第五节 PET-CT及PET-MRI
PET-CT及PET-MRI能从功能和解剖学层面全面显示胸部病变，作为CT及MRI检查的重要补充。对肺癌的诊断、鉴别诊断、分期以及疗效评估等均有较好的临床价值，尤其对不确定性肺病灶的鉴别诊断意义重大。对纵隔淋巴结可精确定位和定性，还可观察淋巴结的密度、直径、与周围组织的关系等。与CT检查单纯依据淋巴结大小判定其性质相比，PET-CT尚可综合分析淋巴结的代谢变化，已成为肺癌临床分析最方便有效且无创的影像学诊断技术。磁共振弥散加权成像序列在淋巴结性质鉴别诊断中有重要价值，近年来，随着PET-MRI的推广及应用，评价淋巴结表观弥散系数与标准化摄取值（standard uptake value，SUV）的相关性已成为研究的热点，但其评估肺癌淋巴结转移的优势并不明显。利用细胞对葡萄糖的摄取和代谢的差异，可作为CT诊断肺间质纤维化等炎性病变的重要补充，有助于早期发现病变，并于疾病初期进行干预，亦可反映疾病活动程度，从而监测疗效，提示疾病的预后。
PET-CT及PET-MRI的检查费用较为昂贵，但其作为一种新兴的影像检查技术，优势在于可以解决常规影像检查技术难以完成的诊断难题，同时尚可利用其反映细胞活性的特性评估疾病的治疗疗效。随着新的示踪剂逐渐开发并应用临床，以及药物介入与PET-CT、PET-MRI相结合，有望在未来临床应用中开拓新的思路。
一、PET-CT显像
1.适应证
肺原发灶的诊断；指导穿刺活检、肺癌分期、肺癌放疗计划；判断肺癌术后复发；监测肺癌放、化疗效果；指导肺癌治疗决策。
2.优势与限度
优势：①综合PET的功能信息以及CT的解剖位置信息；②早期发现病变；③定量评价病变的生物学特性；④预后预测、肿瘤良恶性鉴别、分级分期、疗效判断和监测复发；⑤全身的整体状况评估，原发病灶的检出和转移与复发的诊断；⑥辐射量低，安全可靠。限度：呼吸动度对融合图像的影响仍然没有较好解决；对于脑内转移以及空腔脏器肿瘤如胃癌、膀胱癌等诊断价值，存在一定的局限性；对于直径小于5mm的病灶不敏感，容易造成假阴性的结果。
3.显像剂
最常用的显像剂是18F-FDG，使用量为0.10~0.12mCi/kg，静脉注射。11C-蛋氨酸是另外一个常用的肿瘤显像剂，能灵敏反映肿瘤组织的氨基酸代谢及蛋白质合成的变化，是活性肿瘤组织细胞有效标记物之一。临床检查中11C-蛋氨酸的常用剂量时370~740MBq，静脉注射。此外还有11C标记的组氨酸、亮氨酸、胸腺嘧啶脱氧核苷等，以及18F标记的雌激素类药物，如18F-16α-氟雌二醇等显像剂。
4.显像方法
（1）18F-FDG显像 1）受检者准备：
检查前至少禁食4~6小时。注射放射性药物前安静休息30分钟，以卧位或半卧位休息为宜，避免走动。
2）显像步骤：
①透射显像：仰卧检查床，经体位固定后行脏器或全身检查，用于组织衰减校正。通过多束低能激光在体表标记，用于再次显像时体位的精确重复定位。②发射显像：显像前固定患者体位，发射显像的位置及视野应与透射显像完全相同。③动态显像：静脉弹丸注射后，立即启动连续动态采集程序，在影像采集的同时采集对比肘静脉血样本，用于计算肿瘤对18F-FDG的摄取率。④静态显像：静脉注射后50~55分钟行静态影像的采集，每一断面影像的计数应为1×108左右。⑤全身显像：静脉注射后50~55分钟行全身显像。当一个视野的采集达到一定的计数后，经计算机调控，结合床位移动，依次进入第2个视野，直至达到预定采集范围。
（2）11C-蛋氨酸显像 1）受检者准备：
同18F-FDG显像，但患者在检查前6小时内可进食少量蛋白饮食。
2）显像步骤：
①透射显像：同18F-FDG透射显像。②发射显像：显像前固定患者体位，发射显像的位置及视野应与透射显像完全相同。③动态显像：静脉弹丸注射后，立即启动连续动态采集程序，在影像采集的同时采集对比肘静脉血样本，用于计算肿瘤对11C-蛋氨酸的摄取率。④静态显像：静脉注射后40~45分钟行静态影像的采集，每一断面影像的计数应为1×108左右。⑤全身显像：静脉注射后40分钟行全身显像。当一个视野的采集达到一定的计数后，经计算机调控，结合床位移动，依次进入第2个视野，直至达到预定采集范围。
5.影像处理
经放射性时间衰减校正及透射显影的组织衰减校正后，通过适当的滤波处理和重建断层影像，并制作矢状位和冠状位断层影像以及三维立体影像。常规使用图像融合软件对采集的CT图像和PET图像进行融合显像。临床常用的半定量指标有肿瘤标准摄取值，定量指标有肿瘤摄取率。
二、PET-MRI显像
1.适应证
判断肺肿瘤是否累及邻近结构（比如支气管、胸壁、横膈、纵隔等）；是否伴淋巴结转移；判断肺结节或肿块的特征，进行肿瘤分期，监测治疗反应及肿瘤复发等。
2.优势与限度
优势：①安全性高，无电离辐射；②对早期病变、软组织病变、淋巴结病变检出率高，有利于肿瘤检出、分期及疗效评价；③MRI多种技术、序列有助于完善PET的代谢和功能信息；④一次性成像可同时采集疾病的形态和功能信息。限度：扫描时间过长、金属禁忌、技术欠缺（比如PET/MRI设备的结构设计、PET探头与MRI磁场兼容性等）、伪影繁杂等。
3.存在的问题
（1）PET探测模块：
传统PET的探头采用的是光电倍增管（photomultiplier tube，PMT），由于磁场会使电子偏离原先的运动轨迹而导致PMT探测电子的损失，即使很微弱的磁场也足以改变PMT的增益，因此PMT在磁场中不能正常工作。目前研制的PET/MRI系统主要采用两种方法来解决这个问题：①保留传统的对磁场敏感的PMT而调整PET和MRI系统的其他特性，此法采用3~5m长的光纤将磁场内闪烁晶体产生的光子传输至放置在磁场外的PMT和电子元件，通过将闪烁体晶体放置磁场中而所有PET数据读取电子元件在磁场外，可将电磁场的互相干扰（electromagnetic interference，EMI）作用最小化；②采用对磁场不敏感的光子探测器，如雪崩光电二极管（avalanche photodiode，APD）代替传统的对磁场敏感的PMT。
（2）孔径大小的影响：
早期PET/MRI成像仅停留在PET与MRI图像软件融合层面。近期研制了一种70cm大孔径磁体和紧凑型、快速高性能LSO晶体PET探测器，同时还开发了特殊的屏蔽系统来有效消除磁场对于PET数据处理链的干扰。为了获得足够充分的PET信号，相关的组件（例如线圈和扫描床）使用了低衰减材料，并且在MRI扫描的同时进行PET信号的衰减校正，增加了诊断结果的可靠性。
（3）线圈及扫描范围的限制：
由于线圈及扫描范围的限制，全身常规MRI检查需对多个部位重新摆位和放置线圈。全景成像矩阵（total imaging matrix，TIM）技术实现了从头顶到脚趾的全身MRI扫描，并能获得高分辨率的图像。TIM技术的特点是革命性的矩阵线圈概念，它允许在32个射频信道中最多组合102个线圈元件，通过增长的并行接收链来形成全身成像矩阵、自动病床移动、自动线圈开关控制以及在线技术，无需患者或线圈重新摆位，数据一次采集完成，可提供极其准确和富含大量信息的全身MRI影像。