代谢显像能看出癌症吗

正电子发射断层扫描（PET）是继CT和MRI之后应用于临床的一种新型的影像技术，其全称为：正电子发射型计算机断层显像（positron emission computed tomography，简称PET）。其原理是将人体代谢所必需的物质，如：葡萄糖、蛋白质、核酸、脂肪酸等标记上短寿命的放射性核素（如18F）制成显像剂（如氟代脱氧葡萄糖，简称FDG）注入人体后进行扫描成像。因为人体不同组织的代谢状态不同，所以这些被核素标记了的物质在人体各种组织中的分布也不同。

（一）优缺点

PET检查的优点：PET是目前唯一可在活体上显示生物分子代谢、受体及神经递质活动的新型影像技术，现已广泛用于多种疾病的诊断与鉴别诊断、病情判断、疗效评价、脏器功能研究和新药开发等方面。①灵敏度高。PET是一种反映分子代谢的显像，当疾病早期处于分子水平变化阶段，病变区的形态结构尚未呈现异常，MRI、CT检查还不能明确诊断时，PET检查即可发现病灶所在，并可获得三维影像，还能进行定量分析，达到早期诊断，这是目前其他影像检查所无法比拟的。②特异性高。MRI、CT检查发现脏器有肿瘤时，良恶性的诊断尚且困难，但PET检查可以根据性肿瘤代谢不同的特点而做出诊断。③全身显像。PET一次性全身显像检查便可获得全身各个区域的图像。④安全性好。PET检查尽管用核素有一定的放射性，但所用核素量很少，而且半衰期很短，经过物理衰减和生物代谢两方面作用，在受检者体内存留时间很短。一次PET全身检查的放射线照射剂量远远小于一个部位的常规CT检查，因而安全可靠。虽然PET有以上诸多的优点，但仍存在如下不足：①对肿瘤的病理性质的诊断仍有一定局限性。②检查者需要有较丰富的经验。③检查费用较为昂贵，普及推广目前尚有难度。

（二）PET／CT的问世

近几年，可以反映器官或组织的功能和代谢的核医学影像设备取得了突飞猛进的发展，尤其是PET技术的完善和推广应用。PET的优势在于所使用的能产生正电子的放射核素（如C、N、O、F等）都是人体的基本组成元素，作为显像剂合乎生理要求，有利于进行脏器或组织的代谢及受体显像研究，可大剂量注射获得高质量的图像。图像内涵丰富，不仅可以反映局部的解剖结构形态，更主要的是可以显示机体特定部位的生理，生化功能，可以反映活体靶组织在一定时刻的血流灌注、糖、氨基酸、核酸、氧代谢的分布及活性情况，同时给出相应的活性生理参数，对研究和判断疾病的发生、发展及转变，尤其是对鉴别肿瘤的良恶性，对恶性肿瘤的分期诊断及转移情况有重要的临床应用价值。其在生理，生化等方面的优势，是包括SPECT在内的其他影像学检查所不能比拟的。但是这种发射性CT的射线是从人体内部向外发射的，因而受人体组织衰减影响严重，衰减校正方法复杂，成本也很高，致使它的图像分辨率远不及X－CT。

怎样才能充分发挥PET的优势，弥补它的不足，是业内人士一直思考的问题。受功能整合这种新理念的启发，专家提出如果能将PET与螺旋CT进行整合，利用X线进行正电子衰减校正，利用X－CT图像进行同机图像融合，就可以提高临床的诊断率及临床的应用范围。本世纪初，在X－CT技术飞速的发展基础上，这种整合设备终于问世，实现在同一台设备上将XCT和PET的有机结合，即PET／CT，一些核医学专家将它称为功能分子影像设备。这种设备同时具有螺旋CT系统和PET系统，两者可以独立使用，也可以联合使用。利用螺旋CT的X线对PET进行衰减校正，利用螺旋CT的图像对PET图像的病变部位进行解剖定位和鉴别诊断，同时采用融合图像可以进行放射治疗计划的制定，适合放射治疗计划和模拟定位等特点。

（三）PET／CT与脑

PET通过使用不同类型的示踪剂，可以通过图像方式反映脑内多种生理学参数，如血流、葡萄糖代谢率、蛋白质合成、受体密度与亲和性等，因此PET也可以被认为是一种在体放射自显影技术。部分脑PET显像示踪剂及其检测的局部脑生理参数如下，血流动力学类：H215 O、C15 O、15 O－丁醇（测量脑血流的参数），C15 O（测量脑血容积的参数）；能量代谢类：15 O2（测量氧代谢率的参数），18F－FDG（测量葡萄糖代谢率的参数），11 C－1－葡萄糖（测量葡萄糖代谢率氧代谢的参数）；氨基酸代谢类：11C－蛋氨酸、18F－酪氨酸（测量蛋白质合成速率的参数）；脂类代谢：11 C－胆碱、18F－胆碱、11C－乙酸盐（测量细胞膜代谢的参数），11 C－软脂酸盐（测量脂肪酸代谢的参数）等。

（四）PET脑显像方法

脑PET显像对血糖水平相对不敏感，但受机体状态、特别是脑功能状态的影响较大。因此，脑PET显像前的准备要求更加严格。注射前视听封闭、安静休息、减少各种身体和思维活动、控制检查前影响神经活动的药物、饮食。注射质量、开始检查时间、是否采用透射式衰减校正、采集时间、体位、重建方式、显示条件等，都不同程度地影响示踪剂在脑内的分布、转运与清除及信息的采集和表达。脑PET功能显像所用示踪剂的种类多、特异性强，因此对显像操作、图像和数据分析方式，以及对结果的生理意义的理解和解释也更高。

（五）PET脑显像特点

PET所利用的核素是生物活性分子自身成分的核素，因此用正电子核素标记的示踪剂可以保留与其未经标记的同种物质的所有生化特性（即没有核素效应）。可以从神经活动的不同侧面和脑整体功能的联系方面提供脑的内在信息。

PET是一种无创性技术，加上正电子核素的半衰期短，给予受检者的辐射剂量低，因此非常适用于需要正常志愿者和病人的多项神经科学领域的研究。

PET使用电子准直，通过外置源进行头部衰减校正，现代容积采集方式无间隔、无角差，保证了动态变化和分次采集信息对脑功能空间分布图（topographic）的建立与显示，对脑内局部不同生理、生化活动放射活性分布的绝对定量测定与显示具有重要意义。定量分析的最大优势在于不必依赖自体参照物，而可以将个体数据与群体数据库参照。

与现行其他脑功能成像技术综合比较，PET显像的优势包括：①更具生理性；②信息整体性强；③功能分辨率高；④提供定量化信息；⑤高度适应不同需要的临床可塑性。

（六）PET脑血流与氧代谢显像

目前用于脑血流及氧代谢研究的正电子显像剂主要为15 O－H2O或15 O－CO2气体，由于15 O的物理半衰期仅为2min，需用专用的气体输送装置，便于采集时持续吸入15 O气体，使用15 OH2O则需要有专门的输送和注射装置。受检者吸入15 O2气体或弹丸式注射15 O－12 O后即刻进行PET动态显像，可以同时测定局部脑血流量和血氧浓度，计算出脑氧代谢率（cerebral metabolic rate of oxygen，CMRO2）、氧摄取分数（oxygen extraction fraction，OEF）等反映脑组织氧利用的参数以及局部脑血流量（rCBF）。CMRO2＝OEF×rCBF×PO2，CMRO2和OEF是反映脑组织氧利用的较好指标。

（七）脑葡萄糖代谢PET／CT显像

通常大脑局部的血流量与代谢活动是一致的，因为任何神经功能活动都伴有神经元的代谢活动增强，其释放出的代谢产物又刺激血管扩张，使血流增加，从而为大脑提供所需的能量来源。任何原因引起的脑血流量发生改变，均可导致大脑的能量代谢出现变化。在正常情况下，脑FDG代谢显像可见灰质放射性分布明显高于白质区，大脑皮质、基底节、丘脑、小脑、脑干放射性分布较高，两侧基本对称。正常人的脑葡萄糖代谢影像与局部血流灌注影像的特征很接近，形态上类似于CT，但不如CT影像清晰，一些较小的结构难以清晰显示。由于现代的PET多带有多排CT装置，因此可以弥补PET分辨率低下的不足。据资料报道，正常人全脑葡萄糖代谢率（CMRGlu）的参考值为20～51μmol／（100g·min）。脑部各区的局部葡萄糖代谢率（LCMRGlu）参考值有较大差异，但左、右大脑半球的平均LCMRGlu基本相近，分别为（37．67±8．67）μmol／（100g·min）和（37．11±8．72）μmol／（100g·min）。LCMRGlu值随着年龄的增大有所下降。

（八）PET在颅脑损伤中的应用

临床上，颅脑损伤并非是PET的适应证，但近来已有研究使用PET进行颅脑损伤后的脑功能的评估。目前使用最多的PET显像示踪剂为18 F－FDG，用来探测局部葡萄糖代谢情况。PET能显示超过普通CT、MRI显示的解剖异常以外的脑功能损伤，约有1／3的解剖异常伴随着更广泛的代谢异常，解剖无改变而PET显示异常的超过42%。硬膜外和急性硬膜下血肿引起损伤周边皮质和与之相应的对侧皮质的广泛性代谢降低。弥漫性轴损伤引起广泛的低代谢，尤其是在顶枕区域的皮质。无论损伤严重与否，这种低代谢状态都将持续数周。有人研究急性轻度颅脑损伤中发现PET显示正常而SPECT却发现该皮质脑灌注异常，这说明轻度脑损伤后发生的水肿和血管痉挛所引起的灌注降低能被SPECT探测，但不足以影响到葡萄糖的摄取。研究表明，在轻中度颅脑损伤的病人中，格拉斯哥昏迷评分（GCS）与全脑代谢程度有很好的相关性。在轻度颅脑损伤的慢性期，PET研究结果显示局部低代谢和全脑高代谢的相对不一致性。

PET已经成功地用于测量颅脑损伤后的生理变化，研究表明，脑损伤早期脑灌注降低造成的脑缺血，即使将ICP以及脑灌注压（CPP）维持到最佳水平也会导致预后不良。PET研究发现rCBF＜12ml／（100g·min）或低于对侧50%以下，或脑代谢率＜1．4ml／（100g·min），小于对侧正常脑组织的40%～50%时，可发生不可逆损伤。

蛛网膜下腔出血：外伤性脑实质或脑室出血、硬膜下或硬膜外出血流入蛛网膜下隙造成继发性蛛网膜下腔出血后引起颅内压增高、急性脑积水、脑水肿、脑血管痉挛等一系列病理生理改变，致使脑血液循环受损，脑组织缺血，严重者导致脑梗死。PET研究发现蛛网膜下腔出血后40h内，脑CBF、CMRO2、CBF／CBV明显降低，而OEF、CBV无明显减低，提示蛛网膜下腔出血后脑血流动力学和代谢损害是由上述病理生理机制所致的脑血液循环受损引起的。