PET-CT对制订具体的癌症治疗方案，有着很重要作用。在医院接受PET-CT检查，能使30%的肿瘤患者避免不必要的外科手术，使20%的患者改变放疗方案，从根治放疗变为姑息放疗，为患者减轻了很大的痛苦，节省了大量的治疗资金。
PET-CT用于肿瘤的诊断、分期和治疗评估并可进行准确定位，特别适合确定有无转移和肿瘤复发，对肺癌、头颈部肿瘤、淋巴瘤、结肠癌、食道癌、胰腺癌、乳腺癌、卵巢癌和黑色素瘤等的诊断准确性大于90%。其次，健康人群做PET-CT体检可以准确的排查肿瘤。结合肿瘤防治基本原则是“三早”：早期发现、早期诊断、早期治疗。根据大量的医疗病例证明，有35%的癌症是可以早期发现的，35%的癌症是可以治愈的，35%的癌症通过治疗可以延长寿命。PET-CT早期发现肿瘤的功能无疑将大大提高肿瘤防治水平。
此外，PET-CT也被用于心血管系统的诊断中，对冠心病的诊断、危险度分级、疗效评价和预后判断方面均有其独特优势，而且它是评价心肌存活的“金标准”。
PET-CT脑显像还可用于癫痫灶的定位、脑肿瘤的诊断、恶性程度的分级、术后或放疗后有无复发的判断、脑血管病的血流灌注、脑代谢功能的评估以及老年痴呆症的早期诊断和鉴别等。
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