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脑肿瘤又称颅内肿瘤，是一种缓慢起病逐渐加重的脑部疾病。约占所有肿瘤的 2%，每年发生率为 5.8 / 10万，好发于 50 岁以上成年人，预后较差(5 年存活率 = 20%)。原发于颅内者称原发性颅内肿瘤;由全身其他部位的恶性肿瘤转移至颅内者称转移性颅内肿瘤。常见的颅内肿瘤有胶质瘤、脑膜瘤及神经鞘瘤。对脑肿瘤的研究和临床应用是PET显像开展较早的领域之一，早期生产的许多PET在大小和形状等方面专门为进行脑显像所设计。
大量研究证实了18F-FDG PET显像诊断脑肿瘤的价值，目前18F-FDG显像已经成为脑肿瘤诊断或随访的重要方法之一。FDG脑肿瘤显像在脑肿瘤良、恶性的鉴别及肿瘤的分级和分期，鉴别脑肿瘤的复发和坏死，探测残留肿瘤等方面优于CT、MRI显像。FDG PET显像可准确地用于脑肿瘤术前的分期和鉴别诊断，它可以鉴别CT、MRI不能区分的肿瘤复发活放疗引起的坏死，根据肿瘤摄取FDG的程度可判断脑肿瘤的预后。当肿瘤破坏神经纤维时，常导致对应神经中枢的FDG代谢降低， 在脑肿瘤PET显像中， 92%可观察到病灶远端特别是对侧小脑半球有异常代谢减低区即对侧小脑失联络现象。
1、脑胶质瘤
18F-FDG PET显像对星形细胞瘤的良恶性鉴别诊断具有重要的临床应用价值。低级别肿瘤FDG摄取较低，高级别肿瘤摄取增加，定量分析有助于提高诊断效率。
星形胶质细胞瘤Ⅰ级18F-FDG PET显像常表现为低代谢影像，病灶的放射性浓聚程度低于正常脑组织，但星形胶质细胞瘤Ⅱ～Ⅲ级可表现为高代谢病灶，尤其以病灶边缘明显。星形胶质细胞瘤Ⅲ、Ⅳ级在18F-FDG PET显像时表现为高代谢病灶，肿瘤病灶显示为放射性异常浓聚影。当肿瘤内部发生出血、坏死时，相应部位可表现为放射性缺损。星形细胞瘤具有很强的复发性，CT、MRI对于星形细胞瘤手术或放疗后是治疗后复发或是治疗后疤痕形成的鉴别有一定困难，而18F-FDG PET显像则具有很强的优势，因为治疗后形成疤痕的糖代谢水平远远低于复发的肿瘤组织，在18F-FDG PET显像图上治疗后形成疤痕组织表现为放射性减低影(即低代谢灶)，复发的肿瘤组织表现为放射性浓聚影(即高代谢灶) 。大量临床研究结果证明，18F-FDG PET显像是鉴别星形细胞瘤手术或放疗后复发或治疗后疤痕形成的有效手段。
11C-MET脑组织吸收本底低与脑肿瘤对比明显，比18F-FDG更具有优势。在11C-MET PET影像上，复发性脑肿瘤或肿瘤残余组织呈高11C-MET聚集灶，而肿瘤放射性坏死组织11C-MET摄取与正常脑皮质相似，且不受炎症反应的影响。因此，11C-MET对复发性脑肿瘤的诊断要优于18F-FDG。
2、脑转移瘤
脑转移瘤与其原发恶性肿瘤灶一样，具有较强的18F-FDG集聚能力，18F-FDG PET显像表现为高代谢病灶，可与良性病变鉴别：如脑内内出血、坏死、囊性变及液化，FDG显像表现为放射性缺损。对于CT、MRI等检查先发现颅内转移瘤者，而原发病灶未明的肿瘤患者，进行PET全身显像，有助于检出肿瘤原发灶。18F-FDG PET显像对脑转移瘤放、化疗效果的判断、检测手术后残余病灶等均有重要价值。
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