0 引言

       医学影像技术的进步与日益增长的临床需求共同推动了影像学由二维平面成像向三维断层成像的演变，单模态成像向多模态成像的转变，以及从传统的分体式设备向一体化设备的升级。在此背景下，一体化正电子发射断层/磁共振（positron emission tomography/magnetic resonance, PET/MR）多模态成像系统应运而生。PET/MR成像在降低对人体的辐射损伤方面具有显著优势，尤其是对儿童及育龄女性患者的影像学评估^[1]。其将PET成像（具有高诊断准确性和多样化的示踪剂选择）与MR成像（优越的软组织分辨能力和多参数成像特性）相结合，在单次扫描中便可同步获得患者的全身解剖结构、功能状态以及分子代谢信息^[2]。这一技术目前已广泛应用于恶性肿瘤的诊断、分期、疗效评估和预后判断^[3]，以及神经系统^[4]和心血管系统疾病^[5]的诊疗过程中。近年来，我国PET/MR成像系统的临床应用领域不断实现创新，取得重要进展^[6]。临床经验的积累和及时的技术评估正在推动我国分子影像医学及相关临床应用水平的不断提升。尽管如此，一体化PET/MR成像系统在临床推广中不仅面临着成本高昂的问题，而且还存在专业人才匮乏、操作标准化不足以及临床应用指南不明确等挑战。随着国内一体化PET/MR成像技术的快速发展，影像科医生亟须加强对其临床应用的理解和掌握。因此，本文述评PET/MR成像系统在临床应用方面的最新动态，为广大临床及影像科医生提供实证基础，以便其在临床实践中发挥更大的作用。

1 PET/MR成像在肿瘤中的应用

       在一体化正电子发射断层/电子计算机断层扫描（positron emission tomography/computed tomography PET/CT）的临床实践中，肿瘤的诊疗工作无疑占据了核心地位^[7]。尽管如此，通常还需辅以MR成像以获得更高的空间分辨能力及更佳的软组织对比效果。MR成像所具备的优势在于，能够清晰揭示肿瘤及其邻近解剖结构。同时，通过采用扩散加权成像、灌注成像及磁敏感成像等多种功能性成像手段，来深入洞察肿瘤组织的微观环境特征^[8]。鉴于此，本研究章节将围绕不同类型的肿瘤展开述评，并对PET/CT成像与PET/MR成像在临床肿瘤应用中的各自优势与局限进行比较分析，旨在为临床及放射科医师提供诊断和治疗决策的参考依据。

1.1 颅内及头颈部恶性肿瘤

       颅内及头颈部的解剖结构较为复杂且富含多个放射敏感组织，MR成像辐射剂量相对较低且具有出色的软组织对比度，能够精准地确定颅内及头颈部恶性肿瘤（head and neck cancer, HNC）的位置及其范围。因此，相较于CT或者PET/CT，使用MR或PET/MR进行颅内及头颈部检查更为适宜。此外，脑组织对FDG的高摄取减弱了对肿瘤靶向性的识别比率^[9]。因此，与PET/MR成像相比，颅内肿瘤通常首选MR成像检查。但在临床上，一些特异性示踪剂，例如氟乙基酪氨酸（fluoroethyltyrosine, FET）^[10]，碳-甲硫氨酸（C-methionine, MET）^[11]，二羟基苯丙氨酸（fluorodihydroxyphenylalanine, FDOPA）^[12]及乏氧示踪剂氟咪唑（flumizole, FMISO）^[13]等已经应用在头部的PET/MR成像上。这些氨基酸示踪剂能够在不受血脑屏障影响的情况下直接渗透至中枢神经系统，并能够特异性地结合于脑肿瘤相关的高表达受体。因此，具有较高的靶向性识别比率，对脑肿瘤的鉴别诊断及指导手术定位具有重要的临床价值^[14]。例如，MET-PET/MR成像可以有效地区分脑转移瘤与治疗后放射性坏死或肿瘤复发^[15]。此外，也有研究证实颅内肿瘤的PET参数（氨基酸示踪剂）与MR参数间的相关性并不高^[16]。这一发现提示PET/MR成像能提供两种相互补充的影像学信息，从而助力颅内肿瘤的个性化治疗。例如，FMISO-PET/MR成像可用于预测胶质瘤患者对放疗反应的敏感性^[17]；FET-PET/MR成像能够提高胶质瘤患者立体定向活检的准确率^[18]；FDOPA-PET/MR成像和MET-PET/MR成像可用于预判抗血管生成治疗方案的效用^{[15, 19]}。

       在HNC的诊断、分期以及预后评估方面，PET/MR成像起着至关重要的作用^{[20, 21, 22]}。近年来的研究认为，PET/MR成像在诊断HNC的准确性上高于单独的MR成像及PET/CT成像。引入扩散加权成像（diffusion-weighted imaging, DWI）可进一步提升FDG-PET/MR成像对HNC检出率。但在下咽癌或喉癌的患者群体中，考虑到CT对运动伪影的干扰较小，PET/CT可能是更为合适的选择^[22]。此外，相较于PET/CT，PET/MR成像在HNC的T分期和N分期方面有着明显的优越性，特别是在区分咽后淋巴结的肿大与原发癌向咽后的扩展上更显突出^[20]。此外，T2WI对于检测坏死或囊性淋巴结转移有一定价值。DWI也为FDG-PET提供了补充信息，能够识别淋巴上皮组织或其他高背景生理活动区域的病变。MR成像对于头颈部脊髓受累的诊断非常敏感，超短回波时间（ultra short echo time, UTE）或零回波时间（zero echo time, ZTE）序列能够帮助检测骨皮质的侵蚀情况^[21]。但在已知或怀疑有肺转移的患者中，PET/CT在肺结节评估方面优于PET/MR。此外，通过增加DWI等MR功能序列，FDG-PET/MR成像则在评估治疗反应及预测预后等方面相较于其他现有影像技术具有一定优势。

       未来，在颅内及头颈部肿瘤的PET/MR成像临床实践中，一些MR的功能序列可以提供超越传统MR成像的功能、生理和分子信息，有助于进行鉴别诊断和疗效预测。例如，通过磁共振灌注成像（perfusion-weighted MRI, PWI）：动态敏感性对比（dynamic susceptibility contrast, DSC）MR成像、动态对比增强（dynamic contrast-enhanced, DCE）MR成像或动脉自旋标记（arterial spin labeling, ASL）MR成像提供多种替代组织灌注标记物，如相对脑血流量（relative cerebral blood flow, rCBF）、相对脑血容量（relative cerebral blood volume, rCBV）和其他灌注指标。其中，rCBV作为传统MR成像序列的补充，在区分颅内肿瘤进展、诊断复发和预测预后等方面具有重要价值。神经元标记物N-乙酰天冬氨酸（N-acetyl-aspartate, NAA） 和细胞膜标记物胆碱化合物（cell membrane markers, Cho）是脑肿瘤特征性的代谢物。磁共振光谱成像（MR spectroscopy, MRS）则可以可视化不同代谢物在脑部不同区域的分布异质性。酰胺的化学交换饱和转移（chemical exchange saturation transfer, CEST）效应使得酰胺质子转移（amide proton transfer, APT）成像与脑胶质瘤的肿瘤范围相关。颅内肿瘤及HNC研究中，另一个有前景的领域是通过单量子和多量子²³Na-MR成像和光谱进行Na离子成像。在增殖性肿瘤组织中，细胞分裂前的细胞膜去极化导致细胞内Na离子浓度升高，并伴随着肿瘤组织中总Na离子浓度的升高。研究主要集中在针对胶质瘤异柠檬酸脱氢酶（isocitrate dehydrogenase, IDH）突变状态的治疗监测和分析上。总之，将氨基酸PET与不同的功能性MR成像方法相结合，可以实现更具有说服力且与临床相关的附加诊断价值。

1.2 妇科恶性肿瘤

       在妇科恶性肿瘤，例如宫颈癌和子宫内膜癌的诊疗中，MR成像已成为评估肿瘤局部侵犯范围的首选方法。女性盆腔的解剖结构较为复杂，MR成像相较于CT成像，能够更准确地确定肿瘤侵犯范围。此外，DWI和DCE等MR功能成像序列，能够进一步提供关于肿瘤弥散和灌注特性的附加信息。因此，PET/MR成像已经成为宫颈癌和子宫内膜癌常见的影像学检查方法。国际妇产科联合会（Federation International of Gynecology and Obstetrics, FIGO）分期是宫颈癌和子宫内膜癌的标准分期方法，其治疗方案通常基于FIGO分期进行制订。近年的临床研究表明，与PET/CT成像相比，使用PET/MR成像进行宫颈癌和子宫内膜癌的分期，其结果与病理分期的一致性更高^[23]。虽然对于能否通过增加DWI和DCE等序列来提高整体分期的准确性存在争议，但这些序列在淋巴结性质鉴别方面仍具有一定的参考价值^[24]。在制订宫颈癌及子宫内膜癌的放疗计划中，PET/MR成像比PET/CT成像能够更精确地勾画肿瘤边界，评估宫旁浸润，从而提高放疗的安全性^[25]。此外，放疗引起的水肿和炎症可能会导致治疗后PET中的假阳性结果^[26]，而通过功能性磁共振成像技术如限制光谱成像（restriction spectrum imaging, RSI）可以区分水肿与残余肿瘤。在宫颈癌组织中，PET参数与DWI及其衍生的弥散灌注序列参数间的相关性较弱。因此，常通过一体化的PET/MR-DWI来提取肿瘤的PET和MR-DWI相关参数，用以定量评估局部晚期宫颈癌患者接受同步放化疗的治疗反应和预后^{[27, 28]}。在宫颈癌及子宫内膜癌放疗后的评估中，PET/MR成像有助于区分肿瘤复发与放射引起的解剖和组织变化，例如纤维化和瘢痕^{[29, 30]}。对于卵巢癌，当超声和CT未能明确判定盆腔肿瘤性质时，PET/MR成像在评估肿瘤性质方面发挥着重要作用^[31]。卵巢癌患者的总肿瘤负担是决定是否建议进行手术的关键。PET/MR成像在确定卵巢癌患者的腹膜癌指数（peritoneal cancer index, PCI）方面的准确性优于MR及PET/CT^[32]。

       在妇科恶性肿瘤患者的影像诊断中，PET/MR成像具有的另一个重要优势是能够帮助PET识别假阳性情况。有些生理活动如膀胱过度活动和肠道蠕动中的FDG摄取可能会掩盖微小病灶，从而导致妇科恶性肿瘤患者的PET/MR成像结果出现假阳性。通过将PET图像与MR图像进行对比，可以减少这种假阳性结果的发生。此外，PET/MR成像还能够克服由于月经周期变化导致的FDG摄取问题。在绝经前，子宫内膜的FDG摄取通常是生理性低值，但在每个月经周期中会出现两个高峰期，一个是在月经前三天，另一个是在周期中期^[33]。这两个高峰期的出现可能与子宫内膜下肌层的蠕动运动和子宫内膜的退化/坏死有关^[34]。因此，子宫内膜区域的FDG摄取增加并不总是意味着子宫内膜肿瘤的侵袭。通过对比PET和MR图像，PET/MR成像可以区分子宫内膜生理性的FDG摄取和异常摄取。MR成像也可以用于克服PET成像在诊断卵巢病变中的局限性，尤其是在非恶性病变的FDG摄取方面。在育龄妇女中，卵巢局部的FDG摄取可能是生理性的，而不是病理性的^[35]。在卵泡晚期至黄体早期，FDG摄取呈椭圆形，且标准摄取值高于3.0^[35]。在黄体生成素高峰期间，卵泡需要增加能量来生长，同时巨噬细胞数量增加，产生大量细胞因子。因此，排卵后黄体的形成是一种炎症反应，导致巨噬细胞中FDG的大量积累。然而，在绝经后的妇女中，正常卵巢几乎不摄取FDG，因此任何卵巢或附件的摄取都需要进一步评估。随着MR成像的应用，这些非恶性病变可以被区分开，同时仍然可以利用PET在卵巢病变中诊断的优势。另一个相关的挑战是非恶性病理（如感染和炎症）中的高FDG摄取，可能导致PET的假阳性结果。DCE、DWI等新技术可能有助于区分这些情况，从而克服这些挑战。

       未来，PET/MR成像有望进一步提高对妇科恶性肿瘤的诊断和评估的准确性和全面性。同时，更多的临床研究将有助于验证其在指导治疗和监测患者疗效方面的价值，并推动其在妇科恶性肿瘤临床实践中的进一步完善。

1.3 前列腺癌

       与妇科恶性肿瘤的情况相似，前列腺癌（prostatic cancer, PCa）亦是PET/MR成像临床应用的重要领域。已有研究证实，多参数MR序列在PCa的诊断及分期中发挥着关键作用。近年来，鉴于FDG在疾病进展前阶段检测PCa的敏感性较低，临床上，开始关注使用胆碱（choline, Cho）、氟昔洛韦（fluorocyclobutyl-1-carboxylic acid, FACBC）和前列腺特异性膜抗原（prostate-specific membrane antigen, PSMA）等特异性示踪剂进行前列腺癌PET显像的诊断价值^[36]。在临床应用中，PSMA-PET/MR成像可以与多参数MR结合使用（多参数MR通常由T2WI、T1WI、DWI和DCE四种MR序列构成）。T2WI和DWI能够识别大部分临床上具有意义的PCa病灶^[37]，特别是在3 T MR成像系统中，T2WI对中央和周围腺体的展示以及包膜外侵犯的检出尤为有效^[37]。使用高b值（1400 s/mm²）的DWI图像有助于更好地检出临床上具有重要意义的PCa^[37]。DCE成像则通过揭示PCa内部新生血管和微血管通透性的增加，来辅助识别和表征在其他序列上表现不明确的病灶，或因伪影在DWI上难以评估的区域^[37]。此外，PSMA-PET/MR成像可以清楚显示PCa邻近结构如包膜、神经血管束、括约肌、盆底、直肠-前列腺角、盆侧壁和精囊侵袭的信息，这些信息对于PCa的分期及治疗方法的制定至关重要^[38]。PET/MR成像的另一应用领域是对PSMA示踪剂在骨骼中的非特异性摄取进行评估。某些针对PSMA的示踪剂表现出骨骼非特异性摄取，可能增加假阳性骨转移诊断的风险^{[39, 40]}，而多参数MR通过提供如扩散、灌注等额外信息，有助于降低此类风险。此外，多达40%的PCa患者在初次治疗后会出现生化复发（biochemical recurrence, BCR）^[41]。一旦出现了BCR，可以进行二次手术或放射治疗以改善无进展生存期和总体生存率。在PSA达到0.2~0.5 ng/mL之前进行二次放疗，可改善BCR患者术后的长期预后^{[42, 43]}。PSMA-PET/MR成像在BCR的影像学诊断中提供了比PSMA-PET/CT成像更高的诊断准确性^{[43, 44]}。此外，PSMA-PET/MR成像还有助于图像引导的PCa活检以及靶向局部治疗方案的制订^{[39, 40]}。

       未来，PET/MR成像在PCa领域的应用前景十分广阔。预计随着特异性示踪剂的研发和更加精准的图像引导技术的应用，PET/MR成像将在PCa的早期诊断、分期、治疗方案制订和预后评估等方面发挥更大的作用。PET/MR成像有望成为PCa管理中不可或缺的重要工具，并为患者带来更加个性化、精准的诊断和治疗方案。

1.4 其他肿瘤

       PET/MR成像在肺部、乳腺、肝脏、胰腺、骨等部位的恶性肿瘤和骨肉瘤诊断、分期以及预后等方面具有一定的临床应用潜力。

       相比于PET/CT成像，PET/MR成像在肺部病变检测方面的敏感度较低，但通过引入多种MR序列可以提升对肺癌侵犯胸壁、膈肌或纵隔区域边界的识别效率，这有助于提高肺癌分期的准确性^[45]。PET/MR成像在评估乳腺癌局部淋巴结、远处转移（尤其是骨转移和肝转移）以及诊断复发病变方面具有更高的准确性^[46]。此外，它还可以通过结合其他MR功能序列，如DWI和信号增强比率（signal enhancement ratio, SER）等参数来评估乳腺癌患者对新辅助治疗的应答，并在早期预测乳腺癌的分子分型^[47]。在胃肠道肿瘤的诊断中，PET/MR成像在显示解剖细节方面具有更明显的优势，有助于提高诊断准确性^[48]。对于小肠肿瘤，PET/MR成像主要适用于CT和内镜检查结果阴性，但生物标志物水平异常升高的患者^[49]。PET/MR成像在评估肠壁分层结构、肿瘤浸润范围和腹膜受累范围方面更为精准，对结肠癌和直肠癌的分期诊断具有更高的准确性^{[49, 50]}。此外，PET/MR成像结合DWI等功能序列还可以用于评估直肠癌新辅助放化疗的治疗效果，以及区分治疗后的肿瘤残留和纤维化改变^[50]。对于肝脏病变的评估，MR成像被认为是首选影像学检查方法。PET/MR成像可以提高放射科医师诊断肝转移肿瘤和区分肝脏良恶性病变的准确性和信心^{[51, 52]}。在胰腺癌的诊断中，PET/MR成像能够提供对胰腺癌更为精确的诊断信息，特别是在检测体积较小的胰腺肿瘤病灶方面表现出显著的优势^[53]。PET/MR成像还能够检测出主胰管扩张以及展现囊性肿瘤的内部结构^[54]，这些对于胰腺癌的早期识别与诊断具有重要的临床价值。在骨恶性肿瘤的评估中，MR成像在椎管内或颅底病变的解剖定位方面具有显著的价值，并有助于提高PET在评估肿瘤的软组织成分以及髓旁和髓外病变时的诊断能力^[55]。PET/MR成像系统中采用的快速自旋回波序列能提供高分辨率的T1WI，改善骨病变的勾画。DWI增强了骨病变的探测能力和定性分析^[56]。在肉瘤的临床应用方面，PET/MR成像相对有限，但其对于肉瘤的局部分期具有重要意义，可提供淋巴结转移、邻近组织结构侵犯、神经和血管浸润等方面的诊断信息^[57]。特别是在儿童肉瘤患者中，PET/MR成像相较于其他成像技术，能够显著降低儿童接受的辐射剂量，从而更好地保障他们的长期健康和安全。

2 PET/MR成像在心血管疾病中的应用

       PET/MR成像系统能够同时评价心脏的解剖结构、功能状态以及组织成分等多方面信息。在临床实践中，该技术已被广泛应用于多种心脏疾病的诊断与预后评估，涵盖了心肌梗死、心肌病（缺血性心肌病、炎症性心肌病及肥厚型心肌病）、动脉粥样硬化、感染性心内膜炎、心脏肉芽肿病等多种心血管疾病。利用一体化PET/MR成像的综合成像优势，医师能够更加精确地评价心脏的形态学变化、功能异常和病理组织特征，从而为患者提供个性化的诊疗方案和更准确的病情监测。此外，一体化PET/MR成像在心脏疾病的研究领域中也具有极为重要的价值，为深入了解心脏疾病的病理生理机制提供了强大的工具。

2.1 心肌梗死

       心肌梗死后梗死面积是预测早期预后的主要变量。目前广泛应用于评价梗死面积的影像技术主要包括PET和延迟钆增强（late gadolinium enhancement, LGE）-MR。心肌细胞对FDG的摄取，受葡萄糖转运蛋白的表达活性所调控。为增强心肌对FDG的摄取，常常通过口服葡萄糖来标准化患者的代谢状态。相对于PET，LGE-MR成像则是依据钆配合物在增加的细胞外间隙中不均匀分布的原理，这种增加的细胞外间隙多见于心肌瘢痕等纤维化组织。与健康心肌相比，这些区域的钆配合物摄取降低。因此，有助于成像描绘心肌瘢痕或非活性心肌。在急性心肌梗死（acute myocardial infarction, AMI）亚急性期，PET/MR成像显示延迟钆增强的心肌节段与FDG摄取减少的心肌节段具有高度一致性^[58]。与FDG-PET/CT成像相比，FDG-PET/LGE-MR成像的一个优势在于其不依赖葡萄糖摄入，对于糖尿病患者尤其有价值，这使得FDG-PET/LGE-MR可作为一种有益的替代成像方案^[58]。除此之外，在再灌注后心肌梗死的亚急性期，MR成像还能区分心肌水肿、微血管阻塞以及心肌内出血，这些均可作为再灌注损伤的潜在指标，对预测右心室功能的预后具有额外影响^[58]。

       未来，可以继续深入研究如何整合PET和MR成像技术，以更好地评估心肌梗死，并提高对疾病机制的理解。在临床应用方面，可以进一步优化PET/MR成像技术，以解决空间分辨率差异带来的挑战，并提供更准确、全面的诊断和评估。

2.2 心肌病

       在缺血性心肌病患者的诊治过程中，准确评估心肌的活性与功能对治疗决策具有至关重要的作用。对于因充血性心力衰竭导致全身状态下降的患者而言，PET/MR成像系统的应用尤为适宜。结合使用NH3-FDG的双重显像策略和MR的LGE技术，心脏PET/MR成像能够同步获得血流动力学和心肌存活能力的多维度参数，实现对心肌的全面定量化、定位化及定性化评估^[59]。LGE技术可精确评价心肌的透壁至心内膜下瘢痕，结合NH3和FDG-PET连续数据采集，可以识别并量化那些灌注或收缩功能受损但仍存活的心肌区域，即所谓的冬眠心肌或顿抑心肌。鉴于缺血性心肌病患者面临较高的室性心律失常和心源性猝死的风险，可以将PET显像剂结合心肌神经支配的观测纳入成像方案中^[59]。然而，PET/MR成像双重示踪技术在临床中的应用受限于较长的扫描时间要求（达60 min或更长），这对身体状况较差的患者来说可能难以承受。因此，开发时间更短的数据采集方案成为未来研究的关键方向^[59]。

       对于炎症性心肌病，FDG-PET在展示活跃炎症区域方面具备较MR成像更高的敏感性，部分组织FDG-PET可见增强摄取，而相应的T2WI可能未能清晰显示病灶。因此，将MR的组织学特征与FDG-PET的代谢信息相结合，可精确识别活跃性或慢性损伤区域，指导心肌炎患者的治疗选择并监测疾病的进展^[60]。未来的心脏PET/MR成像可利用针对炎症的特异性示踪剂，实现从细胞趋化因子表达到心肌组织成分变化的监测，有望为临床诊断增添价值^[58]。在FDG-PET显像心肌炎症时，由于健康心肌同时利用葡萄糖和游离脂肪酸作为能量来源，两者的比例受患者的营养状态和禁食时间影响。为实现炎症区域与正常心肌之间的高对比度，需要抑制心肌的葡萄糖代谢，这可以通过延长禁食时间、采用高脂低碳水化合物饮食等策略来实现。然而，长时间禁食可能导致患者不适，进而增加他们取消心脏PET/MR成像检查的风险。

       肥厚型心肌病（hypertrophic cardiomyopathy, HCM）通常在成年早期开始表现出临床症状，这些症状包括收缩功能和/或舒张功能异常、心律失常，或者心脏性猝死（sudden cardiac death, SCD）。MR成像可以用来评估左心室的功能、壁厚及血流动力学特征。在HCM的背景下，LGE被认为是心肌纤维化区域的一个重要标志，并常与显著的心肌肥厚一同被识别出来。研究表明，LGE的检出与未来发生室性心律失常和SCD的风险相关联。然而，某些HCM患者尽管存在LGE，却无任何症状，且对应LGE区域的左心室功能可能保持正常，这表明LGE不一定能反映所有HCM患者心肌纤维化的程度。FDG-PET在诊断HCM方面对MR成像具有补充价值^[61]。PET-MR已用于展示心肌瘢痕增生区域，在这些区域，LGE可揭示局灶性FDG摄取的降低，这可能指示真实的瘢痕形成区域^[61]。FDG-PET还用于监测肥厚型梗阻性心肌病患者接受室间隔消融术后的变化，并观察到消融区及整个心肌的FDG摄取均有所减少，从而提供了对治疗后心肌代谢改变的见解^[61]。

       未来，心脏PET/MR成像技术有望利用针对炎症的特异性示踪剂，实现从细胞趋化因子表达到心肌组织成分变化的监测，为临床诊断增添价值。同时，开发时间更短的数据采集方案将成为未来研究的关键方向，以提高技术的临床可行性和患者的接受度。随着技术的不断进步，心脏PET/MR成像有望成为心肌病诊治中的重要辅助工具，为患者提供更精准、个性化的诊疗方案。

2.3 其他心血管疾病

       巨噬细胞在炎症反应、斑块形成及粥样硬化斑块破裂的过程中起着核心作用。因此，被视为影像学领域关键的靶标以识别易于破裂的粥样斑块。FDG由于能被巨噬细胞与泡沫细胞摄取，已成为动脉粥样硬化显像的重要工具^[62]。MR成像通过有效测量血管横截面积、管壁厚度、斑块负荷及动脉重塑等参数，展现出重要的临床价值。此外，T1WI能够识别因血栓形成或高铁血红蛋白导致T1时间缩短而在斑块中产生的高信号^[63]。但是，MR与PET在捕捉和描绘形态变化闪烁信号时所具备的空间分辨率存在差异，这导致在临床上利用PET/MR成像来评估管腔狭窄面临挑战^[63]。人工瓣膜置换术后，心内膜炎是常见并发症。MR技术能直观展现瓣膜结构，诊断并量化瓣膜反流程度，揭示主动脉瓣与主动脉环之间的分离情况。然而，机械瓣膜所导致的成像伪影可能对图像质量及诊断精确性产生不利影响^[64]。与MR成像相比，FDG-PET成像能够直接定位并评估炎症活跃部位及其严重程度，有利于监测抗生素治疗的效果^[64]。因此，在评估抗生素疗效及进行疗效监控时，FDG-PET成像的应用尤显重要。针对心脏结节病（cardiac sarcoidosis, CS）的诊断问题，一直存在着显著的挑战性。特别是在进行心内膜心肌活检时，由于采样误差的存在，可能导致如心肌穿孔等严重的并发症。因此，在该疾病的临床检查过程中，利用MR成像和FDG-PET成像等非侵入性的技术手段具有至关重要的作用。实际上，目前MR成像和FDG- PET成像已经被广泛推荐应用于CS的评估工作。LGE成像可以精准地检测心肌水肿、坏死和纤维化瘢痕，而FDG成像摄取则作为葡萄糖代谢增高的量化替代指标，其增高的代谢水平是炎症的标志^[65]。因此，MR成像和FDG-PET成像的联合应用具有准确检测和评估疾病活动性的潜力。

3 PET/MR成像在神经系统疾病中的应用

       一体化PET/MR成像系统能够同步、全面地收集神经系统疾病进程中具有特定生理意义的活动数据，为癫痫、痴呆、脑血管疾病等神经系统病变的早期特异性诊断提供了可靠支持，并为精神病学与神经科学领域的研究贡献了强有力的科学依据。

3.1 癫痫

       在临床研究领域，PET/MR成像系统在针对难治性癫痫的诊断和评估上展现出其卓越潜力，特别是在颞叶癫痫（temporal lobe epilepsy, TLE）与局灶性皮质发育不良（focal cortical dysplasia, FCD）^{[66, 67]}的诊断与定量评估方面。MR成像是TLE诊断中的首选影像学方法，但大约有20%的患者在MR检测中可能呈现阴性结果。PET成像可以弥补MR成像的这一限制，为手术提供关键的癫痫病灶精确定位信息。TLE患者若展现单侧FDG摄取降低，可能意味着较为有利的手术预后。在FCD的诊断中，MR成像与PET成像联合应用能显著提高检出率，远胜于任一单一成像手段。这主要归功于彩色分级技术在提升微小代谢降低区域检出敏感性方面的作用。

3.2 痴呆

       在痴呆症的影像学诊断中，传统形态学检查如CT或MR主要用于排除具有相似临床表现的其他病症。然而，目前一些功能磁共振序列如弥散张量成像（diffusion tensor imaging, DTI）、静息状态功能磁共振成像（resting-state functional MRI, rs-fMRI）及灌注成像的应用已能直接提升对痴呆症状的诊断精度。DTI可以显示白质纤维的结构完整性，并为神经结构连通性提供模型。rs-fMRI则为研究大脑功能连通性提供了补充信息，并允许执行功能性脑网络的分析。结合灌注MRI以及淀粉样蛋白PET示踪剂，可以在单次扫描中收集阿尔茨海默病（Alzheimer's disease, AD）的两个关键生物学指标：淀粉样蛋白沉积与神经元损害。目前用于痴呆诊断的PET示踪剂包括FDG、Tau蛋白以及淀粉样蛋白。FDG-PET成像能揭示AD的神经元损害，助于区分AD与其他形式痴呆；Tau-PET示踪剂能可视化AD中Tau蛋白的空间分布，且与临床痴呆严重程度和神经退行性变化直接相关；淀粉样蛋白PET扫描的阴性结果则降低了患者为AD的可能性^{[68, 69, 70]}。一体化PET/MR成像设备能一次性获得全面的痴呆相关神经学信息，包括PET与MR序列的病灶特征，从而提升对轻度认知障碍（mild cognitive impairment, MCI）发展至AD的预测准确度，并增强鉴别AD与其他临床痴呆综合征的诊断可信度^{[68, 69, 70]}。

3.3 脑血管疾病

       脑血管性疾病以脑血流动力学异常及神经功能损害为特点。在急性缺血性脑卒中（acute ischemic stroke, AIS）的诊治过程中，对缺血性半暗带的准确及迅速识别是实施个性化治疗方案的关键一环。半暗带指的是灌注不足但仍具有存活潜力的脑组织，如无及时干预，这部分组织将快速进展为梗死区。多种磁共振成像技术，例如动脉自旋标记（arterial spin labeling, ASL）灌注成像，可无创地映射出脑组织灌注异常，迅速定位半暗带，评估脑血管储备能力，并对治疗效果进行监测。配合新型PET示踪剂的使用，一体化PET/MR成像系统能为脑血管疾病的综合管理提供新的视角^[68]。H2¹⁵O PET能够识别缺血性脑卒中中可能逆转的组织，与MR灌注加权成像（perfusion weighted imaging, PWI）对比，可以分辨哪些低灌注与低氧供应组织可能从溶栓治疗中受益。PET/MR成像不仅在鉴别缺血性脑卒中与出血性脑卒中方面具有独特优势，其还能进一步揭示缺血性病灶周围神经功能障碍的发展趋势和潜在恢复机制，助力于更准确地评估治疗效果，从而推动治疗策略的优化^[68]。

3.4 精神病学和神经学研究

       fMRI与DTI在精神疾病领域的研究中发挥着极为关键的作用，它们对于探索孤独症、抑郁症以及精神分裂症等疾病的神经机制提供了重要的影像学证据。在创伤性脑损伤（traumatic brain injury, TBI）和创伤后应激障碍（post-traumatic stress disorder, PTSD）的病理生理与治疗效果评估研究中，PET/MR成像显示出其重要价值^[68]。FDG-PET已广泛被应用于研究人类以及动物模型的TBI，其研究发现大脑中FDG摄取模式的改变与认知及行为的异常有着密切的相关性^[68]。同时，通过fMRI与DTI的联合应用，对TBI引起的大脑功能连接和白质纤维束的影响进行了深入的解析，为评估TBI的影响及指导相关的临床治疗提供了有力的影像学支持^[68]。

       总体来说，PET/MR成像技术在神经科学领域展现出巨大的潜力，可以为癫痫、痴呆、脑血管疾病以及精神病学和神经学研究提供更全面、准确的影像信息，为相关疾病的诊断、治疗和研究提供有力的支持。随着技术的不断进步和应用的深入，PET/MR成像系统有望成为神经科学研究及相关临床诊疗的重要工具。

4 总结与未来发展前景展望

       近十年来，一体化PET/MR成像系统在临床应用上积累了丰富的经验。区别于依赖电离辐射的CT成像，MR成像不仅提供了卓越的软组织分辨率和功能成像能力，而且避免了电离辐射带来的风险。该成像系统在临床上主要应用于肿瘤学、神经系统学以及心血管学等关键领域。在我国，PET/MR成像系统的临床应用仍处于初步发展阶段，并受到专业人才培养、统一的操作流程以及临床应用广度等诸多因素的制约，但其在未来的临床医学中仍有巨大的发展潜力。鉴于PET/MR成像系统未来临床应用的拓展，本文提出四个关键的发展方向。

       （1）整合更多MR功能序列至PET/MR多参数成像中，诸如MRS—能提供代谢组成信息的技术；化学交换饱和转移（chemical exchange saturation transfer,CEST）成像—用以揭示大分子浓度和交换动力学的技术；磁共振弹性成像（magnetic resonance elastography, MRE）—用于评估组织硬度的技术等。虽有诸多临床前研究将此类序列融入常规MR甚至PET/MR成像，但其在临床应用上的具体范围与效益仍待进一步的实验验证和确认。

       （2）非FDG PET示踪剂为PET/MR提供了补充的生理及病理信息。已有多种非FDG放射性药物，如⁶⁸Ga-DOTATATE和DOTATOC等在国际市场上获批应用。这些非FDG示踪剂在PET/MR多参数成像的临床应用仍相对有限，却展现出广阔的发展前景。

       （3）在临床前影像研究领域，人工智能技术尤其是深度学习，已成为当前备受瞩目的研究热点。深度学习旨在通过从样本数据中提取深层次的特征规律，使机器能够近似人类的分析和学习能力，从而更精准地识别和解读图像数据。鉴于PET/MR成像的多参数、多模态特性，深度学习模型有潜力从多模态数据集中识别出模式和复杂关系，从而有效提升PET/MR成像的诊断性能。

       （4）PET/MR图像的重建和数据处理技术是PET/MR成像技术发展的关键。未来的发展方向可能包括更高效的算法、更精准的图像重建技术，以及更智能化的数据处理方法，以提高成像的质量和准确性。