正电子发射断层扫描的特点及应用
作者：杨星 张永顺 张林 洪军 贾峰涛
【关键词】 PET;放射性核素;代谢图像;影像诊断
正发射断层扫描（positron emission tomography，PET），是一种具有高科技含量的医学影像检查手段。正日益受到人们的关注和青睐。现将PET工作原理、诊断价值、主要特点和检查须知等介绍如下。
1 PET的工作原理
在进行PET检查时，受检者首先需要静脉注射放射性葡萄糖，它与普通葡萄糖类似，能被人体细胞所吸纳。放射性葡萄糖像普通葡萄糖一样，根据体内各部位代谢的不同需要而在人体内分布开来，但它不能像普通葡萄糖那样完成正常代谢的全过程，而是被滞留在细胞内［1］ 。放射性葡萄糖中的放射性核素是不稳定的，它就好像放在笔尖上的小球那样，总是会从高处掉下来，回到最稳定的状态，这一过程称为放射性衰变（即失去放射性）。以18F标记的放射性葡萄糖为例，大约每110min就会有一半的葡萄糖失去放射性，并且随着时间的推移，放射性会逐渐减少。放射性核素能发射出正电子，很快就与人体内的某个电子结合形成一对能量相等的光子，这对光子沿着互为相反的方向射出，被位于人体周围PET机器上的晶体探测器所捕捉，经过机处理，就能算出探测区域内每个位置上到底出现过多少对光子。这些光子对的分布图，就是人体代谢情况的分布图，它清楚显示了人体的哪些区域葡萄糖多了或少了以及多少的程度。计算机把人体代谢情况分布图，以三维立体及各种方位断面图像的形式展现出来，医生就可以根据这些图像来进行分析诊断。
2 PET的诊断价值
根据PET的工作原理，可以得出这样的结论，PET所显示的就是人体代谢情况分布图。这种人体代谢图像对疾病的诊断有什么价值呢?大家知道，健康的人体，代谢是正常有序的;而患有疾病的人体，其代谢就会出现异常。因此，通过仔细观察人体的代谢图像，寻找异常情况，这就是疾病诊断的根据［2］ 。人体代谢异常分为两种情况，一是代谢增高，二是代谢降低。异常情况不同，结合异常情况所出现的部位和程度，我们就可以诊断出人有可能患了什么样的疾病。
恶性肿瘤是代谢增高的最典型疾病，它是目前人类生命 的三大杀手之一。恶性肿瘤实际上就是肿瘤细胞在人体内无限制增生，消耗人体大量的葡萄糖为其生长提供能量，表现为所处位置的代谢明显增高。PET在对其诊断中，突出表现在以下几个方面3］ :一是提供了早期发现的有效手段。在恶性肿瘤还没有长成肿块时，其代谢异常就已经出现，通过PET检查就能发现，提高了早期发现的概率，也就提高了治愈的几率。二是提供了良恶性的鉴别方法。通过CT、MRI检查，发现了肿瘤，但它们有时难以辨别出良恶性。恶性肿瘤生长速度快，其细胞比正常细胞的葡萄糖代谢高出20多倍，而良性肿瘤生长缓慢，因而通过PET图像的代谢增高，我们就可以鉴别良恶性。三是为寻找转移灶和原发灶提供了新途径。PET代谢图像可将人体的代谢全貌尽收眼底，很容易找到转移灶和原发灶，从而实现决策的因病制宜，有的放矢，避免盲目治疗在健康和上给病人造成的不良后果。资料显示，做过PET检查的癌症病人，有1.3左右改变了原定的治疗方案。四是为治疗效果提供了判断依据并可评价预后。病人接受治疗时，多认为肿块缩小治疗才有效，其实不一定，形态的改变往往明显滞后于代谢变化，形态虽然没有改变，但若代谢已经完全抑制就表明癌细胞已被杀死。如果此时还继续治疗，只会增加治疗并发症，使病人更加衰竭。若出现广泛异常高代谢改变多预示着病人的生存期有限。
用PET对大脑进行检查发现，人在读报或读小说时，大脑的特定区域就会兴奋，表现出代谢增高。如果你有天赋，在你听音乐时会显示出与常人兴奋区和兴奋程度的差别。对于癫痫病人，在癫痫发作与不发作时，大脑的代谢情况是不一样的。PET能告诉我们癫痫病人大脑的病灶部位，以便采取合适的治疗方法。人到中老年，有些人记忆力明显衰退，但是不是病呢?PET检查可提供依据。比如老年性痴呆症的患者，大脑的代谢是减低的，如果早期发现，就能提前做预防性治疗，从而改善老年人的生活质量。还有很多大脑的疾病，都可以通过PET来帮助诊断，如运动性障碍性疾病（帕金森病、舞蹈症）、脑血管疾病、多发性硬化等。
PET还能检查出冠心病心肌缺血的部位、范围，并对心肌活力加以准确评价，确定是否需要进行溶栓治疗、安放冠状动脉支架或进行冠状动脉搭桥手术。PET除了用于疾病诊断外，还可用于研究，这方面已经有较多的报道。如对戒毒的研究，对健康人空腹状态下心肌葡萄糖代谢的研究等。PET还可广泛用于临床科研和药物的研究与开发。它更能用于健康查体，让人们对自己的身体放心，充分体验生活。当然随着科技的，人们还会越来越多地发现PET的新用途。
3 PET的主要特点
由于PET所反映的是人体的代谢图像，这就使它与其他影像诊断设备相比具有独特的优越性。大家熟知的CT、MRI都是影像诊断的先进设备，它们所显示的都是人体的形态图像，所以使用CT、MRI进行疾病诊断，是以所看见的形态变化为基础的，但是疾病的形态变化往往不能提供准确、完整的诊断信息，特别在恶性肿瘤诊断方面，这种情况表现得尤为明显。恶性肿瘤形成的早期，人体并没有出现形态的变化，而代谢却发生了改变，PET早早就能发现它的影子。肿瘤是良性还是恶性，CT、MRI有时很难明确诊断，但PET可当机立断。恶性肿瘤是否转移，转移到哪了，范围有多大，这些对于CT、MRI都有不小的难度，但在PET代谢图像下却可清晰显示。为了充分发挥CT和PET的各自所长，家们又研制出了CT与PET一体化的CT-PET［4］ 。CT-PET是将PET和CT信号探测器结合在一起，使用同一扫描床和同一图像处理系统进行PET和CT图像采集、处理和显示的一体化设备，使代谢显像与形态显像强强联合，优势互补，灵敏度高，特异性强，将影像诊断功能提升到了更高层次，实现了医学影像技术的“四定”:定位（发现病变部位）、定性（判断病变的良恶性）、定量（分析病变进展程度）及定期（肿瘤的分期）。做到了一次检查，全身显像，立体透明，病变观察一目了然。
目前在临床使用的PET检查技术也并非十全十美。由于PET主要反映的是人体代谢图像，所以它在两方面表现欠佳:一是代谢改变不明显的疾病，PET显得手足无措，如某些特殊类型的恶性肿瘤由于发生脏器和肿瘤本身代谢的特殊 性而不能显示;二是少数良性病变也可因代谢活跃而表现为异常高代谢［5］ ，即医学术语称之为的假阴性或假阳性。
4 PET的检查须知
作PET检查，首先要提前申请预约，由于所用放射性药物的特殊性，时间安排有严格规定。被检者检查前至少应禁食6h，因为进餐后血糖增高会影响药物的吸收。静脉注射药物后要放松休息45min左右，便于药物在体内参与代谢，分布均匀。检查前要排尿，避免由于检查时间长，使得药物经尿路排泄贮存在膀胱过多而干扰周围结构的显示。PET仪器的外形与CT机类似，平躺在检查床上，没有不适，没有噪声，通常30min左右检查完毕。检查之后1～2d内医生会给出一份正式报告单，把检查情况详细告知。
PET显像所用放射性核素的半衰期很短（2～110min），经过物理衰减和生物代谢两方面作用，显像药物在受检者体内存留时间不长。PET检查对人体的辐射剂量很低，通常低于X线照片的照射剂量，因此对于人体没有什么损害，必要时还可以重复检查，所以PET检查是安全可靠的。
1 潘中允，主编.PET诊断学.北京:人民卫生出版社，2005.189-203.
2 嘉禾，主编.正发射体层显像（PET）图谱.北京:协和医科 大学出版社，2002.96-113.
3 杨星，李丽琴.PET检查的临床意义.华北国防医药，2005，17（2）: 148-149.
4 高硕.功能分子影像设备CT-PET及其临床应用.天津医药，2003， 31（1）:61-64.
5 杨星，田嘉禾.18 F-FDG-PET显像中的非肿瘤摄取.中国医学影像学杂志，2004，12（5）:368-369.
