PET-CT在肿瘤方面的应用占其临床应用的90%以上，常用的显像剂为18F标记的FDG(18F-FDG)。PET-CT的主要适应症概括为：
01癫痫定位
对脑癫痫病灶准确定位，为外科手术或伽玛刀切除癫痫病灶提供依据。
02脑肿瘤定性和复发判断
脑肿瘤的良恶性定性、恶性胶质瘤边界的确定、肿瘤治疗后放射性坏死与复发的鉴别、肿瘤活检部位的选择等。
03痴呆早期诊断
早老性痴呆的早期诊断、分期并与其他类型痴呆如血管性痴呆进行鉴别。
04脑受体研究
帕金森病的脑受体分析，进行疾病的诊断和指导治疗。
05脑血管疾病
PET-CT可以敏感地捕捉到脑缺血发作引起的脑代谢变化，因此可以对一过性脑缺血发作(TIA)和脑梗死进行早期诊断和定位，并进行疗效评估和预后判断。
06药物研究
进行神经精神药物的药理学评价和指导用药，观察强迫症等患者脑葡萄糖代谢的变化情况，为立体定向手术治疗提供术前的依据和术后疗效随访等。
07健康体检
早期肿瘤是可以得到治愈的，但大部分肿瘤发现时已经是中晚期了，故肿瘤的常规筛查不可忽视，PET-CT简便，安全，全面，准确，是人群健康体检的手段。
08肺癌检查
70%肺癌确诊时已到中晚期，中晚期肺癌过了佳治疗期，能够在早期发现肺癌病灶的先进的影像学仪器显然是PETCT。PET-CT的超高灵感度，使得探测人体神经系统微量功能代谢变成可能，不仅提高了病灶的清晰度和特异性，更大大提高了微小病灶的检出能力和确诊率，使定位更加准确。
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