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帕金森病(Parkinson′s disease,PD)是一种脑部神经系统退行性疾病,中老年多见,病理变化是脑内黑质多巴胺能神经元变性脱失,纹状体多巴胺减少的同时乙酰胆碱相对增多,随疾病演进致患者出现神经系统症状,如静止性震颤、肌强直、运动迟缓等。据相关研究,通常出现运动障碍症状时,患者脑内约50%以上的多巴胺神经元已经死亡[1]。目前,干扰临床诊断的难点主要有以下方面:① PD的确诊需要组织病理学上Lewy体的出现,而病理难以获得。②没有持续可靠的诊断标准,无法评估患者的病情发展,对于部分难以确诊的患者只能通过长期随访做出最终诊断。③PD症状呈多样性,并且部分患者临床症状不典型,难以与产生类似PD症状的神经系统疾病相鉴别。PET作为新型的影像学技术,凭借分子成像反映PD疾病变化与发展,在诊断及病情评价方面有重要的作用[2]。国外多项研究证明,PD病理变化与糖代谢、多巴胺转运体(dopamine transporter,DAT)变化均密切相关[3-4]。18F-FDG作为最成熟的PET显像剂,其提供的特异性的PD脑代谢模式是PD诊断和鉴别诊断的良好生物学指标[3]。在先进的PET影像基础上,多巴胺转运蛋白显像剂11C-甲基-N-2β-甲基酯-3β(4-F苯基)托烷[11C-2β-carbomethoxy-3β-(4-fluorophenyl)tropane,11C-CFT]作为新型生物学标志物,能够高特异性地与DAT结合来反映PD早期的病理改变,所提供PD患者脑内DAT信息可为PD病情严重程度评估提供重要价值。研究表明DAT功能与11C-CFT摄取呈正相关。Huang等[4]研究表明,11C-CFT PET显像对脑DAT的检测是早期诊断PD的一种重要技术。本研究对临床诊断的55例PD患者与30名健康对照者联合18F-FDG脑代谢与11C-CFT脑DAT PET显像,观察PD患者脑葡萄糖代谢与脑DAT PET显像的特点,探讨18F-FDG脑代谢联合11C-CFT脑DAT PET双显像在PD诊断及病情严重程度评估中的应用价值。
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健康对照者18F-FDG PET显像表现为大脑形态如常,皮层各叶放射性分布均匀对称。双侧基底节区壳核放射性分布均匀对称;双侧尾状核头及双侧丘脑放射性分布基本同周围脑组织(图 1)。
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健康对照者11C-CFT PET显像表现为双侧基底节区双侧尾状核放射性分布均匀对称,双侧壳核放射性分布均匀对称,未见异常放射性分布稀疏或缺损区(图 2)。
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PD组与健康对照组比较,55例PD患者中51例18F-FDG PET显像表现为基底节区葡萄糖代谢水平增高(图 3中A),另外4例PD患者18F-FDG PET显像未见明显异常。
经过半定量分析后,部分PD患者在表现双侧基底节区葡萄糖代谢增高同时分别有大脑皮质不同区域的脑葡萄糖代谢减低。主要有下列几种表现:①双侧基底节区对称性放射性分布增高51例(占92.73%);②非对称性基底节区放射性减低2例(占3.64%);③双侧基底节区未见明显异常2例(占3.64%);④通过半定量分析数据所得,28例患者表现为大脑皮质代谢出现不同程度减低(CT于上述部位未见异常密度改变):其中20例患者(占36.36%)伴有顶叶代谢减低(图 3中B),7例患者(占12.73%)伴有颞叶代谢减低(图 3中C),7例患者(占12.73%)伴有额叶代谢减低(图 3中B),2例患者(3.64%)伴有枕叶代谢减低(图 3中D)。
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健康对照组与PD组尾状核及壳核的平均11C-CFT摄取值详见表 1。健康对照组双侧基底节区(尾状核、壳核前、中、后部)11C-CFT摄取值之间的差异无统计学意义(t=-0.96、-1.17、-2.23、-1.73,P均 > 0.05)。55例PD患者肢体症状起病特点不同,通过11C-CFT代谢显像中双侧基底节区11C-CFT摄取值对比得到:①双侧肢体症状患者28例,两侧(患侧及健侧)尾状核及双侧壳核之间11C-CFT摄取值的差异无统计学意义(t=-1.31、-1.28、-0.94、-1.55,P均 > 0.05)。②单侧肢体症状患者27例,起病侧(患侧)及起病对侧(健侧)基底节11C-CFT摄取值均低于健康对照组(表 1);双侧基底节DAT分布呈双侧不对称降低,且起病对侧壳核后部显著降低。起病患侧的对侧尾状核、壳核前部、中部、后部分别减低至患侧的91.52%、90.95%、90.52%、83.80%。
组别 例数 尾状核 壳核前部 壳核中部 壳核尾部 健康对照组 30 2.86±0.33 3.20±0.36 3.06±0.32 2.81±0.43 PD组 单侧症状
(患侧)27 2.01±0.36
(t=-18.07)1.97±0.34
(t=-19.65)1.54±0.35
(t=-16.59)1.30±0.27
(t=-17.63)单侧症状
(健侧)27 1.82±0.41
(t=-16.34)1.77±0.30
(t=-15.59)1.39±0.29
(t=-13.73)1.10±0.23
(t=-15.27)双侧症状 28 1.45±0.29
(t=-11.35)1.29±0.33
(t=-10.66)0.81±0.31
(t=-13.30)0.58±0.30
(t=-10.96)表中,PD:帕金森病;双侧症状帕金森病患者与健康对照组之间双侧基底节(左右两侧)的11C-CFT摄取值差异无统计学意义,P均>0.05。单侧症状帕金森病组与健康对照组之间的双侧基底节的11C-CFT摄取值差异有统计学意义,P均<0.05。 表 1 健康对照组与PD组尾状核及壳核的11C-CFT平均摄取值(x±s)
Table 1. The average intake of 11C-CFT values in healthy control group and PD group of caudate nucleus and putamen(x±s)
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根据PD基底节壳核受累程度对11C-CFT PET图像进行严重程度分级并测得各基底节区11C-CFT摄取值,详见表 2。轻、轻-中、中、中-重、重度不同程度PD组分别与健康对照组比较,各PD组双侧基底节区尾状核、双侧壳核前、中、后部11C-β-CFT摄取值与健康对照组11C-CFT摄取值之间的差异有统计学意义。
PET分级 图像数 尾状核头 壳核前部 壳核中部 壳核后部 健康对照组 60 2.86±0.33 3.20±0.36 3.06±0.32 2.81±0.43 PD组 轻度 16 2.38±0.43(t=-9.67) 2.36±0.57(t=-10.25) 1.99±0.36(t=-14.71) 1.86±0.41(t=-12.76) 轻-中度 13 1.64±0.39(t=-6.85) 1.60±0.39(t=-11.32) 1.08±0.26(t=-17.78) 0.74±0.25(t=-18.81) 中度 31 1.68±0.46(t=-10.95) 1.55±0.43(t=-16.31) 1.00±0.27(t=-26.42) 0.67±0.20(t=-30.76) 中-重度 35 1.55±0.45(t=-13.15) 1.35±0.35(t=-21.30) 0.82±0.21(t=-32.10) 0.59±0.18(t=-32.63) 重度 15 1.13±0.37(t=-8.82) 0.97±0.41(t=-13.28) 0.60±0.29(t=-21.75) 0.46±0.25(t=-22.38) 注:表中,PD:帕金森病;表中图像数为双侧基底节区图像数。不同严重程度的帕金森患者图像组与健康对照组壳核11C-CFT摄取值之间的差异有统计学意义,P均 < 0.05。 表 2 根据11C-CFT PET显像图像分级示各基底节区摄取值(x±s)
Table 2. The basal ganglia uptake values are shown depending on11C-CFTPET classification imagings(x±s)
PD患者与健康对照组的11C-CFT PET显像图比较见图 4。单侧基底节区轻度16例(图 4中B),表现为壳核后部放射性分布减低,壳核前、中部放射性分布基本正常。尾状核、壳核前、中、后部11C-CFT摄取值减低至健康对照组的83.21%、73.75%、65.03%、66.19%。
图 4 金森病患者与正常对照组的11C-CFT PET显像图比较
Figure 4. 11C-CFT PET imagings of Parkinson′s disease patients and normal control group
单侧基底节区轻-中度13例,表现为壳核后部放射性分布减低,壳核中部放射性分布略减低,壳核头部放射性分布基本正常。尾状核、壳核前、中、后部11C-CFT摄取值减低至健康对照组的57.34%、50.00%、35.29%、26.33%。
单侧基底节区中度31例(图 4中C),表现为壳核中后部放射性分布明显减低,壳核头部放射性分布基本正常。尾状核、壳核前、中、后部11C-CFT摄取值减低至健康对照组的58.74%、48.44%、32.67%、23.84%。
单侧基底节区中-重度35例,表现为壳核中后部放射性分布减低至缺损,壳核前部放射性分布减低。尾状核、壳核前、中、后部11C-CFT摄取值减低至健康对照组的54.20%、42.19%、26.80%、21.00%。
单侧基底节区重度15例(图 4中D),表现为壳核前、中、后部放射性分布稀疏减低至缺损。尾状核、壳核前、中、后部11C-CFT摄取值减低至健康对照组的39.51%、30.31%、19.61%、16.37%。
帕金森病脑部葡萄糖代谢和脑多巴胺转运体PET显像特点的临床研究
Clinical study of brain glucose metabolism and brain dopamine transporter PET imaging in patients with Parkinson′s disease
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摘要:
目的 探讨18F-FDG脑代谢联合11C-甲基-N-2β-甲基酯-3β(4-F苯基)托烷(11C-CFT)脑多巴胺转运体(DAT)PET双显像在帕金森病(PD)诊断与病情严重程度评估中的应用价值。 方法 对55例不同严重程度的PD患者及30名健康对照者分别行18F-FDG脑代谢显像和11C-CFT脑DAT PET显像检查,通过勾画ROI,比较PET图像中不同严重程度的PD患者与健康对照者中脑基底节区葡萄糖代谢及DAT分布的差异,分析18F-FDG PET、11C-CFT PET显像在不同严重程度PD评估中的作用及特点。 结果 与健康对照者相比,18F-FDG PET显像中PD患者脑葡萄糖代谢改变主要为双侧基底节区壳核对称性代谢增高,同时部分患者伴有大脑皮质不同程度代谢减低;11C-CFT PET显像中PD患者双侧尾状核、壳核前、中、后部表现为DAT分布不同程度减低。单侧症状者或双侧症状者均以患侧对侧基底节区壳核DAT分布减低明显,并以壳核后部DAT分布减低为著。 结论 18F-FDG PET联合11C-CFT PET双显像在PD诊断及病情严重程度评估中有应用价值。 -
关键词:
- 帕金森病 /
- 葡萄糖 /
- 正电子发射断层显像术 /
- 氟脱氧葡萄糖F18 /
- 多巴胺转运体
Abstract:Objective To explore 18F-FDG brain metabolism and 11C-2βcarbomethoxy-3β(4-fluorophenyl) tropane (11C-CFT) brain dopamine transporter(DAT) PET dual imaging in the diagnosis and evaluation of the severity of Parkinson's disease(PD). Methods Fifty-five patients with different severity of PD and 30 cases of healthy controls were subjected to 18F-FDG cerebral metabolic imaging and 11C-CFT DAT PET imaging examination, in which ROI were outlined to compare the differences in glucose metabolism and DAT distribution in the basal ganglia of PD with different severity among the patients and those of healthy controls based on the PET images. 18F-FDG PET and 11C-CFT PET imaging were used to assess severity of PD. Results By comparison with the healthy controls, 18F-FDG PET imaging indicates that the changes in brain metabolism caused by PD mainly show improvement in symmetry of bilateral basal ganglia putamen. Moreover, some PD cases are accompanied with reduction in the metabolism of cerebral cortex to varying degrees. 11C-CFT PET imaging in PD patients indicates that DAT distribution in their bilateral caudate nucleus, bilateral anterior putamen, medio-putamen, and posterior putamen decreased in different degrees. Based on the symptoms of unilateral or bilateral PD, DAT distribution on the contralateral basal ganglia putamen decreased, whereas posterior putamen DAT distribution decreased more prominently. Conclusion 18F-FDG PET and 11C-CFT PET imaging dual joint inspection has a significant value in diagnosing and assessing the severity of PD. -
表 1 健康对照组与PD组尾状核及壳核的11C-CFT平均摄取值(x±s)
Table 1. The average intake of 11C-CFT values in healthy control group and PD group of caudate nucleus and putamen(x±s)
组别 例数 尾状核 壳核前部 壳核中部 壳核尾部 健康对照组 30 2.86±0.33 3.20±0.36 3.06±0.32 2.81±0.43 PD组 单侧症状
(患侧)27 2.01±0.36
(t=-18.07)1.97±0.34
(t=-19.65)1.54±0.35
(t=-16.59)1.30±0.27
(t=-17.63)单侧症状
(健侧)27 1.82±0.41
(t=-16.34)1.77±0.30
(t=-15.59)1.39±0.29
(t=-13.73)1.10±0.23
(t=-15.27)双侧症状 28 1.45±0.29
(t=-11.35)1.29±0.33
(t=-10.66)0.81±0.31
(t=-13.30)0.58±0.30
(t=-10.96)表中,PD:帕金森病;双侧症状帕金森病患者与健康对照组之间双侧基底节(左右两侧)的11C-CFT摄取值差异无统计学意义,P均>0.05。单侧症状帕金森病组与健康对照组之间的双侧基底节的11C-CFT摄取值差异有统计学意义,P均<0.05。 表 2 根据11C-CFT PET显像图像分级示各基底节区摄取值(x±s)
Table 2. The basal ganglia uptake values are shown depending on11C-CFTPET classification imagings(x±s)
PET分级 图像数 尾状核头 壳核前部 壳核中部 壳核后部 健康对照组 60 2.86±0.33 3.20±0.36 3.06±0.32 2.81±0.43 PD组 轻度 16 2.38±0.43(t=-9.67) 2.36±0.57(t=-10.25) 1.99±0.36(t=-14.71) 1.86±0.41(t=-12.76) 轻-中度 13 1.64±0.39(t=-6.85) 1.60±0.39(t=-11.32) 1.08±0.26(t=-17.78) 0.74±0.25(t=-18.81) 中度 31 1.68±0.46(t=-10.95) 1.55±0.43(t=-16.31) 1.00±0.27(t=-26.42) 0.67±0.20(t=-30.76) 中-重度 35 1.55±0.45(t=-13.15) 1.35±0.35(t=-21.30) 0.82±0.21(t=-32.10) 0.59±0.18(t=-32.63) 重度 15 1.13±0.37(t=-8.82) 0.97±0.41(t=-13.28) 0.60±0.29(t=-21.75) 0.46±0.25(t=-22.38) 注:表中,PD:帕金森病;表中图像数为双侧基底节区图像数。不同严重程度的帕金森患者图像组与健康对照组壳核11C-CFT摄取值之间的差异有统计学意义,P均 < 0.05。 -
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