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PET-CT检查确定肿瘤分期，准确的肿瘤临床分期是选择治疗方案的前提。传统的CT、MRI进行TNM分期有一定误差和局限性，PET-CT以功能显像和解剖影像同机融合的突出优势，一次扫描即可完成浑身检查，避免了病灶的遗漏。
通过分析PET-CT显示的病灶浓聚程度及延迟扫描变化，排除或修正可疑诊断；对转移淋巴腺进行准确定位，同时提供病灶侵犯周围正常组织的信息等，大大提高了肿瘤分期的准确性。PET-CT能准确进行肿瘤显像和体内三维预测肿瘤放疗敏感性更具明显优势，对肿瘤放疗方式决策有着十分明显的临床应用优势。研究显示，通过PET-CT提供有代谢活性肿瘤的大小范围，确定肿瘤边界，对于准确规划肿瘤生物靶区，降低不当治疗比例具有重要意义。
PET-CT评价肿瘤放疗后效果，判断肿瘤放疗后是残留、复发或疤痕坏死组织，肿瘤组织经放疗后往往形成纤维化、坏死及疤痕组织，依靠CT、MRI等非常难从形态及密度上与肿瘤残留或复发鉴别。PET-CT利用肿瘤18F-FDG代谢显影，能较好地进行鉴别和评价疗效。
PET-CT在肿瘤放射治疗中提供了具有生物活性肿瘤组织的分布情况，提高了肿瘤诊断的准确性及定位的准确性，同时优化了放疗照射剂量，提高了治疗效果，减少了病灶复发。另外，也对恶性肿瘤治疗的评估和复发起到了监测作用，成为临床现代肿瘤学诊断和治疗不可缺少的工具。
