如何设计一种能够提高难诊治疾病靶向诊疗敏感度和特异性的方法,是目前疾病诊疗领域急待解决的问题之一。本论文以传统的闪烁显像为基础,应用自行研究的功能代谢闪烁显像(functional metabolic scintigraphy,FMS)的靶向诊疗优化技术,构建出提高诊疗效能的系列方法,并成功应用于临床。1)无创门控心脏FMS诊断隐匿性冠心病(LCHD)。LCHD极易被误诊,为此本文采用无创门控心功能和心肌血流FMS的靶向诊断技术,筛选出对LCHD有确诊价值的心脏舒缩功能参数,并应用协方差分析消除年龄干扰。结果表明,通过联合应用负荷和静态心肌断层FMS成像可以提高诊断的特异性和准确性,应用门控心血池FMS成像以及整体/局部左心室的泵功能参数分析,可提高诊断的灵敏度。尤为重要的是:揭示发现了LCHD心脏生理功能的变化特点。2)脑血流灌注FMS定位诊断致癫病灶。本研究应用脑血流灌注FMS的靶向断层技术,检测大脑皮质组织局部血流灌注量的变化信息和特征,以γ刀治疗癫痫患者后长期随访的临床结果作为确诊癫痫的金标准,将公认的“癫痫发作是否停止”作为诊断试验的阈值,对脑血流灌注FMS靶向定位癫痫病灶进行诊断试验和评价。结果表明,脑FMS对致癫病灶的定位,具有靶向诊断的敏感性和准确性高的优势,可为药物难治型癫痫的外科手术或立体定向放射外科的治疗,提供致癫病灶定位的影像学依据。3)无创肝胆功能FMS诊断反流性胃炎。常规应用有创检查诊断反流性胃炎,常有假阳/阴性。为此本研究应用无创肝胆FMS诊断该病。在影像数据采集过程中贯序应用“生理介入和标记靶向器官”等优化技术。以病理诊断为依据,进行FMS诊断试验和ROC分析。结果显示它能准确诊断胆汁反流性胃炎,具有显著提高靶向诊断效能的特点。另外,本研究证实:反流性胃炎患者的胆囊排泌功能无明显减低;但幽门螺旋杆菌感染,可导致幽门括约肌功能异常,进而可能是反流性胃炎发生的主要机制之一。4)FMS等多模态影像引导125I粒子治疗非小细胞肺癌(NSCLC)。如何能有效治疗有手术和放化禁忌症的NSCLC是一个难题。为此本文应用自行研究的FMS在内的多模态显像方法参与125I粒子治疗的全过程,CT、18F-FDG符合线路FMS和纤维支气管镜(FFB)进行靶区定位;应用治疗计划系统(TPS)制定方案并进行放射剂量学的优化,以剂量—体积直方图(DVH)等评估TPS;影像引导粒子植入,并进行实时位置验证、植入后剂量学验证、疗效判定和随访。结果显示,通过组织密度影像靶区和生物靶区的明确界定,能够保证治疗的靶向性和适形性;应用包括放射剂量学优化在内的质量保证和质量控制(QA/QC)手段,能够明显提高治疗增益比和局部控制疗效,进而显著降低毒副作用的发生。