PET/CT(positron emission tomography and computed tomography)的中文全稱是正電子發(fā)射計算機斷層顯像/X線計算機體層成像儀,,是一項結(jié)合PET功能影像和CT解剖定位顯像的檢查,。它將PET圖像和CT圖像融合在一起,,使兩者優(yōu)勢充分結(jié)合,,產(chǎn)生1+1>2的效果。簡單來說,,PET好比是探測人體的“生命雷達”,,CT就像衛(wèi)星定位系統(tǒng),兩者有機結(jié)合,,可以更早,、更精確地發(fā)現(xiàn)病灶,病變位置和性質(zhì)可在影像中一目了然,。
我院于2014年底引進了GE公司最新的第三代PET/CT設(shè)備———Discovery PET/CT Elite,,彌補了豫西南地區(qū)的空白。該設(shè)備的PET系統(tǒng)采用了目前最先進的LBS晶體,,探測器采用Block模塊化設(shè)計,,數(shù)量多達256個,擁有毫米級PET分辨率,,并且具有目前最低的藥物注射劑量,;CT系統(tǒng)為高端64排CT系統(tǒng),具有目前最快的容積掃描速度和最高的掃描時間分辨率,。
用11C,、18F、15O,、13N等核素,,標記與腫瘤生物活動相關(guān)的生物分子(如核酸、受體,、酶等),,然后引入血循環(huán)使其參加人體的代謝活動,同時核素發(fā)射正電子,,正電子發(fā)生湮滅輻射產(chǎn)生一對方向相反,、能量均為511kev的γ光子,PET探測器接收γ光子后由計算機重建成像,,可以直接顯示上述生物分子在體內(nèi)的分布,、強度、變化等信息,,實現(xiàn)在分子水平顯示腫瘤組織的特殊變化,,達到診斷和監(jiān)測的目的。
腫瘤的生化和物質(zhì)代謝改變是多方面的,,有糖代謝增強(有氧和無氧糖酵解,,以無氧糖酵解的增強為最特征的表現(xiàn))。還有蛋白質(zhì)合成速度加快,,核苷酸代謝增強,,脂類代謝增強,,另外,腫瘤的細胞核或其胞質(zhì)存在某些受體表達等,。因此,,PET/CT通過注射不同類型的顯像劑可以對腫瘤定性診斷提供更多信息。
18F-FDG與天然葡萄糖代謝途徑相似,,但因其結(jié)構(gòu)差異(2-位碳原子上的羥基被18F取代)而有所不同:第一步,,天然葡萄糖通過葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白轉(zhuǎn)運至細胞內(nèi),在己糖激酶的作用下磷酸化,,生成6-磷酸葡萄糖,。第二步,在6-磷酸果糖激酶的作用下分解為6-磷酸果糖,,而后轉(zhuǎn)變?yōu)楸?,參與體內(nèi)三羧酸循環(huán),最后變?yōu)樗投趸?。?8F-FDG在完成第一步磷酸化生成6-磷酸-18F-FDG后進入第二步時,則不能繼續(xù)分解而較長時間滯留在細胞內(nèi),。在葡萄糖代謝平衡狀態(tài)下,,6-磷酸-18F-FDG滯留量大體上與組織細胞葡萄糖消耗量一致,故18F-FDG能反映體內(nèi)葡萄糖利用狀況,。
因此,,18F-葡萄糖(18F-FDG)可以用于人體幾乎所有類型腫瘤的代謝顯像,是目前臨床上應用最普遍的一種廣譜腫瘤顯像劑,。18F-FDG在腫瘤細胞內(nèi)的濃聚程度與細胞內(nèi)葡萄糖代謝水平呈正相關(guān):腫瘤惡性程度越高,,18F-FDG攝取越明顯。利用腫瘤細胞攝取18F-FDG增高的特點,,可以早期發(fā)現(xiàn)和確定惡性腫瘤原發(fā)灶的部位,、性質(zhì)、代謝異常程度,,還可以發(fā)現(xiàn)腫瘤的淋巴結(jié)及遠隔轉(zhuǎn)移,。
PET/CT臨床應用
(一)PET/CT在腫瘤疾病中的應用
1.腫瘤定性及定位診斷
PET/CT的臨床應用為腫瘤的定性及定位診斷提供了一種較好的無創(chuàng)性檢查方法,因此被廣泛用于惡性腫瘤的診斷,、良惡性病變的鑒別和全身轉(zhuǎn)移灶的探查,。
2.腫瘤分期
PET/CT可以早期發(fā)現(xiàn)原發(fā)灶的部位、大小,、淋巴結(jié)及遠隔轉(zhuǎn)移,,對腫瘤進行精確的分期。國內(nèi)外研究證實,,PET/CT可以改變30%-40%腫瘤病人的臨床分期,,包括分期上調(diào)和下調(diào),,對病人的預后產(chǎn)生了積極的影響。
3.療效評價
凡是對放,、化療有反映的瘤組織,,其腫瘤細胞增殖速度會減慢或停止,代謝活動減低,,標準化攝取值(SUV)會隨之減低,。因此比較治療前后PET/CT顯像結(jié)果,可以準確地反映治療效果,。
4.復發(fā)監(jiān)測與再分期
一些腫瘤治療后,,隨診發(fā)現(xiàn)腫瘤標志物升高,但其它影像學檢查沒有陽性發(fā)現(xiàn),,而PET/CT可以發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)的亞臨床病灶,,為臨床提供進一步治療的依據(jù)。
5.判定預后
PET/CT在判定腫瘤的生物特性方面具有獨特的優(yōu)勢,。研究表明,,在多種腫瘤,PET顯示腫瘤的病灶濃聚程度與腫瘤的惡性程度相關(guān),,同樣組織學分級的腫瘤,,18F-FDG攝取高者5年存活率低于18F-FDG攝取低者。
6.放療等治療新技術(shù)研究
PET/CT可以顯示組織的功能代謝狀態(tài)甚至分子水平的變化,,產(chǎn)生了“生物靶區(qū)及生物適形調(diào)強放射治療”的新概念,,明顯提高了放射治療的臨床效果,而且“生物適形調(diào)強放射治療”可能會成為21世紀腫瘤放射治療發(fā)展的主流,。
7.尋找腫瘤原發(fā)灶
PET/CT通過全身顯像,,可以發(fā)現(xiàn)大部分原發(fā)病灶,協(xié)助臨床選擇合適的治療方案,。但是,,有部分病例在PET/CT圖像上可能沒有異常表現(xiàn),而僅僅顯示轉(zhuǎn)移病灶,,其原發(fā)灶太小或已經(jīng)萎縮消失,,這部分病例可能無法確定原發(fā)病灶,甚至尸檢也不能發(fā)現(xiàn),。
8.偶然發(fā)現(xiàn)腫瘤或癌前病變
隨著人民健康體檢意識增強,,PET/CT一次掃描全身成像及早期發(fā)現(xiàn)疾病的優(yōu)勢使得用PET/CT進行健康體檢的人數(shù)在逐年增多,因此,,可以偶然發(fā)現(xiàn)腫瘤或癌前病變,。國內(nèi)外統(tǒng)計,其發(fā)現(xiàn)惡性腫瘤的比例在1%-3%左右,。
(二)PET/CT在神經(jīng),、精神疾病中的應用
PET/CT顯像根據(jù)所用的顯像劑的不同,,它能從分子水平研究腦組織的血流、代謝,、受體分布,、基因表達及功能改變,從而可以在分子水平上反映腦組織的生物化學過程和功能改變,,是研究腦功能及探索疾病早期改變的敏感手段,,能夠早期發(fā)現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)隱匿性病變,評價許多中樞神經(jīng)系統(tǒng)藥物在體內(nèi)引起的生理,、病理變化,,對探究腦部疾病的原因、早期診斷和指導治療有重要價值,。
1.腦腫瘤中的應用
PET/CT在腦腫瘤的診斷,、分級、復發(fā)監(jiān)測,、療效評估及預后判斷方面有獨特的應用價值,。18F-FDG PET/CT顯像可顯示顱腦腫瘤的葡萄糖代謝,在腦膠質(zhì)瘤的分級方面有重要的應用價值(低級別腦膠質(zhì)瘤表現(xiàn)為低代謝病灶,,高級別腦膠質(zhì)瘤表現(xiàn)為高代謝病灶),。另外18F-FDG PET/CT顯像還可以用于鑒別高級別腦膠質(zhì)瘤術(shù)后復發(fā)和瘢痕灶,并可用以預測預后,;用于檢測和診斷顱內(nèi)原發(fā)性淋巴瘤、腦垂體瘤及腦轉(zhuǎn)移瘤等,。
11C-蛋氨酸(11C-MET)可以顯示腦腫瘤的氨基酸轉(zhuǎn)運及蛋白質(zhì)合成,,大多數(shù)顱內(nèi)腫瘤可攝取11C-MET而使腫瘤得以顯影。11C-MET顯像在探測低級別膠質(zhì)瘤方面明顯優(yōu)于18F-FDG顯像,。在腫瘤復發(fā),、殘余檢測中,11C-MET顯像也優(yōu)于18F-FDG顯像,。11C-MET顯像腫瘤邊界清楚,,在指導病灶活檢、手術(shù),、立體定向放射治療方面有獨特的應用價值,。
2.神經(jīng)精神性疾病中的應用
18F-FDG PET/CT顯像可用于癲癇病人致癇灶的定位,癲癇發(fā)作間期致癇灶通常表現(xiàn)為低代謝,,而發(fā)作期則表現(xiàn)為高代謝,,18F-FDG PET/CT顯像對致癇灶的準確定位可指導外科和立體定向放射治療。11C-氟馬西尼可以顯示顱內(nèi)苯二氮R體的分布情況,,也可用于致癇灶的定位,,其診斷靈敏度與18F-FDG顯像相近,,而病灶更局限、更準確,。
18F-dopa PET/CT顯像可以顯示黑質(zhì)紋狀體通路中多巴胺能神經(jīng)末梢的多巴胺的合成和代謝異常,,帕金森病表現(xiàn)為雙側(cè)尾狀核和殼核的18F-dopa攝取的不對稱性降低,而且殼核降低更明顯,,與多系統(tǒng)萎縮,、進行性核上性麻痹和皮質(zhì)延髓變性不同而有助于鑒別診斷。18F-dopa顯像還有助于帕金森病的病情監(jiān)測和嚴重程度評估,。另外多巴胺轉(zhuǎn)運蛋白可用于顯示多巴胺神經(jīng)元的丟失速率而用于帕金森病的早期診斷及病情評價,,
(三)PET/CT在心臟疾病中的應用
PET/CT心肌顯像主要包括心肌灌注顯像,、心肌代謝顯像,、心肌受體顯像、細胞凋亡顯像及斑塊顯像等,。18F-FDG PET顯像是目前檢測存活心肌最可靠的方法,,與心肌灌注顯像結(jié)合,能準確地評價心肌活力,。
PET/CT的優(yōu)越性和局限性
優(yōu)越性:
1,、 一次檢查即可獲得全身信息
一次定位獲得全身信息,可直觀的看到疾病在全身的受累部位及情況,,節(jié)省了大量其他影像學需要逐個部位檢查的時間和金錢,,免去了多次檢查的煩惱。
2,、對各類腫瘤的靈敏度高
PET/CT在病變區(qū)的形態(tài)結(jié)構(gòu)尚未呈現(xiàn)異常但細胞分子已經(jīng)發(fā)生變化的腫瘤早期就能準確的探測病灶部位,,并可獲得三維影像,達到早期診斷,,這是其他影像檢查無法比擬的,。
3、高達95%以上的準確率
根據(jù)惡性腫瘤高代謝的特點,,在進行PET/CT檢查前需對人體注射帶有18F標記的葡萄糖,,使得病變區(qū)域出現(xiàn)異常濃聚,從而判斷出病變部位,。此種方法可以有效的檢查出大部分腫瘤,,準確率高達95%以上。
4,、整個檢查過程無創(chuàng),、無痛
PET/CT檢查其實是一種影像學掃描,就跟太陽光照射一樣,沒有任何痛覺和創(chuàng)傷,,受檢者只需要接受靜脈注射微量的示蹤劑和躺著休息,,沒有其他任何不適。
5,、輻射量低,,安全可靠
第三代PET/CT設(shè)備,使用的放射性核素劑量明顯降低,,配備的64排CT掃描時間短,,并采用低毫安掃描,使得輻射劑量顯著減低,。故我院的PET/CT一次全身檢查的輻射劑量只有7.5mSv左右(7.0~10.2),。
局限性:
部分增值快、代謝高的良性病變,,如活動性結(jié)核,、隱球菌性肉芽腫、結(jié)節(jié)病,、膿腫,、急性感染灶、甲狀腺高功能腺瘤等也可以出現(xiàn)18F-FDG高攝取,。而部分高分化肝細胞癌,、前列腺癌和胃印戒細胞癌及腎臟透明細胞癌等以低18F-FDG代謝為主;還有如腦灰質(zhì)(以葡萄糖代謝為主)區(qū)域的部分腫瘤,,由于腦組織以葡萄糖作為基本能源,,因此腦組織放射性本地過高,腫瘤組織與正常組織的對比度不明顯,,這些因素導致分析圖像時對腫瘤與正常組織的鑒別有一定困難,。