当代Pet显像技术的特点、优点及其应用
1 引言
PET是当前核医学最高水平的标志，PET技术是目前唯一的用解剖形态方式进行功能、代谢和受体显像的技术。基于它可显示生物物质相应生物活动的空间分布、数量及其随时间的变化，故称之为生化显像或分子显像。PET已能将人类视、听等活动在脑皮质定位，它首先“打开一个揭示大脑奥秘的窗口”，它是目前用以诊断和指导治疗肿瘤、心脏病和神经系统疾病之最优手段。PET集核物理、放射化学、医学影像新技术、分子生物学技术之大成，被公认为是当代医学高科技之冠。
PET的全称为正电子发射型计算机断层显像(positron emission computed tomography)，该技术是利用回旋加速器加速带电粒子轰击靶核，通过核反应产生带正电子的放射性核素如11C、13N、15O、18F等，并合成显像剂，引人体内定位于靶器官，它们在衰变过程中发射带正电荷的电子，这种正电子在组织中运行很短距离后，即与周围物质中的电子相互作用，发生湮没辐射，发射出方向相反，能量相等的两光子。PET成像是采用一系列成对的互成180度排列后接符合线路的探头，在体外探测示踪剂所产生之湮没辐射的光子，采集的信息通过计算机处理，显示出靶器官的断层图象并给出定量生理参数。
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2 PET显像的特点
(1)由于C、N、O是人体组成的基本元素，而F的生理行为类似于H，故应用11C、13N、15O、18F等正电子核素标记人体的生理物质如糖、氨基酸和脂肪，可在不影响内环境平衡的生理条件下，获得某一正常组织或病灶的放射性分布(形态显示)、放射性标记药物浓集速率、局部葡萄糖氨基酸和脂肪代谢、血流灌注、受体的亲和常数、氧利用率以及其他许多活体生理参数等，藉此显示的形态和功能参数，以研究和诊断人体内的病理生理异常与疾病，它较之传统的解剖结构现象更深入更全面，可更早期地发现病变。
(2)应用光子准直和符合探测技术，提供了很好的空间定位，大大提高了探测灵敏度。其灵敏度比MRI高，比SPECT高10-100倍；改善了分辨率(可达4mm)，可检出1cm大小的病灶，图象清晰，诊断准确率高。
(3)能从一定体积的组织快速获得35(或更多)层面的断层图象(CT、MRI均无法办到)，且可获得全身各方向的断层图象，使临床医生能一目了然地看到疾病全身状况，它对肿瘤转移和复发的诊断尤为有利。
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(4)由于它采用两个互成1800的探测器进行探测，以及γ子光能量高，不易吸收，故湮没辐射的位置深度对测量结果无明显影响，并可以得到极正确的衰减校正，它可用实测数和经衰减校正后的真实数进行三维分布的“绝对”定量分析(精度±10%)，远优于SPECT。
(5)正电子核素为超短半衰期核素，适合于快速动态研究。
随着以分子生物学为基础的医学发展，临床医生需要从单纯理解以解剖学为基础的图象技术所提供的信息，增加对疾病的发生过程存在的生化改变信息的理解。PET是目前唯一以定量评价体内生化改变的显像设备，可为临床提供反映疾病特性的独特信息，是解剖显像技术很有用的补充。
3 PET显像的应用
3.1 基础研究领域
现代医学认为，疾病是体内生化过程失调的结果。PET可在“在体”的状况下，利用核素示踪的原理，从体表动态地定量观察活体内部分子水平的生化变化，由于能量代谢、蛋白质合成、DNA代谢、神经体液等是遍及全身各器官和各种组织的生物现象，据此，PET技术有助于了解生命活动的物质基础和深入认识并弄清疾病的病因和本质。
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在基础研究领域，PET在对脑的研究方面是理想的工具，PET的特长就体现在显示大脑生化活动方面。PET在大脑的功能定位上，不必事先预知激活区的位置，一次实验就可以得到整个大脑的显像，这是PET的突出优点。如用18F-FDG探测大脑皮层的视觉区，发现睁眼看图象会激活内侧枕叶，使其代谢增加；用半衰期只有2min的150-H20测量rCBF研究大脑功能，能短时间多次重复，用此方法，Lueck等首次找到人的颜色中心，后来又用此法找到了视觉运动中心。由于PET技术的应用，使得人类历史上第一次无创地在人体上观察到在视物、听音乐、听故事、肢体运动、记忆、焦虑等行为或心理活动状态下，中枢神经系统相应特定功能区的变化。
随着人类基因技术的解密，对危及人类健康的主要敌人一肿瘤、心血管疾病和各种遗传性疾病等的产生、发展和治疗后的转归，将从根本上得到认识，也可望从根本上找到有效治疗的方案。然而，对人体的生理生化研究，疾病的分子遗传研究等，目前大多是在体外进行，或靠动物实验，而体外实验并不能反映体内情况，来自动物的数据也不能直接用于人体。无疑，这些基础医学研究的最新成就要迅速转化为临床应用，最终为人类健康服务，就需要一道桥梁，这道桥梁正是PET。
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此外，由于PET可直接在人体测定某种药物的特定分子结构与其在体内生化效应之间关系，可以在分子水平测定药物对体内能量代谢、合成过程、信息传递及调节机制的影响，故在新药设计和研究方面，PET是一种极有用的工具。
3.2 临床应用方面
PET是诊断和指导治疗心脏病、神经精神疾病和肿瘤钓非常有效的手段。
(1)PET是非常灵敏与特异的诊断心脏病的工具。现有的心脏检查方法如超声心动图、X线CT、放射性核素、心肌灌注显像及数字减影等，虽能准确估价心脏的形态、结构和功能，但是它们均不能反映心肌的代谢状况。心功能的正常与否取决于心肌舒缩时心肌细胞的生化代谢、电生理特性及细胞活力等。若能在活体情况下测定心肌生化代谢的改变，无疑对心功能判断及疾病诊断有很大帮助。PET显像可以准确地估价局部心肌血流灌注、生理和病理状态下的心肌代谢及心脏的受体分布。它从细胞、分子水平为心血管疾病的病理生理过程的估价、诊断提供无创的可绝对定量的技术。近年来研究证明，PET心肌灌注显像诊断冠心病的准确率明显高于其他显像方式。在评价心肌活力，诊断心肌缺血，心脏手术疗效观察和预后判断等方面，PET显像都有重要价值。
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(2)PET对诊断脑部疾病，如脑肿瘤、癫痫、脑血管疾病等方面有独特的作用。PET显像能够在脑肿瘤的诊断和处理方面提供特有信息：在肿瘤良、恶性的鉴别及肿瘤的分级和分期，鉴别肿瘤的复发和坏死，探测残留肿瘤方面，PET提供的显像信息极具意义和价值。
癫痫是世界上十大医学难题之一。难治性癫痫可用手术治疗，而手术治疗的关键在于定位准确，而绝大多数却难以找到病灶，无法手术或因定位不准使手术成功率降低。PET对癫痫病灶术前定位有重要价值，且能反映病变部位血流、代谢及受体分布的信息，有助于探讨癫痫发作的机理。
(3)另外，利用PET氧代谢显像或葡萄糖代谢显像，结合脑血流显像进行分析，可明确判断急性脑梗塞病人梗塞区脑组织是否存活，这对预测急性脑梗塞早期介入治疗的疗效有重要价值。
(4)恶性肿瘤是人类死亡的主要原因之一，想减少肿瘤造成的死亡，就必须早期发现和早期治疗，PET显像由于它的灵敏度高，特异性好而在肿瘤的诊断中起着越来越重要的作用。
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利用PET研究肿瘤，可有以下手段：肿瘤血流灌注显像，肿瘤代谢显像，肿瘤受体显像，肿瘤细胞增殖及活性研究，抗癌药物动力学研究和研制亲肿瘤的靶性药物等。其具体用在临床有几个方面：1.辨别肿瘤的良、恶性；2.判定恶性程度；3.肿瘤的临床分期；4.有淋巴转移者寻找原发灶；5.评价疗效；6.早期确定复发病灶。
PET有助于早期诊断出疾病的病理性改变；有助于手术方案的确定，减少无益的有创手术；有助于术前评估预后；有助于评估疗效。
4 结语
综上所述，PET不仅是研究基础医学和药学基本理论的有力手段，也是检查和指导治疗脑疾病、心脏病及肿瘤的最佳工具。可以预期，由于PET的应用，将对临床实践产生深远的影响：
(1)临床医生将从单纯理解以解剖学为基础的图象技术所提供的信息，增加对疾病发生过程存在的生化改变的信息的理解；
(2)PET影像技术为实现“四定”，即“定位”、“定性”、“定量”、“定期”要求奠定了可靠基础；
(3)它有助于临床医生对肿瘤等疾病更科学、更全面、更合理地制订手术和治疗方案，显著提高医疗质量。
(4)它对寻找新药，研制中草药，预防保健，老年医学的突破都作出巨大贡献。, 百拇医药
PET是当前核医学最高水平的标志，PET技术是目前唯一的用解剖形态方式进行功能、代谢和受体显像的技术。基于它可显示生物物质相应生物活动的空间分布、数量及其随时间的变化，故称之为生化显像或分子显像。PET已能将人类视、听等活动在脑皮质定位，它首先“打开一个揭示大脑奥秘的窗口”，它是目前用以诊断和指导治疗肿瘤、心脏病和神经系统疾病之最优手段。PET集核物理、放射化学、医学影像新技术、分子生物学技术之大成，被公认为是当代医学高科技之冠。
PET的全称为正电子发射型计算机断层显像(positron emission computed tomography)，该技术是利用回旋加速器加速带电粒子轰击靶核，通过核反应产生带正电子的放射性核素如11C、13N、15O、18F等，并合成显像剂，引人体内定位于靶器官，它们在衰变过程中发射带正电荷的电子，这种正电子在组织中运行很短距离后，即与周围物质中的电子相互作用，发生湮没辐射，发射出方向相反，能量相等的两光子。PET成像是采用一系列成对的互成180度排列后接符合线路的探头，在体外探测示踪剂所产生之湮没辐射的光子，采集的信息通过计算机处理，显示出靶器官的断层图象并给出定量生理参数。
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2 PET显像的特点
(1)由于C、N、O是人体组成的基本元素，而F的生理行为类似于H，故应用11C、13N、15O、18F等正电子核素标记人体的生理物质如糖、氨基酸和脂肪，可在不影响内环境平衡的生理条件下，获得某一正常组织或病灶的放射性分布(形态显示)、放射性标记药物浓集速率、局部葡萄糖氨基酸和脂肪代谢、血流灌注、受体的亲和常数、氧利用率以及其他许多活体生理参数等，藉此显示的形态和功能参数，以研究和诊断人体内的病理生理异常与疾病，它较之传统的解剖结构现象更深入更全面，可更早期地发现病变。
(2)应用光子准直和符合探测技术，提供了很好的空间定位，大大提高了探测灵敏度。其灵敏度比MRI高，比SPECT高10-100倍；改善了分辨率(可达4mm)，可检出1cm大小的病灶，图象清晰，诊断准确率高。
(3)能从一定体积的组织快速获得35(或更多)层面的断层图象(CT、MRI均无法办到)，且可获得全身各方向的断层图象，使临床医生能一目了然地看到疾病全身状况，它对肿瘤转移和复发的诊断尤为有利。
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(4)由于它采用两个互成1800的探测器进行探测，以及γ子光能量高，不易吸收，故湮没辐射的位置深度对测量结果无明显影响，并可以得到极正确的衰减校正，它可用实测数和经衰减校正后的真实数进行三维分布的“绝对”定量分析(精度±10%)，远优于SPECT。
(5)正电子核素为超短半衰期核素，适合于快速动态研究。
随着以分子生物学为基础的医学发展，临床医生需要从单纯理解以解剖学为基础的图象技术所提供的信息，增加对疾病的发生过程存在的生化改变信息的理解。PET是目前唯一以定量评价体内生化改变的显像设备，可为临床提供反映疾病特性的独特信息，是解剖显像技术很有用的补充。
3 PET显像的应用
3.1 基础研究领域
现代医学认为，疾病是体内生化过程失调的结果。PET可在“在体”的状况下，利用核素示踪的原理，从体表动态地定量观察活体内部分子水平的生化变化，由于能量代谢、蛋白质合成、DNA代谢、神经体液等是遍及全身各器官和各种组织的生物现象，据此，PET技术有助于了解生命活动的物质基础和深入认识并弄清疾病的病因和本质。
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在基础研究领域，PET在对脑的研究方面是理想的工具，PET的特长就体现在显示大脑生化活动方面。PET在大脑的功能定位上，不必事先预知激活区的位置，一次实验就可以得到整个大脑的显像，这是PET的突出优点。如用18F-FDG探测大脑皮层的视觉区，发现睁眼看图象会激活内侧枕叶，使其代谢增加；用半衰期只有2min的150-H20测量rCBF研究大脑功能，能短时间多次重复，用此方法，Lueck等首次找到人的颜色中心，后来又用此法找到了视觉运动中心。由于PET技术的应用，使得人类历史上第一次无创地在人体上观察到在视物、听音乐、听故事、肢体运动、记忆、焦虑等行为或心理活动状态下，中枢神经系统相应特定功能区的变化。
随着人类基因技术的解密，对危及人类健康的主要敌人一肿瘤、心血管疾病和各种遗传性疾病等的产生、发展和治疗后的转归，将从根本上得到认识，也可望从根本上找到有效治疗的方案。然而，对人体的生理生化研究，疾病的分子遗传研究等，目前大多是在体外进行，或靠动物实验，而体外实验并不能反映体内情况，来自动物的数据也不能直接用于人体。无疑，这些基础医学研究的最新成就要迅速转化为临床应用，最终为人类健康服务，就需要一道桥梁，这道桥梁正是PET。
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此外，由于PET可直接在人体测定某种药物的特定分子结构与其在体内生化效应之间关系，可以在分子水平测定药物对体内能量代谢、合成过程、信息传递及调节机制的影响，故在新药设计和研究方面，PET是一种极有用的工具。
3.2 临床应用方面
PET是诊断和指导治疗心脏病、神经精神疾病和肿瘤钓非常有效的手段。
(1)PET是非常灵敏与特异的诊断心脏病的工具。现有的心脏检查方法如超声心动图、X线CT、放射性核素、心肌灌注显像及数字减影等，虽能准确估价心脏的形态、结构和功能，但是它们均不能反映心肌的代谢状况。心功能的正常与否取决于心肌舒缩时心肌细胞的生化代谢、电生理特性及细胞活力等。若能在活体情况下测定心肌生化代谢的改变，无疑对心功能判断及疾病诊断有很大帮助。PET显像可以准确地估价局部心肌血流灌注、生理和病理状态下的心肌代谢及心脏的受体分布。它从细胞、分子水平为心血管疾病的病理生理过程的估价、诊断提供无创的可绝对定量的技术。近年来研究证明，PET心肌灌注显像诊断冠心病的准确率明显高于其他显像方式。在评价心肌活力，诊断心肌缺血，心脏手术疗效观察和预后判断等方面，PET显像都有重要价值。
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(2)PET对诊断脑部疾病，如脑肿瘤、癫痫、脑血管疾病等方面有独特的作用。PET显像能够在脑肿瘤的诊断和处理方面提供特有信息：在肿瘤良、恶性的鉴别及肿瘤的分级和分期，鉴别肿瘤的复发和坏死，探测残留肿瘤方面，PET提供的显像信息极具意义和价值。
癫痫是世界上十大医学难题之一。难治性癫痫可用手术治疗，而手术治疗的关键在于定位准确，而绝大多数却难以找到病灶，无法手术或因定位不准使手术成功率降低。PET对癫痫病灶术前定位有重要价值，且能反映病变部位血流、代谢及受体分布的信息，有助于探讨癫痫发作的机理。
(3)另外，利用PET氧代谢显像或葡萄糖代谢显像，结合脑血流显像进行分析，可明确判断急性脑梗塞病人梗塞区脑组织是否存活，这对预测急性脑梗塞早期介入治疗的疗效有重要价值。
(4)恶性肿瘤是人类死亡的主要原因之一，想减少肿瘤造成的死亡，就必须早期发现和早期治疗，PET显像由于它的灵敏度高，特异性好而在肿瘤的诊断中起着越来越重要的作用。
, 百拇医药
利用PET研究肿瘤，可有以下手段：肿瘤血流灌注显像，肿瘤代谢显像，肿瘤受体显像，肿瘤细胞增殖及活性研究，抗癌药物动力学研究和研制亲肿瘤的靶性药物等。其具体用在临床有几个方面：1.辨别肿瘤的良、恶性；2.判定恶性程度；3.肿瘤的临床分期；4.有淋巴转移者寻找原发灶；5.评价疗效；6.早期确定复发病灶。
PET有助于早期诊断出疾病的病理性改变；有助于手术方案的确定，减少无益的有创手术；有助于术前评估预后；有助于评估疗效。
4 结语
综上所述，PET不仅是研究基础医学和药学基本理论的有力手段，也是检查和指导治疗脑疾病、心脏病及肿瘤的最佳工具。可以预期，由于PET的应用，将对临床实践产生深远的影响：
(1)临床医生将从单纯理解以解剖学为基础的图象技术所提供的信息，增加对疾病发生过程存在的生化改变的信息的理解；
(2)PET影像技术为实现“四定”，即“定位”、“定性”、“定量”、“定期”要求奠定了可靠基础；
(3)它有助于临床医生对肿瘤等疾病更科学、更全面、更合理地制订手术和治疗方案，显著提高医疗质量。
(4)它对寻找新药，研制中草药，预防保健，老年医学的突破都作出巨大贡献。, 百拇医药