肺癌是最常见的肺部原发性恶性肿瘤，半个世纪以来，世界各地肺癌的发病率和死亡率逐年上升，尤其在发达国家。我国肺癌的发病率也在上升，个别城市肺癌死亡率已跃居恶性肿瘤死亡的首位。虽然X线胸片、CT、MRI的发展已经相当成熟，发现肺部病变颇为容易，然而要鉴别病变的性质有时却并非容易，许多病例为了进一步明确诊断往往需要通过有创伤性的检查，如经皮细针穿刺肺活检，有时甚至是开胸探查。这些检查并发症多，且给患者带来不必要的花费和痛苦。18F-FDG肿瘤代谢显像由于能够无创性地探测生理性放射性核素在体内的分布，在肺部肿瘤的诊治特别是早期诊治中发挥了越来越重要的作用。
1 鉴别肺部结节的良恶性
孤立结节或局灶性病变是肺内病变的常见形式，临床上需要鉴别其良恶性。影像学判断病变良恶性的依据是病变的大小和形态的异常，如直径大于3cm、边缘不规则、呈分叶状、有短小毛刺、缺乏钙化等征象常被认为是恶性的。但应用这些形态学的信息判断肺内病变性质常是不够准确的，文献报道大约70%的结节CT表现不典型，而其中52%最终被证明是良性的。肺内病变定性的金标准是通过侵入性检查获取病理学依据。这些侵入性检查包括纤支镜活检、CT引导下肺穿刺吸取活检、胸腔镜和开胸切除术。纤支镜活检灵敏度只有79%，CT引导下肺穿刺吸取活检的灵敏度和特异度分别为98%和92%，但其阴性结果并不能作为良性的依据。18F-FDG PET显像在区别肺癌原发病灶方面具有重要临床价值。综合文献报道对孤立性肺结节的诊断敏感性可达到82%~100%，特异性可达75%~100%，准确性可达79%~94%。但传统的定性诊断，即通过肉眼观察发现病灶其结果容易受到报告医师主观思维的影响，目前更多的学者使用一个半定量参数来进行判断，即标准摄取比(standardized uptake ratio，SUR，即病变区域摄取FDG的平均强度与每Kg体重注射剂量比)。Duhaylongsod等总结了53例有肺部阴影患者的PET结果，研究发现恶性病灶的标准摄取比(SUR)为5.9±2.7，良性病灶为2.0±1.7，两者差异有显著性。如以SUR值≥2.5作为肺癌的诊断标准，则FDG-PET对肺癌的敏感性为100%，特异性为79%。Patz等对38例肺部孤立性结节（SPN）作了FDG-PET检查，25例FDG的SUR>2.5，平均6.5±2.5；13例SUR<2.5，平均1.6±0.5。经病理学检查，前25例全部为恶性病变，而后13例全部为良性病变。Patz认为以SUR小于2.5作为标准，肺部病变良性的可能性为100%。Knight等报道45例肺部病变（其中29例为恶性、16例为良性）作FDG-PET，结果恶性病变的SUR为8.9±4.9，L/B（lesion/background，病灶/本底）为16.6±12；良性病灶则分别为2.8±2.9和4.5±5。若以SUR>2.5或L/B>5作为鉴别良恶性的标准，整体精确率为88%。
18F-FDG PET显像假阴性可能发生于原发性肺类癌瘤和支气管肺泡细胞癌。类癌生长缓慢，有丝分裂不活跃；支气管肺泡癌的倍增时间较长，增殖活力相对较低，所以摄取18F-FDG较低。
一些感染或炎性病灶可以摄取18F-FDG异常增高，如结核性肺炎、隐球菌病、组织胞浆菌病和曲霉病等，SUV也可能增高，从而形成假阳性。但在一般情况下，慢性病程、无痛性炎症和急性感染，18F-FDG的摄取并不增高。
2 肺癌进行分期
肺癌的TNM分期是肺癌诊断中的一个重要步骤，是选择治疗方案和预后评估的可靠依据。实践发现，TNM分期与肺癌患者的预后有高度相关性，I期患者5年生存率为60％~80％，II期患者5年生存率为25％~50％，IIIa期为10％~40％，IIIb期和IV期小于5％。尸体解剖发现，肺癌可转移至全身各个系统或器官。非小细胞肺癌（NSCLC）最常发生转移的部位是骨、肝脏、肾上腺和脑。
目前的影像学技术（CT、MRI）对肺癌的分期有着严重的不足，其断定良恶性淋巴结的方法往往是通过测量大小，直径大的偏向于恶性，直径小的偏向于良性，然而通过与手术及病理对照证明这种粗陋的鉴别方法有着明显的缺陷。与CT、MRI相比，PET依靠病变部位的生化代谢来显示病灶，属于功能性显像，因而能准确判断肿大的淋巴结是否由癌肿转移。Patz等历经2年总结42例患者，共有62个结节病灶，其中40个位于肺门/肺叶，22个位于纵隔。均在化疗前行PET及CT检查，结果发现对肺门/肺叶淋巴结转移，PET敏感性、特异性分别为73%、76%，CT仅为27%、36%；对纵隔淋巴结转移，PET敏感性、特异性分别为92%、100%，CT仅为58%和80%。Steinert等对47例肺癌患者进行FDG-PET和增强CT扫描，其结果与手术病理作对比，发现对于N2和N3期淋巴结转移的患者，两者灵敏度分别为89%和57%，特异性分别为99%和94%，阳性预测率、阴性预测率、准确率分别为96%、97%、96%和76%、87%、85%。FDG-PET的结果优于增强CT扫描。Bury等对109例肺癌患者进行回顾性分析，FDG-PET对远处转移灶的敏感性为100%，特异性为94%，准确性为96%。根据PET结果，有34%（37/109）的患者分期进行了纠正，20%以上的患者改变了治疗方案。
3 肺癌疗效评价和复发病灶的诊断
肺癌经手术或放疗后是否存在残留病灶后复发，这一判断在临床上十分重要，但有相当难度。肺癌患者经治疗后，有两种可能：(1)治疗有效，病灶局部纤维化；(2)效果不佳，肿瘤持续存在或复发。两种情况在CT上均表现为异常影像，难以区别，有些病例还得进行有创活检，然而这不仅并发症高，而且有时由于采样时技术上的原因，并非总能找到理想的标本组织，病理诊断也不一定可靠。FDG-PET能反映肿瘤细胞的代谢特征，为肺癌疗效的早期诊断提供了有效手段。Patz等对43例怀疑肺癌复发的患者进行了FDG-PET扫描，43例患者中有35例复发，FDG的SUR明显增高者（>2.5，平均SUR为7.6）34例，占97%，而仅有1例肺癌切除术后12个月活检证明复发，其SUR为1.9。而另8例平均SUR仅为1.6，均小于2.4，经16~124个月的随访，临床证明无复发。以SUR值>2.5为诊断标准，则敏感性为97.1%，特异性为100%。一项研究表明了肺癌预后与FDG摄取之间的关系，156例初发的非小细胞肺癌患者接受了FDG-PET检查。118例患者SUR值<10，平均生存期为24.6个月；37例SUR值≥10，平均生存期为11.4个月，明显缩短。肺癌的FDG摄取量反映了肿瘤的代谢特征，恶性程度越高，增殖越快，FDG的摄取量也越高。故临床上表现为SUR值高的肿瘤对治疗敏感，但复发率高，临床预后差。
综上所述，FDG-PET作为一种非创伤性、功能性的影像诊断技术能有效区别肺内良恶性病灶，还可以对肿瘤进行准确的分期，指导进一步的治疗。该技术是影像学与细胞生物特征的结合，与CT和MRI成像有着完全不同的显像基础。