综述:连接点:正电子发射断层扫描中分子连接性的标准化命名法探讨

【字体: 时间:2025年06月03日 来源:European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging 8.6

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  这篇综述系统梳理了PET(正电子发射断层扫描)分子连接性研究的术语混乱现状,提出将个体水平动态关联定义为"分子连接性"(MC),群体水平静态关联定义为"分子协方差"(mCov),并细分为相关性(cMC)和欧氏距离(eMC)方法。通过建立统一命名框架(如[18F]FDG的"代谢连接性"),为跨示踪剂、跨模态研究提供标准化沟通基础,推动该新兴领域的发展。

  

引言

脑网络研究长期以来依赖功能磁共振成像(fMRI)和脑电图(EEG),而正电子发射断层扫描(PET)提供的分子视角却因术语混乱面临发展瓶颈。随着PET扫描仪灵敏度提升和动态成像技术进步,研究者已能在分钟级时间尺度捕捉[18F]FDG等示踪剂的代谢波动,这为揭示传统fMRI无法观测的神经递质动态(如多巴胺合成)提供了新可能。

分子连接性与协方差的界定

核心矛盾源于"分子连接性"概念的滥用——既被用于描述个体内部脑区间动态信号相关性(类似fMRI功能连接),又被误用于群体水平的静态图像协方差分析。前者如cMC方法通过去除基线摄取后计算脑区信号波动相关性;后者如mCov则基于标准化摄取值比(SUVR)等静态参数进行跨被试关联分析。欧氏距离法(eMC)作为特殊存在,通过原始时间-活性曲线(TAC)相似性评估连接强度,但仅能获得正值连接矩阵。

示踪剂特异性命名体系

针对不同分子靶点,作者提出"靶点前缀+连接类型"的命名规则:

  • 葡萄糖代谢:[18F]FDG对应"代谢连接性/协方差"
  • 淀粉样蛋白:[18F]flutemetamol对应"β淀粉样蛋白协方差"
  • 5-HT1A受体:[11C]WAY100635对应"5-HT1A协方差"
    该体系可扩展至其他靶点,如tau蛋白成像的[18F]flortaucipir应称"tau协方差"。

多模态融合前景

新兴的混合方法展现出独特价值:

  1. fMRI-PET联合分析可识别方向性连接
  2. 独立成分分析(ICA)能分离[11C]PHNO对D2/D3受体的混合信号
  3. 动态fPET与EEG结合有望解析神经电活动-代谢耦合机制

生物学解释挑战

当前最大知识缺口在于分子波动信号的神经生物学基础:[18F]FDG的cMC可能反映区域间代谢需求同步,而多巴胺示踪剂的eMC可能体现转运体活性协调。动物模型验证和跨中心重复研究将成为下一步重点,特别是对阿尔茨海默病等神经退行性疾病的临床应用验证。

标准化推动发展

如同PET配体定量命名的统一历程,本文建立的术语框架将助力:

  • 提高方法学论文可比性
  • 加速临床转化(如Vallini等已用于胶质瘤架构损伤评估)
  • 促进[15O]H2O等新兴示踪剂的网络研究

该命名体系已通过国际专家共识(包括核医学学会NRM2024会议讨论),为这个年增长率达37%的领域奠定了关键基础。随着7T-PET等新技术突破,标准化的术语将更显其价值——就像GPS需要统一坐标,脑网络探索也需要共同的语言。

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