PET/CT

PET/CT（positron emission tomography / computedtomography ） 全稱為正電子發射斷層顯像 /X 線計算機體層成像儀，是一種將 PET（功能代謝顯像）和CT（解剖結構顯像） 兩種先進的影像技術有機地結合在一起的新型的影像設備. 它是將微量的正電子核素示蹤劑注射到人體內， 然後採用特殊的體外探測 儀（PET）探測這些正電子核素人體各臟器的分佈情況，通過計算機斷層顯像的方法顯示人體的主要器官的生理代謝功能，同時應用 CT 技術為這些核素分佈情況進行精確定位，使這台機器同時具有 PET 和 CT 的優點，發揮出各自的最大優勢 ^[1]  。

PET/CT是PET和CT的組合體，將PET和CT設計為一體，由一個工作站控制 ^[2]  。

單PET進行核醫學顯像時，有其它診斷設備無法比擬的早期發現靈敏性等優越特性，但因藥物及其原理所限，其定位精度不夠好，有廠商後來將PET和CT設計為一體，掃描時根據需求同時進行PET顯像和CT顯像 ^[3]  ，並由工作站將兩種圖像融合到一起，以達到更好的鑑別和定位。

近年來，影像診斷學的一個重要進展，就是圖像融合技術的發展與應用。 圖像融合包括硬件與軟件，是一個全自動圖像配準及多種圖像的解讀技術，它不僅具有全自動的功能與解剖圖像的融合，還可以讓具有不同特徵的影像在同一平台顯示、解讀，對比與分析，為臨牀診斷與治療之間架起了一座高速、流暢的橋樑。圖像融合最引人矚目的產品就是 PET/CT, 就是將“正電子發射計算機斷層顯像技術 -PET”所獲取的功能性信息，與“ X- 射線計算機體層顯像技術-CT ”獲取的解剖學信息進行融合 ^[1]  。

PET/CT檢查設備是PET與CT兩種設備的結合。但是，最初與CT組合的功能成像設備，卻是單光子發射計算機斷層。雖然，這一設備獲得的圖像效果並不滿意，但這一創意推動並形成一種實用的雙功能成像概念，促進了PET-CT的出現和發展 ^[2]  。

在1998年,世界上第一台專用PET-CT的原型機，安裝在匹茲堡大學醫學中心。該設備機架的長、寬、高分別為110、170和168cm,CT部分與PET部分中心相距60cm，孔徑為60cm。

在1998～2001年間,在這台原型機上做了300餘例腫瘤病人,並獲得很好的效果。這一工作還獲得一系列的榮譽:其中一幅圖像被評為1999年美國核醫學年會最佳圖像。 ^[4] 

2023年1月6日，極目新聞記者從華中科技大學獲悉，由該校謝慶國教授帶領團隊開發的新一代全數字PET/CT日前通過中國醫療器械註冊認證，正式獲准進入市場。 ^[28] 

PET 其全稱是：正電子發射型計算機斷層掃描顯像 儀（positron emission tomography ，簡 稱 PET）由 探頭、數據處理系統、圖像顯示及檢查牀組成。 PET ^[5]  使用正電子示蹤劑，核素衰變過程中正電子從原子核內放出後很快與自由電子碰撞湮滅, 轉化成一對方 向 相反、能量為 511 keV 的 γ 光子。 在這光子飛行方向上對置一對探測器，便可以幾乎在同時接受到這兩個光子， 並可推定正電子發射點在兩探頭間連線上，通過環繞 360°排列的多組配對探頭，得到探頭對連線上的一維信息，將信號向中心點反投射並加以適當的數學處理 ^[6]  ，便可形成斷層示蹤劑分佈圖像。 凡代謝率高的組織或病變， 在 PET 上呈明確的高代謝亮信號，凡代謝率低的組織或病變在 PET 上呈低代謝暗信號。

CT 的全稱是：計算機斷層掃描顯像（ computedtomography ， 簡稱 CT ）， 利用人體各種組織對 X 線的吸收能力不等的特性， X 線通過人體衰減 ^[7]  ，經重建計算獲得圖像矩陣。 CT 對組織的密度分辨率較高。

PET 主要根據示蹤劑來選擇性地反映組織器官的代謝情況， 從分子水平上反映人體組織的生理、病理、生化及代謝等改變， 尤其適合人體生理功能方面的研究。 但是圖像解剖結構不清楚；CT 功能有：採用X 線對 PET 圖像進行衰減校正， 大大縮短了數據採集時間，提高了圖像分辨率；利用 CT 圖像對 PET 圖像病變部位 ^[8]  進行解剖定位和鑑別診斷。 所以 PET/ CT ^[9]  從根本上解決了核醫學圖像解剖結構不清楚的缺陷， 同時又採用 CT 圖像對核醫學圖像進行全能量衰減校正，使核醫學圖像真正達到定量的目的並且提高診斷的準確性， 實現了功能圖像和解剖圖像信息的互補。

圖像重建包括解析法和迭代法 ^[10]  。 解析法是以中心切片定理為基礎的反投影方法， 常用濾波反投影法 ^[11]  。 迭代法是屬於數值逼近算法，即從斷層圖像的初始值 出發，通過對圖像的估計值進行反覆修正 ^[12]  ，使其逐漸 逼近斷層圖像的真實值。

引起 PET 成像誤差的因素很多: 正電子類藥物強 度的快速衰變、高計數率造成的偶然符合、散射和人 體吸收衰減的影響、死時間損失、探測器靈敏度不一 致等，如果不加以校正 ^[13]  ，這些因素都會嚴重影響 PET 的成像質量， 所以 PET 數據校正是圖像處理 ^[14]  的關鍵 部分。

空間分辨率表明 PET 對空間的兩個“點”的分辨能力 ^[15]  。 一個理想的放射性點源放在 PET 的視野（fieldof view， 簡稱 FOV） 中，PET 所得到的放射性分佈圖像並不是一個點，而是有一定擴展，所得到的是一個“球”，球的大小反映了 PET 的空間分辨能力 ^[16]  。 分辨率定義為該點源的擴展函數的半寬高，主要取決於環形探測器的位置分辨。 另外，點源放在視野中不同位置，其分辨率稍有不同， 距 FOV 中心越遠， 其分辨率越差。

PET 靈敏度 ^[17]  常用單位體積內單位輻射劑量情況下探測器探測到的事例來表示。 靈敏度越高表明在一定統計誤差要求下，對特定臟器的放射性強度要求越低。 影響靈敏度的主要因素有:第一，整個探測器對被測物體所張的立體角。 第二，探測器本身的探測效率，即探測器響應事例數與入射事例數的比例。 第三，系統時間窗、能量窗大小。 第四，系統的死時間。

時間分辨率定義為:對已知好事例相對的兩個探測器響應的時間差分佈的半寬高。 時間分辨率 ^[18]  是時間窗的選定主要依據， 時間窗選擇應比時間分辨率稍大，一般以時間分佈曲線的 1/10 高寬來定。

能量甄別是排除散射事例的有力依據 ^[19]  。 因為散射事例中至少有一個光子經過了康普頓散射，能量部分損失，因而可以根據被測光子的能量大小決定好壞事例的取捨。 系統能量分辨率的大小決定着能量窗的選擇，好的能量分辨率可以選擇較小的能量窗。

PET/CT檢查是項安全、快速、無創傷的高端檢查，為了保證有效的檢查結果，和準確無誤的影像圖片，需要配合一些簡單的檢查工作。PET/CT檢查前注意事項 ^[20]  是需要受檢者認真閲讀的。

1、由於放射性藥物的特殊性，希望受檢者及主管醫生不要更改預約好的檢查時間，如有特殊情況不能如期到來，請務必在前一天上午事先電話聯繫，否則藥費損失由受檢者承擔;

2、受檢者於檢查前需禁食4-6小時，可以飲用白開水;

3、糖尿病患者需正常服用降糖藥物，控制血糖;心臟受檢患者在檢查當日晨6時口服速效降脂藥;

4、禁酒、禁飲含糖飲料、禁靜脈滴注葡萄糖、禁做劇烈或長時間的運動;

5、檢查當日儘可能避免與人交談，不咀嚼口香糖等;避免緊張體位;

6、來PET/CT中心檢查時，需帶齊有關資料(病歷、CT、X線片、病理結果、MRI和DSA等);

7、在注射顯像藥物前後都須保持安靜，並以卧位或半卧位休息，儘可能避免走動;

8、在檢查前取出身上的金屬物品，檢查中確保身體不要移動。

進行PET/CT檢查與其他影像學檢查一樣，也有需要注意的地方。不僅僅是檢查前需要受檢者與醫護人員密切的配合，確保檢查結果的準確性。在檢查後的注意事項也非常重要。一般有一下幾點：

1、檢查後不要急於走要聽從醫護人員安排才能走，部分病人可能需要進行延遲顯像;

2、檢查後需要多喝水，以利於18F-FDG的代謝而排除體外，一般2-3個小時後，可以將注射到人體的顯像劑殘留通過尿液全部排除乾淨;

3、適當食用些胡蘿蔔、綠茶、魚腥草、蜂蜜和花粉、橘子櫻桃草莓等水果。減少PET/CT檢查的輻射對身體造成的損傷，有助於修補身體，並且極大程度上降低射線的副作用;

4、24小時內儘量不要接觸孕婦及兒童 ^[20] 

大多疾病都會經歷從基因突變→代謝異常→形 態改變的發展過程。 傳統的 CT ^[21]  檢查密度分辨率高、 定位準確，但只有當疾病發生到“形態改變”這一階段 才能被發現，因此不能達到“早期診斷”的目的；傳統 的 PET ^[22]  檢查，雖然能在“代謝異常”階段就發現病灶， 但是由於缺乏周圍正常組織的對照致使定位模糊。 PET/CT ^[18]  一次顯像能同時獲得 PET ^[17]  與 CT 兩者的全身 各方向的斷層圖像，既發揮了兩者的優勢，又有效地 彌補了兩者地不足。 作為當今最完美、 最高檔次的醫學影像設備， PET/CT 全面實現了醫學影像學“四定”目標：

“定位” ：發現病變和明確病變部位

“定性” ：明確顯示形態和功能變化的病理和病理 生理性質

“定量” ：量化疾病或病變在形態學上及功能上的 改變

“定期” ：確定疾病的發展階段

PET/CT 在腫瘤疾病的診斷與治療 ^[1]  中的臨牀價值

（1）早期診斷及鑑別診斷惡性腫瘤 ^[8]  或病變.

（2）進行精確的腫瘤臨牀分期.

（3）有利於指導或調整臨牀治療方案.

（4）幫助制訂腫瘤放療計劃。

（1）準確、無創地診斷有症狀或無症狀冠心病。

（2）估測溶栓治療、經皮冠狀動脈成形術和支架植入和其他冠脈血流重建術的治療效果。

（3）跟蹤觀察有高危險因素人羣（遺傳病史、不良生活習慣、高血壓、高血脂、高血糖等）冠心病的進展或轉歸，制定相應的防治措施。

（4）心肌 ^[23]  梗塞後及其他壞死性心肌病治療前存活心肌活力判斷。

（1）各種大腦 ^[24]  疾病（腦血管性疾病、癲癇、帕金森氏病、腦原發腫瘤、早老性痴呆 和血管性痴呆 等）的定性、定位診斷，瞭解其影響範圍及程度。

（2）腦瘤 ^[25]  的分類、分型、定性和預後評估。

（3）監測退行性腦病的功能障礙。

（4）腫瘤復發灶與壞死灶鑑別。

（5）預測外科手術損傷腦組織，造成腦功能障礙的程度。

（1）幫助定位癲癇病灶，為腦外科手術提供參考。

（2）PET/CT 可實現多種正電子同位素成像，能為患者提供腦血流、腦代謝、腦神經受體分佈等 ^[26]  多個方面的信息，為癲癇在的定位和手術後復發預測提供了寶貴的資料。

在健康體檢方面，隨着人們生活方式、工作壓力的改變，出現了退行性疾病的低齡化及腫瘤發病率持續上升的情況，定期進行 PET/CT 體檢，可以早期發現這些處於萌芽狀態的病灶 ^[27]  ，從而達到早發現、早治療、早康復的目的，同時還可對一些良性病變進行監測 ^[18]  ，以提高生活和生命質量。

自問世以來，PET/CT 已充分體現出臨牀應用 價值 ^[18]  ，並且不斷改進升級。 現在已經應用 64 層螺旋 CT，採集時間更短，圖像質量更高，並應用了新的探測器晶體 - 硅酸鑥晶體技術（LSO），光衰減常數時間更短，進一步提高了圖像的空間分辨率,把核醫學 影像帶入到 了 一 個 新 的 高 度 ， 隨着應用領域的不斷擴大 ，PET/CT 必將對人類的健康發揮更加重要的作用 ^[27]  。