第一篇---你所不了解的PET和PET-CT(產品篇)

PET（Positron Emission computed Tomography）中文名字叫「正電子發射型計算機斷層掃描」，其臨床應用歷史已有有四十多年了。1974年第一臺商業化PET進入臨床，1992年第一臺全身PET開始使用，隨著 2003年帶16排CT的全身PET-CT開始商用，全球各大廠商停止了單獨PET的生產銷售。

PET/CT作為核醫學科的新銳檢查手段，是醫學影像界的又一次革命，正如其名字裡含有的Pet（寵物）一樣，其已經成為現代核醫學科的新寵，到目前為止國內各大醫院核醫學科已經裝機200餘臺，而且隨著市場準入的門檻逐漸降低，未來有可能進入醫保或部分進入醫保以及諸如聯影等國內公司等在大型醫療裝備方面的國產化努力，其裝機數量逐漸呈現井噴態勢。

PET-CT在給大眾健康事業帶來驚喜和福音的同時，因其在過去10年寬泛而不加節制的體檢，甚至部分機構誇大其效用的宣傳，已引起專業人士與民眾對其質疑、恐慌，甚至公開或半公開的激烈爭論也間歇呈現。比如學界、醫界對其早期發現腫瘤的能力、輻射危害的大小一直存在爭論，如今公眾對這個高逼格影像檢查產生的輻射與危害，甚而到了談「輻」色變的地步。

為了客觀有效地使PET-CT這種好裝備更好地為適合的患者服務，我們將以系列文章為你掀開PET/CT的神秘面紗，瞧瞧它的廬山真面目，以便「好鋼用在刀刃上」。

說起PET與PET-CT，ECT自然是個繞不過的話題。嚴格地將講，PET與SPECT均屬於ECT家族成員，但由於歷史習慣的原因，在我國一般說起ECT就單指SPECT，而PET-CT因其「貴」、「新」被大家單獨對待。下圖名詞集粹詳細地列出了它們之間的區別與聯繫。

首先來說說PET這種影像檢查後「神器」的工作原理及構成，也就是它是怎麼幹活的。

PET是反映病變的基因、分子、代謝及功能狀態的顯像設備。其利用帶正電子的放射性核素標記人體化合物或代謝物，如葡萄糖、蛋白質、核酸、脂肪酸、受體的配體及水等人體代謝物作為顯像劑，其中臨床應用最廣泛的是18F-FDG，經注射到受檢者體內後，正電子核素伴隨被標記物參與人體組織器官在生理病理過程中的細胞代謝活動，而重新聚集分布，然後用PET這種體外探」神器』進行採集，從而得到人體代謝活動分子水平的信息，為臨床提供疾病的生物代謝信息。這個過程就好比在「敵人」（疾病）內部派駐了間諜，其內部情況通過間諜隨身攜帶的無線電裝置發出電報，使用專業接受設備，敵人內部情況我們就可及時清晰地掌握。

整套PET裝備硬體部分由PET掃描架、探測器環、電子線路和計算機系統、圖像工作站組成。軟體部分包括圖像重建和圖像處理系統。

檢查前注入人體的正電子放射性核素發生β+衰變產生正電子，正電子與組織中的電子發生湮滅，產生兩個具有511KeV、但向相反方向飛出的一對伽馬（gama）光子。

PET利用其封閉環繞型探測器陣列對這些背對背的光子進行符合測量（即電子準直），符合測量形成投影線圖（SINO圖）。

原始的符合數據經空間分類與重組後形成SINO圖並送給後續的PET圖像重建軟體處理。在計算機上進行圖像重建，由投影SINO圖數據求解重建出待測組織或器官的放射性核素分布斷層圖。

將重建出的諸斷層圖組合在一起就得到了三維圖像。

計算機和工作站及相應的各個軟體包的功能是完成數據採集、系統監控、圖像重建和圖像處理，並實現臨床上各種操作和診斷的要求。

說完PET，接著再來劇透一下CT的工作情況。

1967年，Hounsfield構想出CT掃描儀這種裝置，1968年獲得專利，到了1972年，他研製出一臺能夠在不到5分鐘的時間內完成大腦斷層圖像的CT。1973年製成X斷層掃描機（XCT）。

CT 即電子計算機X射線斷層成像系統（X-Ray computed tomography） ，是大家熟悉的X線斷層顯像技術，由X射線發生器產生X線，透射人體，用探測器探測穿透人體後剩餘的X射線量，經過數據分類、電子計算機處理與重建，得到人體斷層圖像，即人體剖面圖，能詳細觀察人體特定部位（或精確部位）的形態學特點（解剖結構、形態、大小、密度），顯示病灶的具體特徵。

就像一片一片切西瓜，切出後可以直觀的看見西瓜的成色如何，是有籽的還是無籽的，西瓜子長在什麼地方，哪裡有爛了一塊，有多大，爛成什麼樣子，與周圍沒爛的地方是不是分界很清楚。

現在我們就隆重介紹PET/CT了。

PET/CT一體機，即正電子發射斷層及X射線計算機斷層攝影成像系統，是將PET和CT有機整合，合二為一，病人快速全身掃描一次可以同時獲得CT解剖圖像和PET功能代謝圖像，兩種圖像有機結合、優勢互補，產生1+1＞2的完美效果，病灶的生物代謝信息及精準的解剖定位和結構，同時呈現在醫生面前，從而讓醫生對疾病的判斷更早、更快、更全、更準。

PET採用的示蹤劑上所帶核素雖然具有一定放射性，但是所用劑量極低，而且都是短壽命的，半衰期很短，如常用的18F，11C等，經自身衰減和代謝，很快就從體內清除了，所以輻射隱患很低，有關輻射部分，我們將在第二篇文章裡詳細闡述。

平時工作中常會遇到病人問：「做全身CT檢查多少錢?」真是讓人覺得哭笑不得。CT掃描是分部位、分掃描方式（平掃或增強或重建）進行的，沒有人會去做個從頭到腳的全身掃描。而全身掃描的神器確實存在，那就是PET-CT，從頭到腳，全身各臟器功能、代謝等生理病理特徵，20分鐘全景呈現。顯然，著眼於病變的基因、分子、代謝及功能狀態層面上的PET，當之無愧是當今生命科學、醫學影像技術發展的新裡程碑。

有的時候，你以為身體好好的像這樣，面色紅潤有光澤，

其實已經是這樣，裡面已經開始有病變的早期反應了，PET的優勢就在於，在蘋果還看起來好好的時候，就能看見裡面的蟲子在蠕動了。

如果把PET比作是茫茫人體檢查大海中的航標，那麼CT就是確定航標的航行圖。PET與CT強強聯合，就能準確快速找到目標。PET/CT對指導腫瘤和心臟、腦部疾病的診治極具優勢。

現代CT的優勢在於解剖定位清晰，而PET的優勢在於把影像帶入分子影像時代。PET與CT聯姻一體後，相互配合，強強聯合，經重建後處理產生分子影響與解剖影像同步呈現的融合圖像，更直觀更全面解釋病變；PET因CT的加入提高了對病灶準確定位；CT因與PET結合，病灶定性診斷能力大幅提高； 還因CT所起的衰減校正作用，PET檢查時間大幅度縮短。

全國各大醫院PET/CT中心主要檢查流程如下圖所示，具體細節和要求請按所在檢查機構具體醫囑執行。

PET與PET-CT產品篇的基本情況就介紹到此，下篇將對其輻射知識做梳理。

*附件：PET及PET/CT發展大事記

年份

事件

1927年

Dirac.PAM預言了正電子的存在。5年後Anderson. C觀測到第一個正電子。

1932年

Ernest Lawrence發明了能產生β+核素的回旋加速器.

1957年

第一臺小型加速器在倫敦Hammersmith醫院啟用。 David E.Kuhl等證實用濾波反投影重建技術可產生正確的橫斷層圖像。

1970s初期

Gordon Brownell等建立了第一臺醫用正電子照相機。

70年代初

James S.Robertson等設計出一種正電子斷層顯像探測器。

1973年

Hounsfied GN發明了X線CT。Phelps、Hoffman和Terpogossian建立了一臺最早PET斷層掃描儀

1976年

Dr. Phelps和Dr. Hoffman設計，ORTEC公司組裝生產了第一臺商用PET掃描儀（ECAT）。

80年代始

PET生產廠家CTI與西門子、Scanditronix和GE公司合作。

80年代後

多種正電子顯像劑18F-FDG在腦顯像和心肌存活顯像，尤其是在惡性腫瘤顯像中成功應用，PET逐步受到臨床的接受和青睞。

1992年

PET應用於臨床

1995年

Townsend等開始研製PET/CT

1998年

匹茲堡大學安裝原型機

1998年後

美國開始將PET檢查逐項列入醫療保險範圍

2000年

PET/CT在北美放射學年會推出

2001年

PET/CT應用於臨床試驗

2002年

北美放射學年會推出16層CT的PET/CT

2003年

推出16排CT的PET/CT商業化產品，大公司都停產了單PET產品

2004年

64 排 CT（計算機層析掃描儀）通過 FDA審批

2005年

自2005年1 月起，美國實施了新的PET顯像的醫療保險範圍。

2006年

含有64排CT的PET/CT系統進入市場

2014年

世界首臺超清高速96環PET-CT系統聯影uMI S-96R上市

現在許多國家將PET或PET/CT項目檢查列入醫療保險報銷範圍

參考文獻

1，Townsend, David W. (2008), "Combined PET/CT: the historical perspective", Semin Ultrasound CT MR 29 (4): 232–235

2，https://en.wikipedia.org/wiki/PET-CT

3，Kalender, Willi. Computed Tomography.Publicis. 2011. pp.79

4，http://www.med.harvard.edu/JPNM/chetan/petct/petct.html

5，http://www.acr.org/SecondaryMainMenuCategories/quality_safety/guidelines/nuc_med/fdg_pet_ct.aspx

6，Coleman RE, Hillner BE, Shields AF et al (2010) PETand PET/CT reports: observations from the National Oncologic PET Registry. JNucl Med 51:158–163

7，Kostakoglu L, Agress H Jr, Goldsmith SJ (2003)Clinical role of FDG PET in evaluation of cancer patients.Radiographics 23(2):315–40

8，http://image.search.yahoo.co.jp/search?tt=c&ei=UTF-8&fr=sfp_as&aq=-1&oq=&p=PETCT&meta=vc%3D