【检测技术科普】2026-07-26 PET-CT 在感染性疾病中的应用详解

概述

正电子发射断层扫描/计算机断层扫描（Positron Emission Tomography/Computed Tomography, PET/CT）是一种将功能代谢成像与解剖结构成像相结合的双模态影像学技术。PET/CT 利用放射性标记示踪剂（最常用的是 ¹⁸F-氟代脱氧葡萄糖，¹⁸F-FDG）在体内分布，通过探测正电子湮灭产生的γ光子对，提供组织代谢活性的三维定量信息；结合 CT 的高空间分辨解剖定位，能够同时评估病变的形态与功能状态[1]。近年来，PET/CT 在感染性疾病领域的应用迅速扩展，尤其在不明原因发热（Fever of Unknown Origin, FUO）病因筛查、隐匿性感染灶定位、医疗植入物相关感染评估、感染性心内膜炎和骨髓炎等场景中，展现出独特的临床价值[2-3]。

一、原理

1.1 物理原理

PET 显像的基本原理是利用放射性核素（如 ¹⁸F）衰变时发射的正电子（β⁺）与邻近组织的负电子（β⁻）发生湮灭反应，产生两个能量均为 511 keV、方向相反（夹角约 180°）的γ光子。环绕患者的探测器环以符合探测（coincidence detection）方式同时记录这对γ光子，通过重建算法确定湮灭事件发生的空间位置，从而形成示踪剂分布的断层图像[4]。

1.2 ¹⁸F-FDG 的生物学原理

¹⁸F-FDG 是葡萄糖的类似物，静脉注射后通过细胞膜上的葡萄糖转运体（GLUT）进入细胞，在胞质内经己糖激酶磷酸化为 ¹⁸F-FDG-6-磷酸。与天然葡萄糖不同的是，¹⁸F-FDG-6-磷酸不能继续沿糖酵解途径代谢，且由于带负电荷无法透过细胞膜而滞留于细胞内，形成"代谢捕获"（metabolic trapping）效应[5]。

在感染和炎症状态下，活化的中性粒细胞、巨噬细胞和单核细胞表面 GLUT 表达上调，糖酵解速率显著增加，导致这些细胞对 ¹⁸F-FDG 的摄取远高于静息组织。因此，FDG PET/CT 能够通过探测代谢"热点"（hot spot）来识别感染/炎症病灶[2-3]。

1.3 PET 与 CT 的协同

CT 扫描在 PET/CT 中承担双重角色：（1）提供低噪声的衰减校正数据，提高 PET 图像定量精度；（2）提供高分辨率的解剖结构图像，使 PET 显示的代谢异常能够精确定位于具体解剖结构。融合后的图像兼具功能灵敏度和解剖特异性[1]。

二、操作流程

2.1 患者准备

（1）禁食：检查前至少禁食 4-6 小时，保证血糖稳定，减少生理性 FDG 摄取干扰。 （2）血糖控制：注射前血糖应 < 11.1 mmol/L（200 mg/dL），糖尿病患者的胰岛素调控应遵循科室规范。 （3）避免剧烈运动：检查前 24 小时内避免剧烈运动和长时间肌肉紧张，以防止肌肉过度摄取 FDG。 （4）排尿与饮水：检查前排空膀胱；部分方案要求在注射后饮水约 500-1000 mL 以促进示踪剂排泄。

2.2 示踪剂注射与摄取

（1）静脉注射 ¹⁸F-FDG，常规剂量 3.70-5.55 MBq/kg（0.1-0.15 mCi/kg）[6]。 （2）注射后患者在安静、避光环境中休息约 60 分钟，期间避免说话和咀嚼，以降低生理性肌肉和脑组织摄取对诊断的干扰。

2.3 图像采集

（1）低剂量 CT 扫描：先进行 CT 扫描（通常管电压 120 kV，管电流根据自动曝光控制调节），采集范围从颅底至大腿中部（或根据临床需要扩大至四肢）。 （2）PET 发射扫描：以 3D 模式采集，覆盖 5-7 个床位，每个床位 2-3 分钟。图像重建常用有序子集期望最大化（OSEM）算法[6]。 （3）图像融合与后处理：PET 图像经衰减校正后与 CT 图像融合，生成冠状位、矢状位和横断位的融合图像。

2.4 特殊感染相关的采集方案

部分临床场景需要特殊的采集方案：（1）感染性心内膜炎/心脏植入装置感染：需加做心脏专用采集（高糖/低胰岛素预处理方案抑制心肌生理性摄取，必要时延迟显像）[7]；（2）疑似血管移植物感染：需延迟显像（注射后 90-120 分钟）以提高靶/背景比值[2]。

三、应用场景

3.1 不明原因发热（FUO）

FUO 是 FDG PET/CT 在感染领域最具循证价值的适应证之一。多项荟萃分析显示，FDG PET/CT 对 FUO 病因诊断的检出率为 56%-91%，高于传统 CT 和超声[8]。经典的 EANM/SNMMI 指南（2013）及 2024 年更新版（v2.0）明确推荐 FDG PET/CT 用于经过常规检查仍未明确病因的 FUO 患者[2,9]。PET/CT 可帮助鉴别感染性与非感染性（风湿免疫性/肿瘤性）发热，并指导靶向活检或介入操作部位。

3.2 菌血症与转移性感染

对于金黄色葡萄球菌菌血症（SAB）患者，FDG PET/CT 可发现约 30%-50% 常规影像未能识别的远端转移性感染灶，包括椎间盘炎、化脓性关节炎、脾脓肿和肾脓肿等。一项前瞻性研究提示，FDG PET/CT 的应用可能降低 SAB 患者的 90 天死亡率（调整后 HR 0.38，95% CI 0.17-0.85）[10]。

3.3 感染性心内膜炎（IE）

在 Duke 标准不确定（possible IE）或人工瓣膜心内膜炎的评估中，FDG PET/CT 的补充价值已被 2015 ESC 指南纳入诊断路径（IIa 类推荐，证据级别 B）。PET/CT 对人工瓣膜 IE 的诊断灵敏度约 73%-87%，特异性约 80%-95%，尤其适用于超声心动图不典型或阴性者[7]。

3.4 骨髓炎与脊柱感染

FDG PET/CT 对急性/慢性骨髓炎和椎间盘炎的诊断灵敏度和特异性均超过 90%，且不受金属植入物伪影影响（优于 MRI），被 EANM/SNMMI 指南推荐为首选核医学检查[2-3]。

3.5 医疗植入体相关感染

包括人工关节假体感染、心脏起搏器/除颤器感染和人工血管移植物感染等。PET/CT 可区分感染性松动与无菌性松动，灵敏度 85%-95%，特异性约 80%-90%[2,11]。

3.6 其他感染场景

（1）结核病：评估肺结核活动性、肺外结核累及范围及疗效监测；（2）HIV 相关感染：鉴别机会性感染与 HIV 相关肿瘤；（3）结节病与肉芽肿性疾病：炎症活动性评估；（4）COVID-19 后肺损伤：2023 年以来的研究提示 PET/CT 可用于评估 COVID-19 后持续肺功能异常的炎症活动性[3]。

四、优缺点

4.1 优点

（1）全身一次成像：可一次性评估全身代谢状态，适合寻找隐匿性感染源； （2）功能和结构信息互补：融合代谢与解剖，提高定位和定性准确性； （3）高灵敏度：尤其对早期或轻微感染灶的检出优于 CT 和超声； （4）定量分析：SUV 可半定量评估感染活动性，用于治疗反应监测； （5）金属伪影不敏感：优于 MRI，适合骨科金属植入物周围感染评估。

4.2 局限性

（1）缺乏病原特异性：FDG 在感染和炎症（包括无菌性炎症、肿瘤）之间无法准确区分； （2）空间分辨率有限：PET 分辨率为 4-6 mm，难以探测微小感染灶（如心瓣膜微小赘生物 < 5 mm）； （3）生理性摄取的干扰：脑、心肌、肾集合系统、棕色脂肪和肠道生理性摄取可能掩盖邻近病灶； （4）辐射暴露：一次 PET/CT 的有效辐射剂量约 10-25 mSv，与诊断性 CT 相当，但高于常规 X 线； （5）费用与可及性：设备昂贵，主要集中于大型三甲医院和区域医疗中心，检查费用约 7000-10000 元人民币/次，限制了广泛应用[12]； （6）假阴性风险：近期使用过抗生素的已控制感染、低代谢活性感染及小病灶可能呈假阴性。

五、报告解读

5.1 视觉分析

PET/CT 报告首先通过目测法判断病灶 FDG 摄取程度是否高于正常背景。常用半定量视觉评分包括： - Deauville 标准（5 分制）：1 分=无摄取；2 分=摄取 ≤ 纵隔血池；3 分=纵隔血池 < 摄取 ≤ 肝血池；4 分=摄取 > 肝血池但中度；5 分=摄取显著高于肝血池。Deauville 4-5 分通常判定为代谢阳性[13]。 - 在感染诊断中，通常将病灶摄取明显高于周围正常组织或肝血池者判为阳性。

5.2 SUV（标准化摄取值）

SUV 是 PET 最常用的半定量参数。SUVmax（最大标准化摄取值）反映病灶内 FDG 摄取的最高值，其计算公式为： SUV = 组织放射性浓度（kBq/mL）÷ [注射剂量（MBq）/ 患者体重（kg）][6]。

SUV 值受多种因素影响：血糖水平、注射-扫描间隔时间、重建参数、病灶大小（部分容积效应）等。因此，SUV 切值在不同临床场景中差异显著，需结合具体病变部位和临床背景判读。

5.3 典型感染征象

（1）血管移植物感染：沿人工血管走行的局灶性或节段性 FDG 浓聚，分布模式不对称； （2）椎间盘炎/脊柱骨髓炎：椎间盘及相邻椎体终板区 FDG 摄取增高，呈"跨椎间隙"分布； （3）人工瓣膜心内膜炎：瓣膜区持续性局灶性高摄取，延迟显像背景清除后仍明显； （4）关节假体感染：假体-骨界面弥漫性或局灶性高摄取，累及假体周围软组织； （5）FUO 阳性病灶：可表现为淋巴结、脾脏、大血管壁或实质性器官的局灶性或弥漫性高代谢。

5.4 鉴别诊断要点

并非所有的 FDG 高摄取都是感染——无菌性炎症（如痛风、类风湿关节炎活动期）、异物反应（如术后早期）、肿瘤均可能表现类似。PET/CT 报告应结合临床病史、实验室检查（CRP、PCT、血培养）和其他影像综合判断，必要时建议活检病理确认。

参考文献

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