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脑肿瘤常见诊断方法有MRI和CT，PETCT能明确诊断脑肿瘤的良恶性。脑肿瘤恶性程度不同即级别不同，其临床病程、治疗手段及预后亦不相同，因此术前明确诊断对指导治疗和判断预后十分重要。而脑部肿瘤良性多于恶性，PETCT能分别肿瘤是良性还是恶性，而PETCT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。
PETCT能判断脑肿瘤治疗效果和预后，肿瘤细胞对18F-FDG浓聚程度的降低是放、化疗有效的标志，在肿瘤治疗过程中，应用PETCT显像进行连续动态观察，根据病灶对18F-FDG浓聚程度的变化判断肿瘤细胞对治疗的反应，可用于疗效评价。
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PETCT显像上治疗后疤痕组织表现为放射性减低影，复发的肿瘤组织表现为放射性浓聚影。
PETCT对恶性胶质瘤和其他肿瘤的脑转移瘤诊断明确。星形胶质细胞瘤Ⅰ级PETCT显像表现为低代谢影像，病灶的放射性浓聚程度低于正常脑组织。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，病灶的中心部位可表现为低代谢灶。
星形胶质细胞瘤Ⅲ、Ⅳ级在PETCT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，甚至可以高于相邻的皮质，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。
脑转移瘤与其原发灶一样是恶性肿瘤，具有较强的18F-FDG集聚能力，PETCT显像表现为高代谢病灶。如果病灶内有出血、坏死、囊性变及液化，相应部位可表现为放射性缺损。因此PETCT在脑肿瘤诊断治疗的过程中价值非常明显，对脑部转移病灶及恶性脑肿瘤PETCT诊断优于其他影像学检查。
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