Войти
| Позитронно-эмиссионная томография головного мозга | |
|---|---|
 ПЭТ-сканирование нормального мозга | |
| ICD-10-PCS | C030 |
Позитронно-эмиссионная томография мозга представляет собой разновидность позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ), который используется для измерения метаболизма мозга и распределения экзогенных радиоактивно меченных химических агентов по всему мозгу. ПЭТ измеряет выбросы радиоактивно меченных метаболически активных химических веществ, которые были введены в кровоток. Данные о выбросах из ПЭТ мозга обрабатываются компьютером для создания многомерных изображений распределения химических веществ по всему мозгу.
Используемые позитроны, излучающие радиоизотопы, обычно производятся циклотроном, а химические вещества помечены этими радиоактивными атомами. Радиоизотопы, используемые в клиниках, обычно: 18F (фторид), 11C (углерод) и 15O (кислород). Меченое соединение, называемое радиоактивным индикатором или радиолигандом, вводится в кровоток и в конечном итоге попадает в мозг через кровообращение. Детекторы в сканере ПЭТ обнаруживают радиоактивность в виде зарядов соединения в различных областях мозга. Компьютер использует данные, собранные детекторами, для создания многомерных (обычно 3-мерных объемных или 4-мерных изменяющихся во времени) изображений, которые показывают распределение радиоактивного индикатора в мозге во времени. Особенно полезен широкий спектр лигандов, используемых для картирования различных аспектов активности нейромедиаторов, при этом наиболее часто используемым индикатором ПЭТ является меченая форма глюкозы, такая как фтордезоксиглюкоза (F).
Наибольшее преимущество ПЭТ-сканирования заключается в том, что различные соединения могут показывать поток и кислород и метаболизм глюкозы в тканях работающего мозга. Эти измерения отражают степень активности мозга в различных областях мозга и позволяют больше узнать о том, как работает мозг. ПЭТ-сканирование превосходило все другие методы метаболической визуализации с точки зрения разрешения и скорости завершения (всего 30 секунд), когда они впервые стали доступны. Улучшенное разрешение позволило лучше изучить область мозга, активируемую конкретной задачей. Самый большой недостаток ПЭТ-сканирования заключается в том, что из-за быстрого спада радиоактивности он ограничивается короткими задачами мониторинга.>
Изображения, полученные с помощью ПЭТ (аксиальные срезы), которые показывают влияние хронического воздействия лекарств на различные белки, участвующие в нейротрансмиссии дофамина (DA) и функции мозга (по оценке метаболизма глюкозы в мозге). Хотя некоторые эффекты являются общими для многих наркотиков,... другие более специфичны. К ним относится снижение... в мозге моноаминоксидазы B (... фермента, участвующего в метаболизме DA) у курильщиков сигарет. Шкала радуги использовалась для кодирования изображений ПЭТ; Концентрация радиоактивных индикаторов отображается в порядке убывания: красный>желтый>зеленый>синий. До того, как использование функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) стало широко распространенным, ПЭТ-сканирование было предпочтительным функциональным методом (поскольку в отличие от структурной) визуализации мозга, и она по-прежнему вносит большой вклад в нейробиологию. ПЭТ-сканирование также полезно в стереотаксической хирургии под контролем ПЭТ- и радиохирургии для лечения внутричерепных опухолей, артериовенозных мальформаций и других состояний, поддающихся хирургическому лечению.
ПЭТ-сканирование также используется для диагностики заболеваний головного мозга, в первую очередь потому, что опухоли головного мозга, инсульты и нейронегенеративные заболевания (такие как болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона) вызывают большие изменения в метаболизме мозга, что, в свою очередь, вызывает заметные изменения при ПЭТ-сканировании. ПЭТ, вероятно, наиболее полезен в ранних случаях определенных деменций (классическими примерами являются болезнь Альцгеймера и болезнь Пика ), когда раннее повреждение слишком расплывчатое и слишком мало влияет на объем мозга и структура, достаточная для изменения КТ и стандартных изображений МРТ, чтобы можно было надежно отличить ее от «нормального» диапазона корковой атрофии, которая возникает с возрастом (у многих, но не у всех) людей и не вызывает клинической деменции.
ПЭТ также активно используется при рассеянном склерозе и других приобретенных демиелинизирующих синдромах, но в основном для изучения патогенеза, а не диагностики. Они используют специфические радиолиганды для активности микроглии. В настоящее время широко используется 18-кДа транслокаторный белок (TSPO). Также иногда выполняются комбинированные ПЭТ-КТ.
ПЭТ-изображение с кислородом -15 косвенно измеряет кровоток в головном мозге. В этом методе повышенный сигнал радиоактивности указывает на усиление кровотока, которое, как предполагается, коррелирует с повышенной активностью мозга. Из-за 2-минутного периода полураспада O-15 для таких целей должен подаваться по трубопроводу непосредственно от медицинского циклотрона, что затруднительно.
Для получения изображений ПЭТ с 18F-FDG используется тот факт, что мозг обычно быстро потребляет глюкозу. Стандартный 18F-FDG ПЭТ головного мозга измеряет региональное использование глюкозы и может использоваться в нейропатологической диагностике.
Разработка ряда новых зондов для неинвазивной ПЭТ-визуализации нейроагрегатов в человеческом мозге in vivo сделала визуализацию амилоида на пороге клинического использования. Самые ранние амилоидные зонды для визуализации включали 2- (1- {6 - [(2- [F] фторэтил) (метил) амино] -2-нафтил} этилиден) малононитрил ([F] FDDNP), разработанный в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе. Анхелес и N-метил- [C] 2- (4'-метиламинофенил) -6-гидроксибензотиазол (обозначаемый питтсбургским соединением B ), разработанный в Питтсбургском университете. Эти зонды для визуализации амилоида позволяют визуализировать амилоидные бляшки в головном мозге пациентов с болезнью Альцгеймера и могут помочь клиницистам поставить положительный клинический диагноз предмертной болезни Альцгеймера и помочь в разработке новых антиамилоидных методов лечения. [C] PMP (N- [C] метилпиперидин-4-илпропионат) - это новый радиофармацевтический препарат, используемый в ПЭТ-визуализации для определения активности системы ацетилхолинергических нейромедиаторов, действуя как субстрат для ацетилхолинэстеразы. Патологоанатомическое исследование пациентов с БА показало снижение уровня ацетилхолинэстеразы. [C] PMP используется для картирования активности ацетилхолинэстеразы в головном мозге, что может позволить провести предварительную диагностику БА и помочь контролировать лечение БА. Avid Radiopharmaceuticals разработала и ввела в продажу соединение под названием флорбетапир, в котором используется радионуклид более длительного действия фтор-18 для обнаружения амилоидных бляшек с помощью ПЭТ-сканирования.
Основная статья: Клиническое значение в Гематоэнцефалический барьер
Одной из основных проблем при разработке новых ПЭТ-индикаторов для нейровизуализации является то, что эти индикаторы должны преодолевать гематоэнцефалический барьер. Обычно использовали небольшие молекулы, которые растворимы в жирах, поскольку они могут проходить через гематоэнцефалический барьер посредством опосредованной липидами пассивной диффузии.
Однако по мере того, как фармацевтика движется к большим биомолекулам для лечения, новые исследования также сосредоточены на использовании биомолекул, таких как антитела, для индикаторов ПЭТ. Эти новые ПЭТ-индикаторы большего размера имеют повышенную сложность прохождения ГЭБ, поскольку они слишком велики для пассивной диффузии. Таким образом, в недавних исследованиях изучаются методы переноса биомолекул через ГЭБ с использованием эндогенных транспортных систем, включая опосредованные переносчиками переносчики, такие как переносчики глюкозы и аминокислот, опосредованный рецепторами трансцитоз для инсулина или трансферрин.
