PET/CT多模态显像技术特点及临床应用进展*

王 强 王荣福*

1 PET/CT技术特点及成像原理

PET的实质是利用核物理中射线与物质相互作用中的湮灭辐射原理[1-2]，即正电子放射性核素标记示踪剂进行探测的技术，目前应用最广泛的示踪剂为氟18(18F)标记的氟代脱氧葡萄糖(18F-fluorodeoxyglucose，18F-FDG)，占临床PET/CT检查的90%以上，该示踪剂为一种葡萄糖类似物，最先于20世纪70年代由美国布鲁克海文国家实验室合成，可以用来分析心脏、脑、肝脏等器官的葡萄糖代谢情况，另外还可以用于肿瘤的显像[3-5]。但是PET本身分辨率比较低，影响了图像的判断，限制了其在临床中的应用。CT本身具有较高的分辨率，但是不能实现功能及代谢显像，PET/CT的融合很好的解决了二者存在的缺陷。目前PET/CT一般采用串联式结构，利用相关的软件将二者紧密的结合，患者一次显像即可将PET功能显像与CT解剖显像融合在一起，可在CT的准确定位下观察组织病灶的代谢情况[6]。

目前，临床上应用最广泛的PET/CT为16排PET/CT，该型仪器具有较高的图像分辨率，同时具有图像三维重建、血管成像等功能，单独使用PET还可以实现脏器血流灌注的动态显像[7-8]。此外，PET/CT中的CT可利用CT值对PET图像进行衰减校正，再进行图像重建，具有扫描时间短、噪声低等优势，以利于检查时间的缩短，同时提高PET图像的质量，对PET诊断的准确定位起到了明显的促进作用[9]。

随着技术的进步，德国西门子、荷兰飞利浦和美国通用公司等已推出了64排的PET/CT，与老式PET/CT相比，新的64排PET/CT优势更加明显。该机型扫描速度更快，可提高患者检查的舒适度。64排PET/CT最薄层可达到0.5 mm，检查图像的分辨率明显提高，使得发现小到0.5 mm的病灶成为了可能[10]。64排PET/CT在心脏检查方面有很大的优势，无论在扫描时间上，还是在冠状动脉诊断的敏感性和准确性上都有明显提高，64排CT较以往16排CT扫描速度加快，由0.42～0.50 s/周提高到0.33 s/周，一次心脏扫描仅需8～10 s。此外，该机型普遍配备了功能强大的图像分析处理软件，一次检查能够同时获取高灵敏度的PET、高清晰度的CT以及三维PET/CT图像。

2 PET/CT临床应用

PET/CT目前在临床中的应用主要涉及三大领域：肿瘤性疾病、心血管系统疾病和神经精神病，PET/CT在上述疾病的诊断价值已得到了充分的肯定[11]。

2.1 PET/CT在肿瘤疾病中的应用

目前，PET/CT应用最多的显像剂为18F-FDG，FDG属于葡萄糖类似物[12]，临床上可用标准化摄取值(standard uptake vale，SUV)半定量分析肿瘤良、恶性及进行疗效评价。PET/CT对于寻找恶性肿瘤原发灶具有较大优势，一次检查可获得全身的断层图像，可准确寻找原发灶及判断是否发生远处转移，可减少患者重复检查的麻烦[13]。临床上，恶性肿瘤多表现为局部FDG摄取增高，同时SUV增高，但是部分良性肿瘤、炎症、生理性摄取均可表现为局部放射性增高，此时便需结合CT精确的解剖学定位对病灶进行诊断，PET与CT的结合将最大程度的实现病灶的诊断与鉴别诊断[14-15]。即使如此，仍有部分病灶存在漏诊或误诊的可能。近年来，直接测量组织葡萄糖代谢率的绝对定量分析法得到了越来越多的关注，绝对定量分析可以直接定量分析组织的葡萄糖代谢率，可克服半定量分析法的缺点，提高肿瘤性疾病的诊断准确率，因此未来有巨大的应用潜力[16-17]。

临床上确定患者治疗方案的主要依据是肿瘤分期，根据患者体内原发肿瘤以及播散程度来分析恶性肿瘤的严重程度和受累范围。PET/CT全身显像可对全身各器官原发肿瘤病灶及转移情况进行分析，以便精确的实现对多种肿瘤临床分期的判断[18]。同时可以对肿瘤治疗以后的情况如放射性坏死、肿瘤残存组织复发等情况进行检查和分析。

PET/CT在放疗计划的制定方面也有非常重要的作用，当前肿瘤放疗定位主要依赖于CT，但是CT主要是解剖显像，其对肿瘤周围的炎性病灶缺乏准确的判断，也常常无法判断淋巴结转移与否，对于肿瘤复发与放疗后反应也不能准确识别。PET/CT为功能显像，其能从代谢、血流等方面实现肿瘤靶区的定位，排除炎症区域对肿瘤病灶的影响，同时可利用淋巴结对放射性显像剂的摄取判断淋巴结是否发生转移，此外可区分肿瘤复发与放疗后反应[19-20]。因此，PET/CT在放疗中的应用有助于避免正常组织受到多余的照射，同时最大程度上保证肿瘤复发及转移灶得到及时的放射治疗。

2.2 PET/CT在心血管系统中的应用

随着16排及64排具有多层螺旋PET/CT的广泛应用，可无创性的实现心脏结构、功能及代谢的同步显示与分析，其中64排PET/CT可无创性的进行心脏冠状动脉造影，可清晰的显示冠状动脉血管的狭窄程度与范围，同时可分析粥样斑块的性质，在冠心病早期诊断与治疗、预后评价等方面价值巨大[21]。

13N-NH3·H2O是目前较为实用的心肌血流灌注显像剂，PET/CT利用该显像剂可反映心肌血流灌注情况，进而实现冠心病的早期诊断。心肌梗死后部分心肌缺血坏死，此时判断心肌是否存活对于下一步治疗方案的选择及预后的评估都十分的重要，PET/CT应用18F-FDG可直接反映心肌代谢情况，同时与13N-NH3·H2O心肌血流灌注显像进行对比，若二者匹配，即无心肌存活，二者若不匹配，则可判断有心肌存活，该诊断方法的灵敏度高达98%，特异度为100%，已成为判断心肌是否存活的“金标准”[22-23]。此外，PET/CT心肌血流灌注显像可以进行心肌血流定量测定分析和提供冠脉动脉血管重建的精细解剖信息和/或血管狭窄的程度，为其治疗决策提供科学依据，具有重要的临床价值[24]。

2.3 PET/CT在神经系统中的应用

自PET/CT问世以来，其在神经精神系统疾病中的诊断作用得到了临床医生的一致认可。PET/CT可以分析大脑血流灌注情况和代谢情况，同时也可观察神经递质和受体特异结合状况，并进行递质、受体和转运体显像[25-26]。

PET/CT对帕金森氏病、阿尔茨海默病等神经变性疾病有独特的检查作用[27]。PET/CT利用多巴胺受体显像或多巴胺转运体显像可用于帕金森氏病的早期诊断与病情监测，研究与应用最多的放射性显像剂是18F-DOPA，帕金森氏病在病程早期即可观察到基底神经节摄取18F-DOPA明显低于正常组织，这将有利于帕金森氏病的早期诊断与治疗[28]。18F-FDG PET/CT在诊断阿尔茨海默病方面有较好的效果，该病早期患者PET/CT检查常可见顶叶、后颞区及扣带回双侧放射性减低，随着病情的进展，放射性减低将更加显著，同时额叶开始出现放射性减低。此外，18F-FDG PET/CT在癫痫病灶定位诊断方面，也有较高的准确性和特异性，癫痫病灶在发作期代谢会增高，发作间期则代谢降低。这可能与癫痫病灶是因为癫痫发作期消耗能量增加，而发作间期由于病灶神经元数量减少而能量消耗相对正常脑组织减少有关[29]。因此，18F-FDG PET/CT对癫痫病灶的诊断具有重大的意义，有研究表明，PET/CT定位指导下切除癫痫病灶，93%的患者术后病情可获得控制[30]。

2.4 PET/CT在体检中的应用

健康、亚健康人群PET/CT体检可在早期发现肿瘤及心、脑疾病，使得疾病可以早期诊断与治疗，改善疾病的预后。但近年来有研究者开始质疑PET/CT在体检中所发挥的作用，主要基于PET/CT所使用的放射性显像剂18F-FDG辐射造成机体的损害。因此，这些研究者认为只有在临床理由充分的情况下再做PET/CT检查更为适宜。

3 展望

PET/CT，实现了解剖和功能的完美结合，在临床应用上获得了广泛的认可，有力地促进了分子影像学的发展[31]。随着PET/CT在商业和临床上的巨大成功，促进了PET/MRI的研发和推出，虽然PET/MRI在软组织分辨率等优于PET/CT，但PET/CT在肺部等部位疾病诊断方面仍将发挥着巨大的作用[32-34]。随着更多显像剂在临床上的应用，尤其正电子放射性核素标记特定分子进行分子显像的研究，未来PET/CT将在报告基因显像、反义显像等方面迅速发展将对临床疾病的诊断产生深远的意义，并促进核医学的不断进步和发展。

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