PET-CT应用

PET-CTPET（PositronEmissioncomputedTomography）-正电子发射型计算机断层扫描，其临床应用历史已有有四十多年了。1974年第一台商业化PET进入临床，1992年第一台全身PET开始使用，随着2003年带16排CT的全身PET-CT开始商用。整套PET装备硬件部分由PET扫描架、探测器环、电子线路和计算机系统、图像工作站组成。软件部分包括图像重建和图像处理系统。检查前注入人体的正电子放射性核素发生β+衰变产生正电子，正电子与组织中的电子发生湮灭，产生两个具有511KeV、但向相反方向飞出的一对伽马（gama）光子；PET利用其封闭环绕型探测器阵列对这些背对背的光子进行符合测量（即电子准直），伽马射线的能量和位置被记录，并由计算机程序用来重建人体中示踪剂浓度的三维（3D）图像。•PET是反映病变的基因、分子、代谢及功能状态的显像设备。•利用带正电子的放射性核素标记人体化合物或代谢物，如葡萄糖、蛋白质、核酸、脂肪酸、受体的配体及水等人体代谢物作为显像剂，其中临床应用最广泛的是18F-FDG.•经注射到受检者体内后，正电子核素伴随被标记物参与人体组织器官在生理病理过程中的细胞代谢活动，而重新聚集分布，然后用PET这种体外探”神器’进行采集，从而得到人体代谢活动分子水平的信息，为临床提供疾病的生物代谢信息。CT即电子计算机X射线断层成像系统（X-Raycomputedtomography），X线断层显像技术，由X射线发生器产生X线，透射人体，由于人体内不同的组织或器官拥有不同的密度与厚度，故其对X射线产生不同程度的衰减作用，用探测器探测穿透人体后剩余的X射线量，经过数据分类、电子计算机处理与重建，得到人体断层图像，即人体剖面图，能详细观察人体特定部位（或精确部位）的形态学特点（解剖结构、形态、大小、密度），显示病灶的具体特征。PET/CT一体机，即正电子发射断层及X射线计算机断层摄影成像系统，是将PET和CT有机整合，合二为一，病人快速全身扫描一次可以同时获得CT解剖图像和PET功能代谢图像，两种图像有机结合、优势互补，病灶的生物代谢信息及精准的解剖定位和结构，同时呈现在医生面前，从而让医生对疾病的判断更早、更快、更全、更准。关于辐射不同辐射剂量对人体健康的影响新仪器分辨率1min20min新仪器分优势SPECT或PET的内涵还与其成像的原理有关，如SPECT成像所需要的放射性核素大多是衰变产生单一能量的γ（伽玛）光子，如最常用的锝-99m（99mTc），发射140KeV的低能γ光子；而PET成像所使用的是发射正电子的放射性核素，如氟-18（18F）、碳-11（11C）、氮-13（13N）和氧-15（15O）等。正电子是负电子的反物质，本身穿透性较弱，人体内正电子核素显像所发射的正电子不能被体外的设备探测到，设备探测的是正电子与负电子相互作用后所产生的湮灭辐射过程的高能γ光子SPETCT（单光子发射计算机断层成像）给人体内注射某种药，这种药会在某个特定的地方扎堆，同时释放射线（γ射线），然后在人体外边拿个机器去探测哪里放了射线就知道这个药都聚在哪里了，由此得出人体内部图像。PET（正电子发射断层成像）其探查人体的原理跟SPECT基本一致，差别在于PET用的药特殊，一次性只往两个相背的方向放两个射线，这样用两个机器在人体两侧一起检测，获得的图像更准确、更高效。PET目前包括PET-CT和PET-MRI两种。PET由于使用的是F18-FDG，其可以同时发射两个背向光子，所以对于病灶的定位会更加精准，并且图像接收时不需要加额外的光子方向的矫正器械（SPECT的探头前面需要加各种准直器），所以图像接受的效率也更高。总体来看，PET图像的图像质量要比SPECT的图质量高很多。由于目前常用的PET示踪剂只有F18-FDG，局限了其在不同领域的应用。而SPECT示踪剂的选取有很多，疾病的诊断种类和范围更广。另外，SPECT和PET比，设备相对便宜。SPECT与PET区别一、肿瘤诊疗领域恶性肿瘤细胞因其恶性增殖特征，代谢异常活跃，其细胞活动的能源是葡萄糖，常常变成贪吃葡萄糖大王，其对18F-FDG的“食量”可达正常细胞的2-10倍。早期诊断、评估恶性病变的程度和预后、寻找肿瘤原发灶、靶区定位PET-CT脑代谢显像，以图像反映出正常和疾病状态下神经细胞的活动或代谢情况、不同生理条件刺激和思维活动状态下大脑皮质的代谢情况癫痫灶的定位、癫痫灶的定位、痴呆的早期诊断、脑血管性病变、脑生理功能研究与认知功能的研究二、神经系统疾病三、心脏疾病判断心肌缺血、心肌梗死、存活心肌的“金标准”,帮助确定和鉴别不可逆心肌坏死和可逆性缺血心肌；指导冠脉血运重建术；冠状动脉成像（CTA）、钙化分数测定、心肌灌注显像（13N-NH3.H2O）及葡萄糖代谢显像的“一站式”服务PET/CT应用SPECT是利用放射性同位素作为示踪剂，将这种示踪剂注入人体内，使该示踪剂浓聚在被测脏器上，从而使该脏器成为γ射线源，在体外用绕人体旋转的探测器记录脏器组织中放射性的分布，探测器旋转一个角度可得到一组数据，旋转一周可得到若干组数据，根据这些数据可以建立一系列断层平面图像。计算机则以横截面的方式重建成像。碳-11（11C）、氮-13（13N）和氧-15（15O）124I、52Mn常用放射性核素《肿瘤免疫治疗PD-1/PD-L1靶向核素分子探针的研究进展》Liposome放射性标记示踪PETImagingofLiposomalGlucocorticoidsusing89Zr-oxine:TheranosticApplicationsinInflammatoryArthritisTheranostics.2020Feb26;10(9):3867-3879.doi:10.7150/thno.40403.eCollection2020MultimodalPositronEmissionTomographyImagingtoQuantifyUptakeof89Zr-LabeledLiposomesintheAtheroscleroticVesselWall.BioconjugChem.2020Feb19;31(2):360-368.doi:10.1021/acs.bioconjchem.9b00256Remoteloadingofliposomeswitha124I-radioiodinatedcompoundandtheirinvivoevaluationbyPET/CTinamurinetumormodel.Theranostics.2018Nov12;8(21):5828-5841.doi:10.7150/thno.26706.氨基重氮酸ADAFolatereceptortargetingofradiolabeledliposomesreducesintratumoralliposomeaccumulationinhumanKBcarcinomaxenograftsIntJNanomedicine.2018Nov19;13:7647-7656.doi:10.2147/IJN.S182579.Remote-loadingofliposomeswithmanganese-52andinvivoevaluationofthestabilitiesof52Mn-DOTAand64Cu-DOTAusingradiolabelledliposomesandPETimaging.JControlRelease.2018Jan10;269:100-109.doi:10.1016/j.jconrel.2017.11.006.(18)F-labeled-bioorthogonalliposomesforinvivotargeting.BioconjugChem.2013Nov20;24(11):1784-9.doi:10.1021/bc400322h.Developmentof111In-labeledliposomesforvulnerableatheroscleroticplaqueimagingJNuclMed.2014Jan;55(1):115-20.doi:10.2967/jnumed.113.123158.外泌体放射性标记示踪Noninvasiveimagingofradiolabeledexosome-mimeticnanovesicleusing99mTc-HMPAOSciRep.2015Oct26;5:15636.doi:10.1038/srep15636.EurJPharmSci.2020Mar17;148:105312.doi:10.1016/j.ejps.2020.105312.99mTc-radiolabeledHER2targetedexosomefortumorimagingCopper-64LabeledPEGylatedExosomesforInVivoPositronEmissionTomographyandEnhancedTumorRetention.BioconjugChem.2019Oct16;30(10):2675-2683.doi:10.1021/acs.bioconjchem.9b00587.Apositron-emissiontomography(PET)/magneticresonanceimaging(MRI)platformtotrackinvivosmallextracellularvesicles.Nanoscale.2019Jul18;11(28):13243-13248.doi:10.1039/c9nr02512j.代谢物放射性标记示踪JNuclMed.1991Oct;32(10):1950-7.Effectofcarbon-11acetaterecirculationonestimatesofmyocardialoxygenconsumptionbyPET.JNuclMed.1996Mar;37(3):521-9.AkineticmodelforcardiacPETwith[1-carbon-11]-acetate.EurJNuclMedMolImaging.2018Jun;45(6):1012-1020.doi:10.1007/s00259-018-3948-9.Epub2018Mar6.Therolesof11C-acetatePET/CTinpredictingtumordifferentiationandsurvivalinpatientswithcerebralglioma.