二、脑代谢显像

人脑代谢非常活跃，功能活动复杂。脑代谢显像可以反映脑的各种生理过程，如脑血流量、脑耗氧量、脑局部糖酵解率，以及脑细胞受体的位置、密度和分布等，在研究中枢神经系统功能代谢活动的变化规律以及探讨脑部疾患的有效诊治方法等方面具有重要的意义。

1.原理和方法

（1）脑葡萄糖代谢显像：脑的能量99%来自于葡萄糖，脑内葡萄糖代谢变化能反映脑功能活动状况。18F-FDG是葡萄糖类似物，具有与葡萄糖相同的细胞转运。进入细胞，18F-FDG经己糖激酶磷酸化后，18F-FDG-6-P不能进行下一步代谢而滞留在细胞内，通过观察和测定18F-FDG在脑内分布情况即可了解脑局部葡萄糖代谢情况。受检者禁食4小时以上，静脉注射18F-FDG 185～370MBq（5～10mCi），45～60分钟后用PET、PET/CT或SPECT进行显像，影像经计算机重建，得横断面、矢状面和冠状面图像或三维立体图像以供定性分析，并可通过生物数学模型结合感兴趣勾画技术（ROI）获得大脑皮质各部位和神经核团局部葡萄糖代谢率（LCMRGlu）和全脑葡萄糖代谢率（CMRGlu）进行定量分析。

（2）脑氧代谢显像：正常人脑重量仅占体重的2%，其耗氧量却占全身耗氧量的20%，因此脑耗氧量也是反映脑功能代谢一个非常重要的指标。150-H2O被受检者吸入后，参与氧代谢全过程，用PET进行动态显像，可得氧代谢率（CMRO2）。结合CBF测定结果，还可计算出人脑氧提取分数（OEF），计算公式OEF=CMRO2/CBF。CMRO2、OEF是反映脑代谢较好的指标。

（3）脑蛋白质代谢显像：蛋白质在整个生命进程中起着非常重要的作用，它是由多种氨基酸连接而成的肽链。蛋白质代谢显像两个主要步骤就是氨基酸摄取和蛋白质合成，细胞恶变后，氨基酸转运率增加可能比蛋白质合成增加得更多，因为不少过程是作用于氨基酸的摄取过程而不是蛋白质的合成过程，包括转氨基（利用谷酰胺作为能量或作为其他非蛋白物质前体）和甲基化（蛋氨酸在蛋白质合成起始阶段的特殊作用）。脑蛋白质代谢显像的主要显像剂有11C-MET（11C-甲基-L-蛋氨酸）、11CTYR（11C-酪氨酸）、18F-FET（18F-氟代乙基酪氨酸）等，但以11C-MET最为常用。11C-MET易穿透血脑屏障进入脑组织，通过PET显像可获得显像剂脑内分布，利用生物数学模型可得到脑内氨基酸摄取和蛋白质合成的功能与代谢参数。

2.临床应用(https://www.daowen.com)

（1）癫痫灶的定位诊断：癫痫灶发作间期葡萄糖表现为低代谢状态，18F-FDG显像表现为放射性减低区；而发作期则表现为高代谢状态，18F-FDG显像表现为放射性增高区，其变化与rCBF断层显像一致。根据这一特点，可以用18F-FDG显像对癫痫灶进行诊断和定位，对发作期癫痫灶定位诊断灵敏度达90%以上，发作间期诊断灵敏度为70%～80%，与皮质脑电图的一致性约为95%，与病理结果符合率达90%，本法结合rCBF和MRI还可进一步提高诊断灵敏度和准确率。目前临床多利用癫痫发作间期18F-FDG显像癫痫灶呈低代谢这一特点进行病灶定位，18F-FDG显像还可用于癫痫灶切除后的疗效随访。

（2）AD诊断和病情估计：AD的病变特点是以顶叶和后颞叶为主的双侧大脑皮质葡萄糖代谢减低，基底核受累不明显，脑18F-FDG代谢显像对本病的诊断灵敏度可达90%以上，特异性约为63%，两者均明显高于rCBF断层显像。此外，因随着病情发展，脑内低代谢区数目增加，范围扩大，通过目测法和半定量分析，还可利用18F-FDG显像进行痴呆严重程度的评价。

（3）脑肿瘤：肿瘤的葡萄糖代谢活跃程度与肿瘤恶性度有关，良性和低度恶性脑肿瘤的病变部位葡萄糖摄取或LCMRGlu与正常白质处相似，而大多数高度恶性的脑肿瘤葡萄糖摄取或LCMRGlu则明显增高。利用这一特点，18F-FDG显像可用于脑肿瘤良恶性鉴别、分期和分级，活检部位的确定，疗效和预后判断，以及术后或放疗后瘢痕、坏死组织与复发、残存病灶的鉴别诊断等，比CT和MRI更有优势。目前，18F-FDG显像已用于临床上胶质瘤恶性度评价。近年来，越来越多的11标记放射性药物被应用于临床，如11-MET等，对肿瘤的分级、疗效和预后评估等方面更优于18F-FDG。

（4）锥体外系疾病的诊断：PD在18F-FDG显像上表现为纹状体代谢减低，单侧病变早期，患肢对侧豆状核氧代谢和葡萄糖代谢相对增加；双侧病变的患者全脑CMRGlu减低。如伴发痴呆，可见顶枕叶损害加重。结合多巴胺受体显像等方法更有助于PD的早期诊断，并可与PD综合征鉴别。HD患者的18F-FDG显像可见双侧基底核和多处大脑皮质代谢减低区。

（5）脑生理功能和智能研究：研究表明人脑的活动与特定区域的LCMRGlu水平有直接关系，因此可通过脑葡萄糖代谢显像来进行人脑生理功能和智能研究，同时还能够研究大脑功能区的分布、数量、范围及特定刺激下各种活动（如语言、数学、记忆、认知等）与能量代谢之间的内在关系。

（6）其他：在脑梗死、精神分裂症、抑郁症等疾病的脑代谢影像与rCBF显像基本相似。但PET的分辨率更高，图像质量明显优于rCBF显像图像，还可得到LCMRGlu和CMRGlu。