核医学是一门新兴学科, 是伴随放射性同位素的发现和核技术在医学的应用发展起来的。而1949年第一台闪烁扫描机的发明则揭开了核医学显像诊断的序幕。γ-照相机于1957年研制成功, 并于1964年开始商业化生产, 我国是从20世纪80年代开始生产γ-照相机。以后随着科技的发展, 相继研制出了ECT(SPECT)、PET(Positron emission tomography)、PET/CT等新的核医学诊断仪器。而在临床上的应用也从人的整体与器官水平发展到了组织与分子水平。

核医学影像设备实际可分为单光子、正电子和混合型探测设备。γ-照相机属于单光子探测设备, SPECT和具有多模式成像功能的PET属于混合型探测设备。近年来发展起来的图像融合技术和图像融合连机, 就是将PET与CT或SPECT与CT两幅不同图象融合成一张图象。这样利用了TCT(X-CT)图像解剖结构清晰, ECT或PET图象反映器官的生理、代谢和功能, 两者的融合有机地把定性和定位作用结合起来, 得到了更好的诊断效果。

PET的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(¹¹C、¹³N、¹⁸F等)制成显像剂(如氟代脱氧葡萄糖)注入人体后, PET就可从体外无创、定量、动态地观察这些物质进入人体后的生理、生化变化, 从分子水平洞察代谢物或药物在正常人或病人体内的活动。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。如:在高代谢的恶性肿瘤组织中分布较多, 这些特点能通过图像反映出来, 从而可对病变进行诊断和分析。

PET的突出优势在于能够在体外无创地探测到活体内生理和病理的变化过程, 并能对生化过程进行准确的定量分析。这对于研究生命现象的本质和各种疾病发生、发展的机理非常有用。在临床上, 特别适用于在没有形态学改变之前, 亦即疾病的早期, 甚至是超早期。此外, PET还能进行三维立体动态及全身显像, 可发现其他检查所不能发现的问题, 防止了病灶的遗漏, 弥补了传统医学影像的不足。由于PET可了解肿瘤组织的代谢情况, 因此, 可以对大多数肿瘤进行早期诊断, 分期, 疗效观察, 判断预后, 从而有利于制订不同的治疗措施。PET也可以了解心脏功能, 通过心肌的血流量、氧代谢、三大代谢等生化内容来鉴定心功能, 鉴别不同心脏器质的病变; 另外PET还能对脑的血流、代谢等活动进行判断, 对研究脑的生理、精神活动等提供了一个重要的手段, 其绝妙之处, 在于它“打开了一个揭露大脑奥秘的窗”。PET还可应用于体内肝、肾、胰疾病的研究与诊断, 在临床医学上它确实可以扮演许多重要的角色。

PET具有以下特点: 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, 这是目前其它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, 是良性还是恶性很难做出判断, 但PET检查可以根据恶性肿瘤高代谢的特点而做出诊断。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(2 min~110 min), 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。

由于PET本身的物理特点, 虽然其正电子符合探测图像具有高灵敏度、高特异性, 但是图像分辨率较低, 缺乏清楚的解剖结构, 所以正电子符合探测设备需要和具有高组织分辨率的X射线CT进行结合。由于X射线CT图像和正电子符合探测图像具有本质的不同, 一个是反映组织解剖结构(CT), 而另一个是反映分子代谢功能情况, 所以GE公司率先在同一设备上将X射线CT和正电子符合成像设备进行有机的结合, 研制出了全新概念的成像设备—PET/CT。这种设备并不是X射线CT功能和正电子符合探测功能的简单相加, 是将高性能的PET和多层螺旋CT通过多种技术在硬件和软件方面结合在一起的高科技产品。除具有螺旋CT功能和正电子符合探测功能之外, 还具有螺旋CT和正电子符合成像设备单独不具备的同机图像融合功能。是目前最先进的医学检查设备之一。

PET/CT是21世纪人类研究生命现象的最先进的手段之一, 但是由于这种设备的造价及检查费用比较昂贵, 目前只能在少数条件好的医院开展这项检查。随着社会经济的发展及人民生活水平的不断提高, 这项技术将得到越来越广泛的推广应用。