基于全身PET/CT的主动脉图像衍生输入函数在18F-PI-2620脑tau蛋白动力学建模中的应用研究

本研究通过uEXPLORER全身PET/CT扫描仪，创新性采用主动脉图像衍生输入函数(IDIF)替代传统动脉采血方法，实现了18F-PI-2620 tau蛋白示踪剂在阿尔茨海默病(AD)易损脑区的非侵入性动力学建模。研究发现内侧颞叶区存在显著灌注降低(K1参数)，并证实60分钟扫描时长可稳定获取动力学参数，为AD早期tau病理定量研究提供了重要方法学突破。

　　

在神经退行性疾病研究领域，tau蛋白异常聚集作为阿尔茨海默病(AD)等tau蛋白病的核心病理特征，其精准定量一直是重大挑战。传统tau PET显像依赖标准摄取值比(SUVR)这种半定量方法，但存在忽略血流动力学、需参考区域假设等诸多局限。更精确的动力学建模虽能解决这些问题，却受制于动脉采血(AIF)的侵入性和操作复杂性。加州大学戴维斯分校的研究团队另辟蹊径，利用革命性的uEXPLORER全身PET/CT扫描仪，开创性地通过主动脉图像衍生输入函数(IDIF)实现了18F-PI-2620示踪剂的非侵入性动力学分析，相关成果发表在《EJNMMI Research》。

研究采用15名66-92岁老年人（含2名AD患者）的90分钟动态PET数据，通过手动勾画降主动脉获取IDIF，经血浆/代谢物校正后，应用可逆两室模型(2TCM)和Logan作图分析量化关键脑区动力学参数。主要技术包括：高时空分辨率动态PET采集(初始帧2秒)、基于FreeSurfer的AD易损脑区分割、联合估算法校正示踪剂延迟、以及扫描时长敏感性分析（10-90分钟分段评估）。

区域动力学差异
研究发现内侧颞叶(MT)的示踪剂递送率K1显著低于外侧顶叶(LP)和后扣带回(PC)(q<0.001)，提示该区域存在特征性灌注异常。MT区还表现出更快的示踪剂到达时间（延迟减少0.859秒）和更高的血容量分数(v_b)，反映其独特的血流动力学特征。

扫描时长优化
K1参数在30分钟后即达稳定(r≥0.92)，而其他参数需60分钟才能与90分钟数据高度一致(r≥0.89)。值得注意的是，MT区的分布容积(V_T)和分布容积比(DVR)稳定性较差，可能与该区域复杂的解剖结构有关。

方法学验证
2TCM与Logan作图分析的V_T估计高度相关(r≥0.96)，证实IDIF方法的可靠性。敏感性测试显示IDIF峰值±10%波动仅引起参数<2.5%变化，证明模型鲁棒性。

临床转化价值
该研究首次系统评估了IDIF在tau PET动力学建模中的应用价值：① 突破传统PET视野限制，实现无创输入函数获取；② 揭示内侧颞叶血流动力学异常可能早于tau沉积；③ 确立60分钟作为动力学参数获取的最短扫描时长标准。尽管在tau阳性人群中的验证尚待开展，但该方法为AD早期诊断和疗效评估提供了新工具，尤其适合大规模临床研究应用。研究还提示45-75分钟可能是SUVR计算的最佳时间窗，为简化临床方案提供依据。这些发现标志着tau蛋白定量研究从半定量向全定量方法的重要转变。