腦放射損傷是放療的主要并發癥，其癥狀也為顱內高壓的表現，與腫瘤復發相似；由于兩者都有占位效應，并且皆有血腦屏障破壞，CT和MR（I包括增強）表現也多相仿，故兩者鑒別診斷存在一定困難。由于放射性損傷后腦細胞較正常組織少，故損傷區糖代謝低于正常。如果增強病灶存在FDG攝取，則提示有活力的腫瘤存在。膠質瘤治療后的復發在 ¹⁸F-FDG PET圖像上可表現為不規則片狀、環狀、局灶性或點狀的異常放射性濃聚。相反，如果無FDG攝取，則為壞死（特別是高級別膠質瘤和治療前PET圖像上FDG攝取增高者）。對低級別膠質瘤，治療前基礎的 ¹⁸F-FDG PET顯像具有重要意義，其復發灶的葡萄糖代謝可以不增高，只有當低級別膠質瘤發生轉型為高級別膠質瘤時， ¹⁸F-FDG PET才表現為異常的FDG高攝取，否則，即使腫瘤復發，PET也可表現為FDG低攝取。此時，進行 ¹¹C-蛋氨酸、 ¹⁸F-FET、 ¹¹C-Choline或 ¹⁸F-FDOPA、 ¹⁸F-FLT等PET顯像有一定價值 ^[3，4]。

¹⁸F-FDG PET鑒別腦腫瘤復發與放射性壞死的靈敏度為80%～100%（表2-2） ^[3～5]。

近期放療、惡性程度較低、腫瘤細胞數較少、應用類固醇藥物等均可造成 ¹⁸F-FDG PET對復發評價的假陰性結果，非腫瘤的炎癥（包括放療后的放射性炎癥）、難治性癲癇的亞臨床發作、腦膿腫等可造成 ¹⁸F-FDG PET假陽性。放射治療后3～6個月內的放射性炎癥可表現為病灶區彌漫性或類環形輕度FDG攝取，與腫瘤的少量殘留或早期復發很難鑒別，故一般推薦 ¹⁸F-FDG PET顯像需在放射治療結束3個月后進行。 ¹⁸F-FDG PET與MRI圖像進行對比，或者進行兩者的配準融合（軟件融合）對準確判斷和評價腦腫瘤治療后復發非常重要。相信隨著PET/MRI一體機的出現，其在腦腫瘤中的應用優勢將更為突出，一次顯像可獲得多種診斷信息，交互驗證，如MRI的DWI、PWI、BOLD、MRS等功能信息和PET的代謝、腫瘤乏氧、受體等信息進行聯合比對 ^[6]。

¹⁸F-FDG攝取量的高低與腦腫瘤的惡性程度密切相關，可以通過探測腫瘤組織的葡萄糖代謝情況了解腫瘤的生物學行為，鑒別腦腫瘤的良惡性。一般Ⅰ、Ⅱ級星形細胞瘤 ¹⁸F-FDG代謝減低，Ⅲ、Ⅳ級星形細胞瘤 ¹⁸F-FDG代謝增高，當腫瘤內部發生出血或壞死時表現為FDG代謝減低或缺損。一般少突膠質細胞瘤表現為FDG代謝減低。Di Chiro等定量測定23例腦膠質瘤的葡萄糖代謝率，13例低級別膠質瘤的葡萄糖代謝率為（4.0±1.8）mg（/100g·min），10例高級別膠質瘤的葡萄糖代謝率為（7.4±3.5）mg（/100g·min）。對膠質瘤的無創分級一般需結合 ¹¹C-MET PET結果進行。

膠質瘤經放療和（或）化療后，可出現多種影像學變化，如無進展、早期進展、假性進展、復發、放射性壞死等。腦腫瘤的主要治療手段為手術和放療，膠質瘤術后或放療后殘存率或2年內復發率比較高，并且約80%的低級別膠質瘤最終可以進展為高級別膠質瘤。膠質瘤經過放療后，特別是聯合替莫唑胺（temozolomide，TMZ）同步治療后，常很快出現原有增強病灶體積增大，或出現新的增強病灶，但未經任何進一步治療即可逐漸消退，此稱為假性進展，假性進展多發生于治療結束2個月內。對FDG攝取的減低是放療有效的早期反應，而FDG攝取無變化或相對增高提示治療無效。瘤床部位出現不規則局灶性FDG代謝增高，特別是高于或近似于正常灰質水平時，提示腫瘤復發，而放射性壞死表現為放射性缺損。低級別膠質瘤復發常表現為 ¹⁸F-FDG代謝減低，只有當低級別膠質瘤向高級別膠質瘤惡性轉化時才會出現FDG代謝增高。由于膠質瘤放化療后包括假性進展、復發和放射性壞死等多種反應的并存，使PWI、MRS影像學檢查價值有限，PET顯像中使用的FDG與MET均通過細胞膜上載體的易化轉運及細胞內酶的代謝活性來顯示存活的腫瘤細胞，獨立于血腦屏障的完整性，因而具有獨特的優勢。

氨基酸是除 ¹⁸F-FDG之外最常用的PET腦腫瘤顯像劑之一，與FDG相比，氨基酸顯像的優點是正常腦組織的攝取相對較低，因此膠質瘤氨基酸顯像可以較好地與正常腦組織相鑒別，明確腫瘤的浸潤范圍，對低級別膠質瘤的診斷及早期復發的評價優勢更明顯。常用的氨基酸顯像劑有 ¹¹C-MET， ¹⁸F-FET。主要通過內皮細胞膜上的L-轉運系統轉運參與蛋白質的合成，能夠反映活體內氨基酸的轉運、代謝和蛋白質的合成。兩種顯像劑鑒別膠質瘤與非腫瘤性病變的靈敏度和特異性均為70%～90%。Chung等 ^[7]對45例FDG顯像為低代謝或等代謝的腦部病變患者行 ¹¹C-MET顯像，其中24例病理證實的膠質瘤患者中有22例 ¹¹C-MET呈高代謝，高代謝區的范圍及程度高于FDG，診斷靈敏度為89%，特異性為100%，準確性為91%。Rapp等 ^[8]報道174例腦部病變 ¹⁸F-FET PET顯像的診斷效能，其中包括66例高級別膠質瘤（HGG）和77例低級別膠質瘤（LGG），腫瘤病變對FET的攝取明顯高于非腫瘤性病變[TBRmax（3.0±1.3）vs．（1.8±0.5）]，HGG和LGG鑒別的理想界值TBRmax為2.5，靈敏度為80%，特異性為65%，準確性為72%。值得注意的是炎性細胞和神經膠質反應增生可引起氨基酸的非特異性攝取。Dunet等 ^[9]對13篇462例原發性腦腫瘤的 ¹⁸F-FDG PET研究論文的meta分析結果表明匯總的靈敏度為0.82，特異性為0.76，曲線下面積為0.84，ROC分析原發性腦腫瘤與非腫瘤性病變鑒別的理想界值TBRmean=1.6，TBRmax=2.1。

膠質瘤通常邊界不清，在腫瘤內部常存在不同級別的瘤組織，即腫瘤的異質性，有時在病程中或治療后可發生間變，從低度惡性轉變為高度惡性。用 ¹⁸F-FDG PET指導穿刺定位，在腫瘤內代謝活性最高的區域進行立體定向活檢，可以獲得反映腫瘤的最高級別的樣本，提高診斷的準確率。

PET在協助制定放療計劃、照射劑量上，也顯示出一定的潛能。在制定膠質瘤的放療計劃時，PET可用于描述腫瘤細胞活性和靶區體積 ^[10]。應用PET決定質子束治療中腫瘤生長區域的照射劑量分布 ^[11]。應用 ¹¹C-MET PET有助于確定低級別膠質瘤術后殘留腫瘤范圍，指導腫瘤靶區的確定 ^[12，13]。

¹⁸F-FDG PET除提供有關腫瘤級別的信息外，還可提供病情進展和預后的信息。Alavi等（1988年）發現高代謝活性的腫瘤病人生存時間（平均7個月）明顯低于低代謝腫瘤病人（平均33個月），而且在高級別腫瘤亞組中，低代謝活性腫瘤病人1年生存率為78%，而高代謝活性腫瘤病人1年生存率僅為29%。Patronas等 ^[14]對45例高級別腦腫瘤研究結果顯示高代謝活性腫瘤的平均生存期為5個月，而低代謝活性腫瘤病人的平均生存期為19個月。Padma等 ^[15]對331例膠質瘤患者的研究結果顯示，低代謝活性膠質瘤患者中，94%患者生存期超過1年，19%患者生存期超過5年，而高代謝活性膠質瘤患者中，僅有29%患者生存期超過1年，無1例生存期超過5年。