一体化PET/MR可实现正电子发射断层成像（PET）与磁共振成像（MRI）的同步采集，融合分子代谢与多参数结构功能信息，为脑部疾病的病理机制解析、早期诊断和预后评估提供强有力的影像学支持。该技术在神经退行性疾病、中枢神经系统炎症及隐匿性罕见病等领域展现出重要科研与临床价值。2024年，国内多家医疗机构依托联影一体化TOF PET/MR平台，发表多项高水平研究成果，进一步拓展了PET/MR在脑科学领域的应用边界。

阿尔茨海默病：突触密度与A/T/N生物标志物关联研究取得突破

复旦大学附属华山医院管一晖教授、谢芳教授团队联合上海同济大学附属东方医院，利用¹⁸F]SynVesT-1 PET/MR对突触囊泡糖蛋白2A（SV2A）进行成像，系统揭示了突触密度在阿尔茨海默病（AD）中的动态变化规律。研究发现，在全人群中，双侧海马等脑区的突触密度与全脑Aβ沉积、内侧颞叶Tau沉积呈显著负相关，而与葡萄糖代谢及海马体积呈正相关，表明突触丢失与AD核心病理过程密切相关。

纵向研究表明，Tau负荷与突触密度丢失呈显著正相关，且独立于Aβ斑块影响，提示Tau病理可能是驱动突触退变的关键因素。此外，APOE ε4基因型对突触密度的影响分别由Aβ和Tau病理部分或完全介导，进一步阐明了遗传风险与神经病理之间的相互作用机制。

在血液生物标志物方面，研究证实血浆GFAP和p-tau-181水平与脑内突触密度呈负相关，且其作用依赖于Tau蛋白聚集。同时，团队通过¹⁸F]PSS232 PET/MR探究代谢型谷氨酸受体5（mGluR5）的变化，发现其在AD患者海马区域表达显著降低，并与灰质体积、葡萄糖代谢、Aβ负荷、血浆生物标志物及认知评分呈正相关。mGluR5可用性下降与突触密度减少呈现相似空间模式，提示调节mGluR5可能成为改善AD突触功能障碍的潜在治疗方向。

图1. APOE基因型改变突触密度与“A/T/N”生物标志物之间的关系。APOE基因型影响海马及海马旁回突触密度与整体淀粉样蛋白沉积、内侧颞叶Tau沉积及海马体积的相关性。

图2. 全脑淀粉样蛋白沉积与mGluR5可用性（A）及突触密度（B）的关联分析。颜色表示T值，统计阈值p < 0.001，最小簇范围ke ≥ 100个体素。虚线代表最佳拟合线的95%置信区间，模型校正年龄、性别和教育年限。

帕金森病：PET/MR揭示早发与晚发型PD代谢差异

首都医科大学宣武医院卢洁教授团队基于¹⁸F-FDG和¹⁸F-AV133 PET/MR技术，比较早发型与晚发型帕金森病（PD）患者的脑代谢与多巴胺能系统变化。结果显示，晚发型PD患者壳核、丘脑和小脑葡萄糖代谢升高较轻，而额叶、顶叶和颞叶代谢减低更明显；尾状核和前壳核的AV133摄取也显著低于早发型患者。运动功能评分（UPDRS Ⅲ）与代谢变化呈正相关，与多巴胺摄取下降呈负相关，表明分子影像可为PD亚型区分提供客观依据。

研究团队还创新性提出个体化特异代谢网络（ISMN）分析方法，用于刻画PD患者个体层面的脑代谢异常。结果表明，ISMN与组间差异网络的相似性与H-Y分期呈负相关，即疾病越严重，个体代谢网络偏离正常模式的程度越大。该方法为PD个体化评估提供了新的技术路径。

图3. 个体特异性代谢网络（ISMN）构建流程。基于28名健康对照构建参考协方差网络（REF），逐个引入PD患者形成扰动网络（PNCn+1），ISMN定义为扰动网络与REF之差的Z分数，反映个体偏离程度。

罕见病诊断新视角：PET/MR揭示NIID与HOD中的Tau沉积特征

上海交通大学医学院附属仁济医院刘建军教授团队应用一体化PET/MR探索脑部罕见病的病理机制。在一例神经元核内包涵体病（NIID）患者中，Tau-PET（¹⁸F-PI2620）显示双侧小脑白质轻度Tau沉积，与脑脊液p-tau-181升高一致，提示Tau可能作为NIID的潜在生物标志物。同时发现并发脑膜瘤，展示了多模态成像在复杂病例诊断中的优势。

另一例肥大性下橄榄核变性（HOD）患者MRI显示延髓橄榄核肿大伴信号异常，DTI提示纤维稀疏；¹⁸F-PI2620 PET进一步显示橄榄核内Tau摄取增高，中脑生理性摄取减弱，首次为HOD存在Tau蛋白沉积提供了影像证据，凸显Tau-PET作为辅助诊断工具的应用潜力。

图4. NIID患者脑部Tau-PET/MRI（¹⁸F-PI2620）成像结果。双侧小脑白质轻度Tau沉积（红箭头），T2-FLAIR见多灶白质高信号（黄箭头），右侧桥小脑角区结节伴Tau摄取，确诊为脑膜瘤（白箭头）。

结语

一体化PET/MR凭借其高时空分辨率、多模态同步成像能力，在神经系统疾病的机制研究与精准诊疗中发挥日益重要的作用。2024年多项研究成果充分体现了该技术在AD、PD及罕见病领域的科研深度与临床转化潜力。随着国内自主知识产权设备如联影一体化TOF PET/MR的广泛应用，我国在高端医学影像领域的创新能力持续提升，未来将在神经科学、肿瘤、心脏及人工智能融合等方向催生更多原创性成果。