PET的独特作用是以代谢显像和定量分析为基础，应用组成人体主要元素的短命核素如11C、13N、15O、18F等正电子核素为示踪剂，不仅可快速获得多层面断层影象、三维定量结果以及三维全身扫描，而且还可以从分子水平动态观察到代谢物或药物在人体内的生理生化变化，用以研究人体生理、生化、化学递质、受体乃至基因改变。近年来，PET在诊断和指导治疗肿瘤、冠心病和脑部疾病等方面均已显示出独特的优越性。

PET/CT则是将PET和CT（计算机体层显像）有机结合在一起，使用同一个检查床和同一个图像处理工作站，将PET图像和CT图像融合，可以同时放映病灶的病理生理变化和形态结构，明显提高诊断的准确性。

一、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，指导和确定肿瘤的治疗方案、评价疗效。在肿瘤患者中，经PET-CT检查，有相当数量的患者因明确诊断，而改变了治疗方案；PET-CT能准确评价疗效，及时调整治疗方案，避免无效治疗。总体上大大节省医疗费用，争取了宝贵的治疗时间。

二、PET-CT能对癫痫灶准确定位，也是诊断抑郁症、帕金森氏病、老年性痴呆等疾病的独特检查方法。癫痫的治疗是世界十大医疗难题之一，难就难在致痫灶的准确定位，PET-CT使这一医学难题迎刃而解。经PET-CT的引导，采用X－刀或γ－刀治疗，收到很好的治疗效果。

三、PET-CT也是健康查体的手段，它能一次显像完成全身检测，可早期发现严重危害人们身体健康的肿瘤及心、脑疾病，达到有病早治无病预防的目的。

四、PET-CT也能进行很好的疗效评估：手术、放疗、化疗等某种治疗后，通过petct检查可以确定肿瘤是否有变化、癌细胞的活跃性是否降低、全身其他部位还有没有扩展，可以判断出之前的治疗效果。

现代医学认为，绝大多数疾病是体内生化过程失调的结果，PET-CT可在生理状态下动态地定量观察体内分子水平的生化变化。随着人类基因的解密，对危害人类健康的肿瘤及心、脑疾病和各种遗传性疾病的产生、发展和治疗后转归，将从根本上得到认识，也可望从根本上找到有效的治疗方案。PET-CT基因显像是连接临床与基础基因研究的“桥梁”。

近年来，我国PET/CT仪增加很快，经调查，截止2006年8月底安装PET/CT达54台，目前存在的问题是：各地发展不平衡，配制欠合理；缺少关于PET/CT的检查指南和诊疗规范；科学研究缺乏创新，缺乏多中心的研究成果，缺乏大宗病例的总结报告，关于卫生经济学评价的研究刚刚起步；综合影像学和放射性药物的人才明显不足，通过继续教育解决急需。

PET/CT主要用于恶性肿瘤，而在我国恶性肿瘤已成为危害人民健康的主要杀手，因亲人患肿瘤致贫的家庭已不少见。实际情况是：尽管PET/CT这一高端设备对患者的诊断和治疗很有帮助，但相当多的患者因无力支付昂贵的检查费，不得不放弃使用。为此，上述54个中心除个别外，全年1个中心的检查量难以超过1500人次，以致多数PET/CT和加速器没有发挥作用。可以预料，随着PET/CT应用的逐渐成熟，PET/CT的临床价值一定会被认可，一旦有部分病种（如某些恶性肿瘤）的检查费用被纳入医疗保险，PET/CT检查的需求量将大幅度上升，在临床上会发挥更大的作用。

一 、PET显像的基本原理

PET是英文 Positron Emission Tomography的缩写。其临床显像过程为：将发射正电子的放射性核素（如F－18等）标记到能够参与人体组织血流或代谢过程的化合物上，将标有正电子放射性核素的化合物注射到受检者体内。让受检者在PET的有效视野范围内进行 PET显像。放射核素发射出的正电子在体内移动大约1mm后与组织中的负电子结合发生湮灭辐射。产生两个能量相等（511 KeV）、方向相反的γ光子。由于两个光子在体内的路径不同，到达两个探测器的时间也有一定差别，如果在规定的时间窗内（一般为 0－15 us），探头系统探测到两个互成180度（士0．25度）的光子时。即为一个符合事件，探测器便分别送出一个时间脉冲，脉冲处理器将脉冲变为方波，符合电路对其进行数据分类后，送人工作站进行图像重建。便得到人体各部位横断面、冠状断面和矢状断面的影像。

PET系统的主要部件包括机架、环形探测器、符合电路、检查床及工作站等。探测系统是整个正电子发射显像系统中的主要部分，它采用的块状探测结构有利于消除散射、提高计数率。许多块结构组成一个环，再由数十个环构成整个探测器。每个块结构由大约36个锗酸铋（BGO）小晶体组成，晶体之后又带有2对（4个）光电倍增管（PMT）（请看图1）。BGO晶体将高能光子转换为可见光。PMT将光信号转换成电信号，电信号再被转换成时间脉冲信号，探头层间符合线路对每个探头信号的时间耦合性进行检验判定，排除其它来源射线的干扰，经运算给出正电子的位置，计算机采用散射、偶然符合信号校正及光子飞行时间计算等技术，完成图像重建。重建后的图像将PET的整体分辨率提高到2 mm左右。

PET采用符合探测技术进行电子准直校正，大大减少了随机符合事件和本底，电子准直器具有非常高的灵敏度（没有铅屏蔽的影响）和分辨率。另外，BGO晶体的大小与灵敏度成正相关性。块状结构的PET探头。能进行2D或3D采集。2D采集是在环与环之间隔置铅板或钨板，以减少散射对图像质量的影响 2D图像重建时只对临近几个环（一般2－3个环）内的计数进行符合计算，其分辨率高，计数率低；3D数据采集则不同。取消了环与环之间的间隔， 在所有环内进行符合计算，明显地提高了计数率，但散射严重， 图像分辨率也较低，且数据重组时要进行大量的数据运算。两种采集方法的另一个重要区别是灵敏度不同，3D采集的灵敏度在视野中心为最高。

二 、多层螺旋CT的工作原理

CT的基本原理是图像重建， 根据人体各种组织（包括正常和异常组织）对X射线吸收不等这一特性， 将人体某一选定层面分成许多立方体小块（也称体素）X射线穿过体素后， 测得的密度或灰度值称为象素。X射线束穿过选定层面， 探测器接收到沿X射线束方向排列的各体素吸收X射线后衰减值的总和，为已知值，形成该总量的各体素X射线衰减值为未知值，当X射线发生源和探测器围绕人体做圆弧或圆周相对运动时。用迭代方法求出每一体素的X射线衰减值并进行图像重建，得到该层面不同密度组织的黑白图像。

螺旋CT突破了传统CT的设计，采用滑环技术， 将电源电缆和一些信号线与固定机架内不同金属环相连运动的X射线管和探测器滑动电刷与金属环导联。球管和探测器不受电缆长度限制，沿人体长轴连续匀速旋转， 扫描床同步匀速递进（传统 CT扫描床在扫描时静止不动），扫描轨迹呈螺旋状前进，可快速、不间断地完成容积扫描。

多层螺旋CT的特点是探测器多层排列。是高速度、高空间分辨率的最佳结合。多层螺旋CT的宽探测器采用高效固体稀土陶瓷材料制成。每个单元只有 0．5、1或 1.25 mm厚， 最多也只有5 mm厚 薄层扫描探测器的光电转换效率高达99%能连续接收X射线信号。余辉极短， 且稳定性好。多层螺旋CT能高速完成较大范围的容积扫描， 图像质量好， 成像速度快，具有很高的纵向分辨率和很好的时间分辨率。大大拓宽了CT的应用范围，与单层螺旋CT相比。采集同样体积的数据， 扫描时间大为缩短，在不增加X射线剂量的情况下， 每15 S左右就能扫描一个部位；5S内可完成层厚为3 mm的整个胸部扫描；采用较大的螺距 P值，一次屏气20 S，可以完成体部扫描；同样层厚， 同样时间内， 扫描范围增大4倍。扫描的单位时间覆盖率明显提高， 病人接受的射线剂量明显减少，x线球管的使用寿命明显延长，同时，节省了对比剂用量，提高了低对比分辨率和空间分辨率，明显减少了噪声、伪影及硬化效应。另外，还可根据不同层厚需要自动调节X射线锥形线束的宽度，经过准直的X射线束聚焦在相应数目的探测器上 探测器通过电子开关与四个数据采集系统（DAS）相连。每个DAS能独立采集完成一套图像， 按照DAS与探测器匹配方式不同。通过电子切换可以选择性地获得1层、2层或4层图像，每层厚度可自由选择（0.5、1.0、1.25 mm或 5、10 mm。采集的数据既可做常规图像显示， 也可在工作站进行后处理， 完成三维立体重建、多层面重建、器官表面重建等，并能实时或近于实时显示。另外．不同角度的旋转、不同颜色的标记，使图像更具立体感 更直观、逼真。仿真内窥镜、三维CT血管造影技术也更加成熟和快捷。

三 、 PET－CT的图像融合

PET与CT两种不同成像原理的设备同机组合，不是其功能的简单相加。而是在此基础上进行图像融合，融合后的图像既有精细的解剖结构又有丰富的生理、生化功能信息， 能为确定和查找肿瘤及其它病灶的精确位置 定量、定性诊断提供依据。并可用X线对核医学图像进行衰减校正。

PET－CT的核心是融合，图像融合是指将相同或不同成像方式的图像经过一定的变换处理， 使它们的空间位置和空间坐标达到匹配，图像融台处理系统利用各自成像方式的特点对两种图像进行空间配准与结合， 将影像数据配准后合成将影像数据配准后合成合成为一个单一的影像。 PET－CT同机融合（又叫硬件融合、非影像对位）具有相同的定位坐标系统，病人扫描时不必改变位置，即可进行 PET－CT同机采集， 避免了由于病人移位所造成的误差。采集后两种图像不必进行对位、转换及配准，计算机图像融合软件便可方便地进行2D、3D的精确融合，融合后的图像同时显示出人体解剖结构和器官的代谢活动， 大大简化了整个图像融合过程中的技术难度、避免了复杂的标记方法和采集后的大量运算， 并在一定程度上解决了时间、空间的配准问题， 图像可靠性大大提高。

PET在成像过程中由于受康普顿效应、散射、偶然符合事件、死时间等衰减因素的影响， 采集的数据与实际情况并不一致， 图像质量失真，必须采用有效措施进行校正，才能得到更真实的医学影像。同位素校正得到的穿透图像系统分辨率一般为12 mm、而 X线方法的穿透图像系统分辨率为1mm左右， 图像信息量远大于同位素方法。用 CT图像对 PET进行衰减校正 使 PET图像的清晰度大为提高，图像质量明显优于同位素穿透源校正的效果（请看图2）， 分辨率提高了 25%以上，校正效率提高了 30%，且易于操作。校正后的 PET图像与 CT图像进行融合， 经信息互补后得到更多的解剖结构和生理功能关系的信息 对于肿瘤病人手术和放射治疗定位具有极其重要的临床意义。

PET－CT提供的预测和治疗处理信息比单独 PET和 CT多得多，它超越了单独PET和单独CT的现有领域，既能完成超高档 CT的所有功能，又能完成 PET的功能——20 min能完成全身 CT扫描， 比单纯 PET的效率提高了 60%以上，还能提供比 CT更为准确、快速的心肌和脑血流灌注功能图像。 PET－CT融合图像能很好地描述疾病对生物化学过程的作用， 鉴别生理和病理性摄取， 能在疾病得到解剖证据前检测出早期发病征兆，甚至能探测到小于2 mm的亚临床型的肿瘤，为临床正确确定放疗的计划靶区（临床靶区与生物靶区相结合）、检测治疗过程中药物和放疗效果提供最佳的治疗方案和筛选最有效治疗药物。解剖定位加功能显像对于病变部位。

具体应用

事实上对于PET-CT所用造影剂的辐射量，解放军307医院核医学科主任丁勇曾专门在微博上做过解释，他指全身扫描有效剂量产生的辐射约为10.5毫西弗，只是《辐射防护规定》中一次应急照射限值100毫西弗的十分之一，远低于发生非随机辐射损害的值。

香港大学放射诊断学系系主任Pek-Lan Khong教授等研究者采用了三种目前主流的PET-CT仪器，结果显示 其辐射剂量在13-32毫西弗之间，而“与PET-CT有相关性的癌症发病率”则为0.2%-0.8%，且年龄越低，风险越大。因此，研究者建议，应该在有充分的临床理由后再做PET-CT检查，并应采取措施，以减少剂量。

英国杜克大学医学中心辐射安全部的Robert E. Reiman教授在接受南方周末记者采访时表示，“科学界公认，辐射对身体的损害，会随着其暴露在辐射下的次数增加而积累。因此，每一次PET-CT检查都会增加风险，这将在一段时间后最终带来显著的辐射剂量”。Robert E. Reiman强调，儿童所遭受的风险将更大。

对于影像学检查中辐射剂量的问题，整个医学界都非常重视。无论是X光、CT还是PET/CT，医生都会把辐射剂量控制在目前认为的安全标准之内，避免对患者身体的伤害。PET/CT PET-CT的辐射来源自显像剂18F-FDG（全称氟代脱氧葡萄糖），采用的核素是超短半衰期同位素，在很短的时间内会自动衰减，而且注射的剂量非常低，在人体可以接受的安全范围之内，多喝水有利于快速排出体外。

医学检查中的辐射都会充分考虑“实践正当性”，用“两害取其轻”来概括。如果将PET/CT作为确定肿瘤的良恶性、分期诊断恶性肿瘤等的手段，PET/CT检查的积极意义就远大于辐射对身体的影响，更何况，现在的PET/CT辐射剂量低于安全上限。

辐射对身体的影响与遭受的辐射剂量和次数、人体自身修复能力都有关。大剂量的辐射可能使组织遭到破坏、坏死，放疗就是利用辐射的这个原理将癌细胞杀死；而低剂量的辐射被人体吸收后，身体有一个修复的过程。从事放射科、介入医学或核医学的医务工作者要接触到辐射，他们每年都会进行体检，其中一项指标叫淋巴细胞微核率能反映受照射后身体受影响的程度。如果数值升高，表示身体受辐射的影响较大，经过一段时间的休息调整，此数值通常都会恢复到正常。有些人做过PET/CT后，间隔不久又多次做其它有辐射的检查，辐射剂量会有累积；如果人体受到辐射后还没得到及时修复，身体受辐射影响的可能性会增高。

2022年9月21日，国家原子能机构在北京发布核技术应用领域十件大事，其中包括世界首台全景动态扫描PET-CT研制成功。