1、PETCT成像技术的原理及其应用PET-CT成像技术的原理及其应用摘要：本文主要介绍了正电子发射型断层显像（PositronEmissionTomography，PET）-计算机断层显像（ComputedTomography，CT）生物医学成像技术的原理及其应用。并总结了该技术的优缺点和对该技术未来的应用进行了展望。关键词：成像技术，PET，CT1.PET-CT成像技术的原理医学图像在医学中占有重要地位。显微镜的发明对医学的发展是一次重大推动1。PET-CT将PET（正电子发射计算机断层显像）-CT（计算机断层显像）技术整合为一体，是目前世界上最先进的医学影像设备（如图1）。其高灵敏的特
2、性可以观察到清晰的解剖结构和分子水平的功能改变。通过一次非侵入性的扫描，即可观察到体内器官以及活体组织的完整的细节。图1美国GE公司PETCT仪器图PET是核医学领域比较先进的临床检查影像技术。其大致方法是，将某种物质，一般是生物生命代谢中必须的物质，如：葡萄糖、蛋白质、核酸、脂肪酸，标记上短寿命的放射性核素（如F18，碳11等），注入人体后，通过对于该物质在代谢中的聚集，来反映生命代谢活动的情况，从而达到诊断的目的。当前各医院主要使用的物质是氟代脱氧葡萄糖，简称FDG。其机制是，人体不同组织的代谢状态不同，在高代谢的恶性肿瘤组织中葡萄糖代谢旺盛，聚集较多，这些特点能通过图像反映出来，从而可对
3、病变进行诊断和分析。CT是用X射线束对人体某部一定厚度的层面进行扫描，由探测器接收透过该层面的X射线，转变为可见光后，由光电转换变为电信号，再经模拟/数字转换器（analog/digitalconverter）转为数字，输入计算机处理。图像形成的处理有如对选定层面分成若干个体积相同的长方体，称之为体素（voxel）。扫描所得信息经计算而获得每个体素的X射线衰减系数或吸收系数，再排列成矩阵，即数字矩阵（digitalmatrix），数字矩阵可存贮于磁盘或光盘中。经数字/模拟转换器（digital/analogconverter）把数字矩阵中的每个数字转为由黑到白不等灰度的小方块，即像素（pixe
4、l），并按矩阵排列，即构成CT图像。所以，CT图像是重建图像。每个体素的X射线吸收系数可以通过不同的数学方法算出。PET-CT是PET与CT的同机融合，整台设备一体化2，使用同一个检查床和同一个图像处理工作站，它集两者优势于一身，既可以显示人体的解剖结构及形态学改变，也可以显示功能、代谢、受体方面的信息，有效地降低了单纯PET或CT的假阳性和假阴性，具有灵敏度高、准确性好、定位准确的特点。其原理如图2：PETCTPETCT图2PETCT联用显像原理图2.PET-CT成像技术的应用PET-CT能对肿瘤进行早期诊断和鉴别诊断，鉴别肿瘤有无复发，对肿瘤进行分期和再分期，寻找肿瘤原发和转移灶，指导和确
6、与清晰(箭头示)3鼻咽癌患者(男，44岁)放疗前PETCT全身显像图结果显示（如图3），18F-FLT在鼻咽肿瘤和颈部转移淋巴结区均呈高摄取，与周围正常组织有明显的分界；18F-FLTPETCT诊断鼻咽癌的效能与18F-FDG无明显差别，与之前的研究结果类似；研究结果示，18F-FLT在脑组织中摄取明显低于18F-FDG，表明对于颅底、海绵窦等部位侵犯的病灶18F-FLT可能比较FFDGPETCT显像有更清晰，因此，18F-FLT用于鼻咽癌患者显像是可行的。丁其勇课题组4利用PETCT检查并经手术或随访证实的良恶性SPN患者各30例，PET诊断由2位核医学科医生以标准摄取值(SUV)I25作为
7、良恶性结节鉴别标准，PETCT诊断由2位有经验的放射科医生与2位核医学科医生综合评价结节的SUV和形态学特点后做出。并分析孤立性肺结节（SPN）的形态学特征，包括分叶、短毛刺、棘突、结节空泡、空洞、钙化、胸膜凹陷、支气管截断、支气管血管集束征、卫星灶等。统计各种征象在良性和恶性SPN中的出现频率，并用r检验分析其统计学意义来验证探讨PETCT对SPN定性诊断的准确性。图4患者男，68岁，右肺上叶尖后段SPN。PETCT融合图像显示病灶内侧部分高代谢，小于CT所示病灶范围，SUV一169，手术病理检查结果为右肺卜叶鳞癌合并炎症如图4的结果显示SPNPET诊断的灵敏度、特异性和准确性分别为867、
8、900和883，PETCT诊断的灵敏度、特异性和准确性分别为900、933和917。排在前五位的恶性征象依次是短毛刺(633)、支气管截断(500)、棘突(467)、典型分叶(367)和胸膜凹陷(267)，与良性SPN比较差异均有显着性。在7例PET诊断错误的SPN患者中，有4例PETCT诊断改变了治疗决策，其中2例PETCT诊断正确，另有2例诊断可疑，建议随访。可以看出PETCT对SPN定性诊断的准确性较PET有所提高。3总结PET-CT同时具有PET和CT的功能，但它绝不是二者功能的简单叠加，因为PET与CT优势互补。PET可以显示病灶病理生理特征，更容易发现病灶；CT可以精确定位病灶