当代PET显像技术的优势与临床应用进展

中国临床医学影像杂志1999年第10卷第1期

　　正电子发射型断层（positron emission computed tomography，PET）代表了当代最先进的无创伤性高品质影像诊断的新技术，是高水平核医学诊断的标志，也是现代医学必不可少的高技术。PET的独特作用是以代谢显像和定量分析为基础，应用11C、13N、15O、18F等正电子核素为显像剂，研究人体生理、生化、化学递质、受体乃至基因改变。PET的问世和正电子核素示踪剂的出现，使人类第一次实现了活体内分子水平的研究，开创了核医学发展的新纪元。

　　1　PET显像的基本概念和技术优势

　　PET显像所用的显像剂是正电子放射性核素，它是构成机体代谢及生物活性分子的基本元素的同位素（11C、13N、15O）或其类似物，由其标记的示踪剂（显像剂）注入血流，到达全身，聚集在特定的器官或某一部位。PET显像仪（其结构与X线CT或SPECT基本相似）由探头、数据处理系统、图像显示及检查床组成。探头含有多个成对的探测器，可探测正电子核素在衰变过程中产生的湮没辐射所发出的2个能量相同（511keV）而方向相反的γ光子。通过对应的探头，采用符合线路技术，探测器从360°方向检测不同部位的光子，记录释放出光子的时间、位置、数量及方向。显像装置绕人体旋转，多角度采集，信息经计算机贮存，再通过影像重建原理获得人体各部位横断、冠状断和矢状断面影像。

　　PET与其它影像手段相比有如下的技术优势：①应用人体自身分子的主要元素CNOH（F可合成与H相似异构体）的放射性核素制备示踪分子。从而可准确地反映机体的代谢情况，可提供独特的生理性示踪研究和活体生化显像。因而被称为“生化断层”或“生命断层”。②由于所用正电子核素，半衰期极短，如11C、13N、15O和18F的半衰期分别为20、10、2和110min。对人体的辐射剂量甚低，需要时可在一次研究中多次重复检查。③探测器采用符合线路（coincidence circuit），以电子准直取代铅准直探头，故其灵敏度高（不受探测深度限制）、对比度好，如PET的灵敏度较常规γ相机高10～100倍，其分辨率（FWHM）达4mm，可有效地检出1cm大小的病灶。④均匀度好，有利于数学重建图像，可作组织的衰减校正（attenuation correc-tion）和时间校正，校正后数据准确可靠，便于作定量分析，获得高的探测效率。⑤真正的3D探测技术，显示全身的横断、冠状和矢状断面各方位的断层影像。新型PET可作容积（volume）采集，获取的信息量大，靶／非靶比值高，可分辨的病灶小，适用面广。靶器官显示清晰，方便临床医生诊断。⑥PET影像为构建影像融合所必备的条件。PET显像能早期反映疾病的功能和代谢改变（早于形态与解剖变化），成为多种影像（如PET／CT、PET／MRI等）融合（fusionimaging）技术的先导。藉此，可大大提高功能（代谢）／解剖（形态）影像诊断的整体综合技术水平和诊断的效能，从而为医学影像学“四定”提供可靠的依据。

　　2　PET临床应用评价

　　PET的临床应用由于所在医院工作性质和特点不同，其应用领域亦有所差异。据美国绝大多数PET中心综合资料表明，主要集中应用于神经系统（15％～35％）、心血管疾病（15％～25％）、肿瘤学研究（65％～85％）等。

　　2．1　PET在神经系统疾病的应用

　　PET显像用于脑血管疾病（CVD）、癫痫、老年性痴呆、帕金森病（PD）、神经退行性疾病、神经精神药物研究与脑功能研究等很有价值。CVD最常见者有脑梗塞、短暂性脑缺血（TIA）和颅内（蛛网膜下）出血。应用PET作18F－FDG和15O2显像对缺血和梗塞进行相关参数的研究，如局部脑血流（r－CBF）、局部脑氧代谢率（r－CMRO2）、局部氧摄取分数（r－OEF）、局部脑血流容积（r－CBV）等已广泛用于CVD。PET不仅对早期急性脑梗塞诊断、定位及评价预后方面起重要作用，而且对CVD患者神经生理学和神经病学机理研究，提供了有价值的信息。

　　PET检测发现脑卒中时，早期局部受损区血流量变化差异显著，并观察到脑梗塞病人18F－FDG－PET显像和X线CT比较，功能受损的改变明显大于形态学改变。对急性脑梗塞患者随访表明，梗塞发生后数小时内血流灌注未恢复，有活性的神经组织将发生不可逆的损伤。如果测得梗塞部位脑组织r－CBF低于12ml／（100g·min），r－MRO2低于65μmol／（100g·min）阈值，则脑细胞死亡不可避免，介入治疗无效。PET对癫痫灶定位诊断价值已为学者所公认。国内赵军等报道152例癫痫患者进行了发作

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