具有未知原发肿瘤的转移性肿瘤在临床上并不罕见，约占所有癌症患者的10％。因此，对原发肿瘤的鉴定是预测恶性肿瘤恶性行为和制定适当治疗方案的基础。PET反映了疾病的生物化学和代谢变化，由于生化和代谢异常早于疾病发生和发展过程中的形态和结构变化，因此PET成像在检测肿瘤功能和代谢变化方面是独特的，在寻找转移性肿瘤的原发性肿瘤中具有非常重要的价值。
与单独使用CT引导经皮穿刺活检相比，PET-CT在引导穿刺活检穿刺方面具有更低的假阴性率。PET可以显示出肿瘤代谢中最活跃的部分，尤其是对于有多个肺部病变的患者，它可以指导活检定位在肺部肿瘤最活跃的区域，另外，CT主要用于判断是否有淋巴结转移，这通常不够准确，在大多数情况下，需要进行病理活检以确认，在PET-CT的指导下，活检的诊断率明显提高。
CT引导的三维共形放射治疗和强度调制的适形放射治疗已在临床实践中使用，其主要目的是在最 大 程 度地保护肿瘤周围的正常组织和相邻重要器官的同时，最 大化肿瘤的局部放射剂量。但是，CT仅显示从解剖结构可见的异常肿块。当肿瘤伴有炎症变化时很难确定边界，并且难以表征小的转移淋巴结，而PET功能成像可以清楚地显示出肿瘤的活动区域。
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