18F-FDG和18F-NaF示蹤劑在大鼠經(jīng)脈的microPET顯像

張衛(wèi)方，張彥彥，李 艷

(1.北京大學(xué)第三醫(yī)院 核醫(yī)學(xué)科，北京 100191； 2.中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院西苑醫(yī)院 核醫(yī)學(xué)科，北京 100091 )

18F-FDG和18F-NaF示蹤劑在大鼠經(jīng)脈的microPET顯像

張衛(wèi)方1，張彥彥1，李 艷2

(1.北京大學(xué)第三醫(yī)院 核醫(yī)學(xué)科，北京 100191； 2.中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院西苑醫(yī)院 核醫(yī)學(xué)科，北京 100091 )

探討利用微型正電子發(fā)射斷層顯像(micro positron emission tomography system, microPET)顯示示蹤劑在足三里穴位注射后沿經(jīng)脈走行的循經(jīng)遷移線。分別將0.03～0.1 mL 200～300 uCi的18F-氟化鈉和18F-FDG注入大鼠足三里穴位，分別進(jìn)行microPET圖像和CT圖像采集，將microPET圖像和CT圖像融合并重建融合后的三維圖像。結(jié)果表明：18F-FDG與18F氟化鈉均能顯示循經(jīng)遷移線，但18F-氟化鈉的骨骼攝取明顯，18F-FDG優(yōu)于18F-氟化鈉在經(jīng)脈中的顯像，表明18F-FDG更適合用于經(jīng)脈顯像。

經(jīng)脈；18F-FDG；18F-氟化鈉；microPET；大鼠

經(jīng)絡(luò)理論是中醫(yī)基礎(chǔ)理論的重要組成部分，學(xué)者通過多種方法研究經(jīng)絡(luò)實(shí)質(zhì)，驗(yàn)證經(jīng)絡(luò)的客觀存在。自1981年以來，國(guó)內(nèi)外學(xué)者在人及豬、狗、猴子、兔等動(dòng)物經(jīng)脈上通過γ照相機(jī)、單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像(SPECT)技術(shù)研究經(jīng)穴位注射核素99mTc后出現(xiàn)的線狀放射性遷移軌跡，其循行路線與十四經(jīng)脈基本符合，實(shí)驗(yàn)表明，放射性核素是客觀顯示經(jīng)脈循行的可行方法[1-2]。2003年，?？傮J等[3]用正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像(PET)對(duì)18F-FDG示蹤劑的循經(jīng)遷移線進(jìn)行了立體透視，顯示了經(jīng)脈血?dú)膺\(yùn)行的三維定位，大鼠的PET經(jīng)脈顯像研究尚未見報(bào)道。本研究通過微型正電子發(fā)射斷層顯像(microPET)對(duì)健康大鼠進(jìn)行18F-FDG和18F-氟化鈉示蹤劑的循經(jīng)遷移線顯像，探討并比較兩種示蹤劑經(jīng)脈顯像的可行性。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

健康雄性SD大鼠10只，體重210～230 g，由中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院西苑醫(yī)院動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室提供，實(shí)驗(yàn)前適應(yīng)性喂養(yǎng)1 d。按照不同的示蹤劑分設(shè)2組，每組5只。

1.2 穴位選擇

參照全國(guó)針灸學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)針灸研究會(huì)制定的

“實(shí)驗(yàn)動(dòng)物針灸穴位圖譜”選取足三里穴位。

1.3 檢測(cè)方法

對(duì)10只SD大鼠分別行微型正電子發(fā)射斷層顯像(microPET)(德國(guó)西門子公司的Inveon MM Gantry LG CT型)檢查，示蹤劑18F-FDG和18F-氟化鈉(北京原子高科股份有限公司生產(chǎn))放化純度>95%。大鼠microPET檢查前禁食8 h，將大鼠放入吸氣室內(nèi)，通過吸入混有2%異氟烷的純氧實(shí)施麻醉。麻醉完全后，小腿剔毛，將大鼠俯臥位固定于掃描床，使大鼠頭部長(zhǎng)軸和掃描器長(zhǎng)軸平行且位于掃描器視野內(nèi)。選取左和/或右下肢足三里穴位注射示蹤劑，每次200～300 uCi/0.03～0.1 mL，注射深度2 mm，注射后立即進(jìn)行10 min的microPET采集圖像，之后進(jìn)行10 min的CT采集。通過濾波反投影(FBP)算法和CT衰減校正進(jìn)行影像重建。在檢查過程中通過面罩持續(xù)吸入混有2%異氟烷的純氧(1 L/min)維持大鼠麻醉狀態(tài)。

2 結(jié)果與討論

足三里穴注射18F-FDG、18F-氟化鈉后的microPET顯像結(jié)果分別示于圖1、圖2。注射示蹤劑后可見,放射性從足三里注射點(diǎn)迅速上行，呈現(xiàn)出清晰的沿經(jīng)脈遷移的上行三維立體定位線，同時(shí)注射局部放射性逐漸減少，探測(cè)范圍內(nèi)兩組雙腎和膀胱均顯影，18F-氟化鈉組的骨骼攝取明顯。

a——出現(xiàn)注射部位以上至腹部的一條線狀影，雙腎、膀胱顯影，箭頭所示左側(cè)大片黑影是注射藥物部位(注射體積0.1 mL)；b——CT融合后的橫斷；c——CT融合后的冠狀位圖；d——CT融合后的矢狀位圖圖1 足三里穴注射18F-FDG后的microPET顯像結(jié)果a——A line shadow appears from the injection site to the abdome, both kidneys and bladder could be seen, The dark shadow on the left is the injection site,as shown in the arrow (The injection volume is 0.1 mL); b——Cross sectional reconstruction fused with CT; c——Coronal reconstruction fused with CT; d——Sagittal reconstruction fused with CT.Fig.1 microPET imaging afer injection of 18F-FDG at Zusanli point

a——出現(xiàn)注射部位至腹部的線狀影，骨骼普遍攝取明顯，雙腎、膀胱顯影，箭頭所示為注射點(diǎn)(注射體積0.03 mL)；b——CT融合后的橫斷位圖；c——CT融合后的冠狀位圖；d——CT融合后的矢狀位圖圖2 足三里穴注射18F-氟化鈉后microPET顯像結(jié)果a——A line shadow appears from the injection site to the abdome, Bone radioactivity uptake was significant, both kidneys and bladder could be seen, The arrow refers to the injection site (The injection volume is 0.03 mL); b——axial PET/CT; c——Coronal PET/CT; d——Sagittal PET/CTFig.2 microPET imaging afer injection of 18F-NaF at Zusanli point

經(jīng)絡(luò)研究[4]及放射性核素技術(shù)研究證明[2，5]，經(jīng)絡(luò)是人體內(nèi)的三維空間結(jié)構(gòu)運(yùn)行氣血的實(shí)體通道，三維定位是經(jīng)絡(luò)、經(jīng)絡(luò)理論研究的關(guān)鍵。中醫(yī)理論認(rèn)為，“氣為血之帥，血為氣之母”，氣血運(yùn)行是顯像的動(dòng)力和物質(zhì)基礎(chǔ)，選擇低分子Na99mTcO4等作為氣之載體可顯示皮下的伏行分肉之間的經(jīng)脈循行路線，高分子物質(zhì)注入經(jīng)穴后不出現(xiàn)線狀遷移。18F是目前PET最常用的正電子核素，其標(biāo)記的藥物18F-FDG和18F-氟化鈉作為臨床常用的顯像劑，均為小分子物質(zhì)，容易獲得，因此嘗試用此兩種藥物進(jìn)行經(jīng)脈顯像。

葡萄糖是人體重要的能量來源，是維持人體生理功能最重要的物質(zhì)之一[6]，將核素18F取代葡萄糖2位羥基后成為葡萄糖類似物氟代脫氧葡萄糖(18F-FDG)，18F-FDG相對(duì)分子質(zhì)量不到200，在體內(nèi)經(jīng)己糖激酶催化后生成18F-FDG-6-磷酸，后者不能進(jìn)一步代謝而停留在細(xì)胞內(nèi)，其正常生理性攝取主要有腦、心肌、肝、脾、胃腸道、腎、膀胱等。本研究顯示經(jīng)穴位注射18F-FDG后采集到的持續(xù)出現(xiàn)的循經(jīng)遷移線，和經(jīng)過靜脈注射后短暫出現(xiàn)的血管線不同，認(rèn)為該軌跡是小分子18F-FDG入注、吸收、移動(dòng)、輸運(yùn)的過程，反映機(jī)體經(jīng)絡(luò)的氣血運(yùn)行活體狀態(tài)，進(jìn)一步驗(yàn)證經(jīng)絡(luò)循行的實(shí)體通道特性。

18F-氟化鈉是正電子顯像藥物，進(jìn)入體內(nèi)后選擇性地吸附于骨骼系統(tǒng)[7]，Marina等[8]對(duì)18F-氟化鈉在大鼠體內(nèi)的生物學(xué)分布情況的研究表明，藥物注入大鼠體內(nèi)后血液和臟器中的攝取快速下降，而骨骼中的攝取20 min內(nèi)不斷升高，可通過腎清除，使雙腎、膀胱顯影。本研究經(jīng)穴位注射18F-氟化鈉后除了骨骼的明顯放射性攝取外，出現(xiàn)的循經(jīng)遷移線和18F-FDG顯示的上行線基本一致。與中性有機(jī)物18F-FDG不同，18F-氟化鈉在體內(nèi)以陰性離子狀態(tài)存在，相對(duì)分子質(zhì)量更小，雖然為骨顯像劑，同樣經(jīng)穴位注射后能通過經(jīng)脈的實(shí)體通道輸運(yùn)離子，顯示經(jīng)脈的循經(jīng)遷移線。

核素循經(jīng)經(jīng)脈顯像是可視化研究經(jīng)絡(luò)的直觀、可行的方法，重復(fù)性好，動(dòng)物PET的經(jīng)脈立體三維microPET顯像研究結(jié)果為進(jìn)一步經(jīng)絡(luò)實(shí)質(zhì)的顯像研究提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

3 小結(jié)

本研究分別用18F-氟化鈉和18F-FDG對(duì)經(jīng)脈進(jìn)行了顯像研究，18F-氟化鈉和18F-FDG均能顯示循經(jīng)遷移線，18F-FDG組經(jīng)脈循行線顯示清晰，本底低，18F-氟化鈉雖屬于小分子，利于經(jīng)脈顯像，但骨骼攝取明顯，影響了經(jīng)脈線的顯示結(jié)果。本工作為通過PET/CT技術(shù)進(jìn)一步研究傳統(tǒng)中醫(yī)的經(jīng)絡(luò)實(shí)質(zhì)提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

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Meridians Imaging of18F-FDG and18F-NaF Tracers Using MicroPET in Rats

ZHANG Wei-fang1, ZHANG Yan-yan1, LI Yan2

(1.DepartmentofNuclearMedicine,PekingUniversityThirdHospital,Beijing100191,China; 2.DepartmentofNuclearMedicine,XiyuanHospitalCACMS,Beijing100091,China)

In order to research the migration line after injection of the tracer to Zusanli acupoint.18F-FDG or18F-sodium fluoride was injected into Zusanli acupoint of the rats in doses of 0.03～0.1 mL (200～300 uCi). The microPET image and CT image were acquired respectively and fused together and reconstruction of 3D.18F-FDG and18F-sodium fluoride could show the migration line in meridian objectively, however, the18F-sodium fluoride showed significant bone uptake.18F-FDG was superior to18F-sodium fluoride in meridians imaging. The results showed that18F-FDG was more suitable for use in meridians imaging.

meridian;18F-FDG;18F-sodium fluoride; microPET; rats

2017-03-29;

2017-05-10

國(guó)家重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項(xiàng)子任務(wù)項(xiàng)目(2013YQ03092306)

張衛(wèi)方(1970—)，女，內(nèi)蒙古人，主任醫(yī)師，主要從事心臟、腫瘤診斷研究

李 艷，主任醫(yī)師，E-mail: lyxy2006@sina.com

R817

A

1000-7512(2017)03-0200-04

10.7538/tws.2017.youxian.018