[转帖]了解PET-CT

在科学技术日益发展的今天，各种影像技术在临床上广泛应用，日趋完善，它已经涉及临床各个领域。它具体包括X线、超声、CT、MRI、DSA、SPECT（单光子发射型计算机体层成像）、EBCT（又称电子束CT、超速CT、UFCT）和PET-CT。它的发展从单一的X线能源拓展为声源、磁源、放射性核素等多种成像模式，从单纯的形态学信息拓展到功能性信息乃至细胞水平和（或）分子水平的诊断信息如分子影像学。近年来，PET-CT在全国各大医院已经普及、应用。
正电子发射体层摄影－计算机体层摄影（positron emission tomography—computed tomography , PET-CT）是一种混合的成像装置，是把PET扫描器和CT扫描器放在一个机器上，将两者有机地结合在一起的设备。CT扫描器提供高质量的解剖图像，PET 扫描器提供高质量的功能图像，再通过一台高档计算机和软件将两个装置采集的图像融合起来。这些装置的相互结合便构成了PET-CT。患者可以躺在一个在PET和CT之间移动的扫描床上，检查中不需换体位、移动，就可以准确记录检查图像。这些图像能够显示CT解剖、PET功能，还能显示形态和功能的二者融合，即独特的PET-CT融合图像。由于在同一个机器上能同时完成两种扫描，保证了PET 图像与CT图像相同层面的准确性。高质量的功能与解剖的融合图像，使我们能够以前所未有的方式观察体内的病理与生理变化，早期发现病灶，准确做出定位和定性诊断。
PET－CT的发展史曲折漫长。1927年P.A.M.Dirac预言了正电子的存在，5年后C.Anderson观测到第一个正电子。在这些物理试验后不久，对正电子发射体在医学上的应用就开始了探索。第一个PET扫描装置的技术模型是由H.O.Anger设计。他应用两个γ照相机，以同步的模式进行扫描。但是，由于物理学和工程技术的因素，直到20世纪80年代才生产出可以在市场销售的PET 装置，中间经历了很长的一段时间。PET从分子代谢水平揭示了细胞的代谢活性，一经出现，便在肿瘤的诊断中显示出优于其他检查方法的敏感性与特异性。因而，在肿瘤方面得到迅速广泛的应用。由于该技术本身固有分辨率的影响，与传统影像学相比，PET 不能揭示准确的解剖结构，在一定程度上限制了PET的发展。很多有志人士曾多次尝试利用先进的计算机技术对不同机器扫描的CT图像与PET 图像进行融合，也取得了一些进展，但PET与CT图像同层面融合问题难以解决。为解决真正意义上的功能与解剖的同层面融合，经过了大量的实验研究，终于于2001年成功地将PET与CT作为一体机应用于临床，完成了真正用意义上的功能与解剖影像的统一，使影像医学的发展向前迈出了具有历史意义的一步。
PET的基本成像原理是通过示踪技术，把一种能参与机体代谢的物质和能够产生正电子的放射性核素合成在一起，成为一种放射性标记物。将标记物从静脉注射入人体后，随血液循环系统扩散，分布到全身，参与物质的代谢过程或蓄积于特定的组织器官内。经体外探测放射性物质的分布，可以反映放射性示踪剂在体内的位置与数量，从而判定各组织器官的代谢变化与分布状态。与单纯的形态结构成像技术不同，PET 通过肿瘤组织对示踪剂的摄取、代谢变化，直接反映其生物活性或生物学行为改变。
PET－CT的基本组成由一台CT和一台PET组成，包括扫描机架、主机柜、操作控制台、图像融合工作站、图像记录系统等组成。扫描机由CT扫描系统、PET扫描系统、扫描床组成。PET 扫描系统主要部件是PET扫描探头，是由多个探测器排列组成，围成环状。探测器是用来探测γ射线的装置，探测器晶体的性能是影响PET灵敏度的关键因素。与探测器相连的是光电倍增管，它的作用是把晶体产生的微弱光信号转换、放大成电信号，经过倍处理，光信号才能形成脉冲电流输出。
众所周知，对内脏疾病尤其是肿瘤，CT已公认为最常用的检查方法。作为高档的PET-CT 一体机，CT机的配置均为多排探测器螺旋CT(4、8、16排CT)。PET－CT机中CT的作用，既能为PET提供解剖定位图像，也可单独完成各项CT扫描。
PET-CT常用正电子发射体是18氟、11碳、13氮等。目前，世界上临床最常用的正电子发射体是18氟。PET所使用的探测器设计要求非常严格，最新研制的成排探测器通过光电倍增管（PMT）将闪烁信息转变为电信号，使成像信息极大增强丰富。
PET-CT采集技术中的数据采集过程包括空白扫描、透射扫描与发射扫描三个步骤。发射扫描又分为2D采集与3D采集两种形式。目前临床最常用的PET显像剂为2－18F-2-脱氧-D-葡萄糖（18F-FDG），它的生化特点加上18F的生物半衰期，非常适于临床应用。而11C-蛋氨酸在肿瘤显像中的应用已取得很多临床经验。11C-胆碱肿瘤显像是目前研究的热点之一。
接受检查前，患者至少禁食4小时，有人主张禁食6～12小时。血糖水平应在正常范围内（<6.1mmol/L或120mg/dl）,这些要求对糖尿病患者尤为重要，体内葡萄糖水平过高可能改变18F-FDG的分布。开始扫描前45～60分钟，经静脉注射185～555MBq（5～15mCi）18F-FDG后，让患者在暗光线的房间内卧床隔离休息。至时再进行PET-CT扫描。
PET的应用使得医学影像技术达到了一个崭新的水平，使无创伤性的、动态的、定量评价活体组织或器官在生理状态下及疾病过程中细胞代谢活动的生理、生化改变，获得分子水平的信息成为可能，这是目前其他任何方法所无法实现的。因此，在发达国家，PET广泛应用于临床，已成为肿瘤、冠心病和脑部疾病这三大威胁人类生命疾病诊断和指导治疗的最有效手段。PET-CT整合成一个完整的显像系统，完成了真正意义上的功能与解剖影像的统一，使得影像医学的发展向前迈出了具有历史性意义的一步，PET-CT是一项安全、无创的检查，无致敏性，衰变非常快，对人体不够成危害，是安全的显像检查。那么，它具体主要应用哪些领域呢？
PET-CT在肿瘤疾病中的应用
1.肿瘤的早期诊断和良恶性鉴别:
肿瘤组织的重要特点之一就是生长迅速、代谢旺盛，特别是葡萄糖酵解速率增高。因此，代谢显像是早期诊断恶性肿瘤的最灵敏的方法之一。如发现肺部单发结节，PET显示代谢明显活跃，则提示为恶性病变。若无代谢增高表现，提示良性病变可能性大，手术的选择就要慎重。
2.确定各类恶性肿瘤的分期和分级:
PET能一次进行全身断层显像，这也是其它显像设备所无法实现的。除了发现原发部位病变，还可以发现全身各部位软组织器官及骨骼有无转移病变，对肿瘤的分期非常有帮助，并提供准确的穿刺或组织活检的部位，协助临床医生制订最佳的治疗方案。
3.治疗效果评估和预后判断：
对肿瘤各种治疗的疗效进行评估并进行预后判断，指导进一步的治疗。
4.早期鉴别肿瘤复发，对肿瘤进行再分期
PET可以对治疗后肿瘤残留或复发进行早期诊断，并与治疗后纤维化、坏死进行鉴别，同时根据治疗后病灶分布情况进行再分期，CT及MRI等结构信息为主的影像手段很难做到这一点。
5.肿瘤原发病灶的寻找：
通过快速的全身PET-CT扫描，为不明原因的转移性肿瘤寻找原发病灶。
6.放疗生物靶区定位：
帮助放疗科医生勾画生物靶区。例如在肺癌合并肺不张等情况下，放疗师很难判断肿瘤的实际边界，PET将有助于确定代谢活跃的病灶范围，为放射治疗（尤其是精准放疗）提供更合理、准确的定位，降低治疗的副作用。
PET-CT在心脏系统中的应用
心肌存活的研究已成为近年来的热门话题，普遍认为，PET心肌代谢显像的方法，是目前判断心肌细胞活性最准确的方法，称为“金标准”。PET显像可以帮助确定和鉴别坏死心肌与可逆性缺血心肌，对介入治疗、冠状动脉搭桥手术有重要的指导作用，可明显提高搭桥手术的成功率，同时可对术后心功能恢复情况进行预测。
PET-CT在神经系统中的应用
脑代谢显像能准确了解正常情况下和疾病状态下的神经细胞活动及代谢变化，以及不同生理条件刺激和思维活动状态大脑皮质的代谢情况。通过PET直观地了解到人大脑代谢活动情况及各种生理性或病理性代谢变化，并以图像的方式反映出来。
具体应用：
1. 癫痫定位： 对脑癫痫病灶准确定位，为外科手术或伽玛刀切除癫痫病灶提供依据；
2. 脑肿瘤定性和复发判断： 脑肿瘤的良恶性定性、恶性胶质瘤边界的确定、肿瘤治疗后放射性坏死与复发的鉴别、肿瘤活检部位的选择等。
3. 痴呆早期诊断：早老性痴呆的早期诊断、分期并与其他类型痴呆如血管性痴呆进行鉴别。
4. 脑受体研究：帕金森病的脑受体分析，进行疾病的诊断和指导治疗。
5. 脑血管疾病：PET可以敏感地捕捉到脑缺血发作引起的脑代谢变化，因此可以对一过性脑缺血发作（TIA）和脑梗死进行早期诊断和定位，并进行疗效评估和预后判断。
6. 药物研究：进行神经精神药物的药理学评价和指导用药，观察强迫症等患者脑葡萄糖代谢的变化情况，为立体定向手术治疗提供术前的依据和术后疗效随访等。
PET-CT在健康体检方面的应用
PET-CT是一种灵敏度高、准确性好、无创伤的检查手段，对许多疾病（尤其是常见的恶性肿瘤等疾病）具有早期发现、早期诊断的价值。PET/CT检查可一次性全身成像，便于发现全身体内是否存在危险的微小病变，早期诊断可使受检者能真正得到早期治疗而争取达到治愈。同时PET-CT检查也特别适合于判断大脑或心脏是否存在早期缺血、缺氧等代谢功能方面的异常变化，有助于指导受检者及时采取针对性治疗或采取恰当地预防措施。
PET－CT寻找感染病灶
在临床上常规影像检查不易发现的感染灶在PET-CT较容易被发现，并确定病灶的位置、范围。
随着PET-CT更多功能的开发及广泛应用于临床、服务于临床，使影像诊断技术内容有了极大的丰富，使诊断符合率有了极大的提高，将来它一定会独放异彩。

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