断层扫描是一种广泛应用于各种领域的成像技术，涉及范围从放射学和核医学，到地球物理学和材料科学等等。
它根据扫描对象的切片或投影提供三维信息，常见的技术包括X射线计算机断层扫描（CT）、正电子发射断层扫描（PET）和单光子发射计算机断层扫描（SPECT）等。CT扫描可以提供扫描对象的解剖学信息，而PET则生成功能成像，显示生物分子活动在体内的空间分布。PET是在20世纪50年代作为临床诊断和临床前研究目的而开发的，其应用范围因放射性药物（即产生辐射的药物，通常包括放射性示踪剂）的开发而扩大。
临床前成像（PCI）在了解器官、组织、细胞和分子水平的疾病状态背后的生物过程中发挥着重要作用。PCI可以阐明人体如何对生理或环境变化做出反应，这对于寻找治疗药物来对抗疾病非常重要。通过让研究人员了解药物在组织中的分布模式，PCI对评估新疗法的有效性和安全性也至关重要。临床前研究中的PET技术使用户能够对同一只动物进行重复实验，提供极具统计价值的数据，从而减少研究所需的动物数量。也是出于这个原因，使用非侵入性的活体成像技术来让每只实验用动物发挥最大价值，已经变得越来越重要。
多模式断层成像仪，如PET/CT，可以将使用PET获得的功能成像与使用CT扫描获得的解剖成像相结合。PET还可以与其他技术联用，如磁共振成像（MRI），使功能成像与软组织形态成像相结合。PET/MR在临床前成像应用中的地位越来越高，因为它提供了卓越的软组织对比度，成像没有CT的电离辐射风险，还可以提供多参数的数据。
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