减低7个)和Ⅴ型2个(代谢明显减低,血流反向增高)。 分析15例患者治疗前的55代谢减低病灶,轻度减低20个,中度减低14个,重度减低21个;血流减低39个病灶,轻度减低30个,中度减低3个,重度减低6个。将轻、中、重度患者代谢、血流的患侧/健侧比值分别与正常人代谢、血流的左/右比值进行两独立样本t检验,统计学结果显示,轻、中、重度代谢减低与正常代谢比较均有统计学意义(p<0.01);轻度和重度血流减低与正常血流比较有统计学意义(p<0.01)。因为中度血流减低只有3个病灶,故本研究暂不分析其与正常血流的统计学意义。 根据治疗前、后影像变化,将56个病灶分为三类:①在头颅MRI上共发现15个脑梗死灶。在PET显像上,2个Ⅰ型病灶治疗前即表现为代谢-血流明显减低,治疗后没有变化。5个病灶为代谢和血流中度或轻度减低(2个Ⅱ型,3个Ⅳ型,梗死灶面积很小)。6个Ⅰ型和2个Ⅴ型病灶由治疗前代谢-血流轻中度减低和反向分布均变化为治疗后代谢-血流明显减低。以上15个病灶占56个病灶的26.7%,其定位与头颅MR、CT所见脑梗死灶一致。②20个缺血病灶在治疗前、后没有发生明显变化,分别为4个Ⅰ型,9个Ⅱ型,7个Ⅳ型,占56个病灶35.7%。③21个病灶治疗后可见脑代谢或(和)脑血流较治疗前提高,占56个病灶的37.5%。其中,Ⅰ型10个病灶发生转变:6个代谢和血流均恢复正常,3个转为Ⅱ型(血流恢复正常),1个转为Ⅳ型(血流提高)。Ⅱ型4个病灶恢复正常。Ⅲ型1个病灶恢复正常。Ⅳ型6个发生转变,均转为Ⅱ型(血流恢复正常)。 结论: 1.通过前期研究和大量工作,成功建立了脑代谢-脑血流一日联合显像。临床应用表明,脑代谢-脑血流一日联合显像是一种安全可行的用于评价缺血性脑血管病的检查模式。 2.ICVD脑代谢影像与脑血流影像基本特征 (1)在脑代谢影像和脑血流影像,均可见异常病灶分布于狭窄脑血管供应脑区(责任脑区),大部分病灶具有多灶性(本研究为91.11%)和不对称性分布(占90.04%)的特点。 (2)无论脑代谢显像还是脑血流显像,单种方法对ICVD的检出率都不能达到100%,两种显像联合进行能够发现更多的病灶,提高ICVD病灶的检出率。更重要的是,两种显像联合进行能够发现代谢、血流损伤程度的差异。 3.脑代谢和脑血流的匹配关系的特点 (1)正常人的13N-氨水PET脑血流影像和18F-FDGPET脑代谢影像均表现为大脑皮质各脑叶、基底节、丘脑和小脑的放射性摄取与分布呈左右完全对称和前后基本对称的特点,两种影像的放射性摄取程度呈匹配型影像。 (2)ICVD患者脑代谢和脑血流的匹配关系分为三类:一类是脑代谢和脑血流匹配性减低(即Ⅰ型);第二类是脑代谢和脑血流不匹配性减低(即Ⅱ型-Ⅳ型)。另外,还有一类比较少见的类型,脑代谢减低但血流反向增高(即Ⅴ型),见于脑卒中急性期。其中以第二类最常见,占全部病例的一半以上。 (3)急性脑梗死不匹配的脑代谢和脑血流状态,在治疗后大多转变为(趋向于)代谢和血流基本匹配,且以脑血流提高更明显。 4.本研究提出了脑代谢和脑血流轻、中、重度减低的判断标准,经统计学分析,三种程度的代谢、血流减低与正常代谢和血流进行两独立样本t检验,均具有统计学意义(p<0.01)。此标准对指导临床工作具有实用价值。 综合来说,脑代谢-脑血流一日联合显像是一种新型检查模式,利用脑代谢-脑血流匹配关系等特点,对于准确判断ICVD病情、评价治疗效果和估价预后具有重要意义。