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)勢充分結合,產生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),兩者有機結合,可以更早、更精確地發(fā)現(xiàn)病灶,病變位置和性質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設備———Discovery PET/CT Elite,彌補了豫西南地區(qū)的空白。該設備的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,但因其結構差異(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運蛋白轉運至細胞內,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,而后轉變?yōu)楸?,參與體內三羧酸循環(huán),最后變?yōu)樗投趸肌6?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。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在腫瘤細胞內的濃聚程度與細胞內葡萄糖代謝水平呈正相關: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、代謝異常程度,還可以發(fā)現(xiàn)腫瘤的淋巴結及遠隔轉移。
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、淋巴結及遠隔轉移,對腫瘤進行精確的分期。國內外研究證實,PET/CT可以改變30%-40%腫瘤病人的臨床分期,包括分期上調和下調,對病人的預后產生了積極的影響。
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,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,產生了“生物靶區(qū)及生物適形調強放射治療”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),而僅僅顯示轉移病灶,其原發(fā)灶太小或已經萎縮消失,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、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)神經系統(tǒng)隱匿性病變,評價許多中樞神經系統(tǒng)藥物在體內引起的生理、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,在腦膠質瘤的分級方面有重要的應用價值(低級別腦膠質瘤表現(xiàn)為低代謝病灶,高級別腦膠質瘤表現(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瘤術后復發(fā)和瘢痕灶,并可用以預測預后;用于檢測和診斷顱內原發(fā)性淋巴瘤、腦垂體瘤及腦轉移瘤等。
11C-蛋氨酸(11C-MET)可以顯示腦腫瘤的氨基酸轉運及蛋白質合成,大多數(shù)顱內腫瘤可攝取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、立體定向放射治療方面有獨特的應用價值。
2.神經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顯像可以顯示黑質紋狀體通路中多巴胺能神經末梢的多巴胺的合成和代謝異常,帕金森病表現(xiàn)為雙側尾狀核和殼核的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。另外多巴胺轉運蛋白可用于顯示多巴胺神經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)結構尚未呈現(xiàn)異常但細胞分子已經發(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,如活動性結核、隱球菌性肉芽腫、結節(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(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。