正子断层扫描PET原理

本文聚焦正子断层扫描（PET）的原理、关键技术及临床意义。核心在于揭示放射性示踪剂如何通过对比组织代谢活性差异，转化为可定量的成像信号，并借助三维断层成像实现病灶定位、病变分级与治果评估的综合信息。

PET的物理基础在于正电子发射与湮灭对的检测。放射性同位素在体内衰变产生正电子，遇到电子后产生一对511 keV的伽马射线，成对光子以约180度对射的方式被探测器捕获。通过多探测器对的 coincidences，重建出放射性示踪剂在体内的空间分布，并通过衰减与散射校正提高定量准确性。

常用示踪剂是18F‑FDG等葡萄糖类似物，能够反映组织的葡萄糖代谢活性。高代谢区域在PET图像上呈现高信号，肿瘤的发现、分期与评估多依赖于此信号模式。除了FDG，还有针对氧代谢、脂质代谢、受体结合等不同靶向的示踪剂，扩展了PET在神经科、心血管病和炎症疾病中的应用范围。

成像流程通常包括标记剂注射、等待分布达到平衡、患者保持静止、扫描获取以及数据重建。现代PET多与CT或MRI结合，进行衰减校正、散射校正和几何校正，提升定量准确性与解剖定位的清晰度。时间分辨信息（TOF）与先进的重建算法共同提升了图像的信噪比与空间分辨能力。

定量方面，SUV（标准化摄取值）是常用的评估指标，帮助比较不同部位、不同时间点的代谢活动。图像重建方面，OSEM等迭代算法配合TOF信息，能够在保持噪声可控的前提下实现更高的分辨率与对比度。结合定性观察与定量分析，PET在疾病诊断与随访中的价值日益突出。

临床应用广泛，癌症诊断、分期、评估与放射靶区的规划离不开PET信息。神经科领域用于阿尔茨海默病等神经退行性疾病的代谢评估，心血管疾病中帮助评估心肌灌注与代谢状态。PET的多模态整合为个体化提供了更丰富的生理病理证据。

PET的优势在于极高的功能敏感性与全身代谢信息，但其空间分辨率相对较低，且易受患者体动、体型与呼吸运动影响。辐射暴露、示踪剂成本与供应也构成现实挑战。随着新型示踪剂研发和图像后处理方法的进步，以及PET/CT、PET/MRI等多模态成像的普及，PET原理在临床影像中的作用将愈发突出。

正子断层扫描PET原理通过放射性示踪剂的代谢信号与光子对撞成像的融合，提供对生理与病理过程的深度理解，成为现代影像学不可或缺的功能成像工具。