1、尋找隱藏的癌症
正子掃描能作全身的檢查，因此能夠大範圍的尋找身上是否有代謝異常的癌細胞。由於其具有功能性顯影的特性，往往比傳統的影像檢查更早發現異常，幫助臨床醫師早期發現病灶早期治療。
2、分辨良性或惡性腫瘤
正子掃描非常靈敏，如果腫瘤發現的部位不容易穿刺取得病理活體切片，可以利用正子掃描進行所謂「代謝性活體切片」，來協助判斷腫瘤為良性或惡性。
3、癌症分期(staging)與評估治療計畫
癌症具有容易擴散之特性，這些擴散出去的癌細胞，可以利用正子掃描檢查出來。許多癌症經研究證明，約有百分之30的癌症病人接受正子掃描後，因為改變了原先對腫瘤侵犯程度的評估，進而改變其治療計畫，使這些病人接受更正確的治療方式。
(左圖)68歲女性病患，因為左肺發現肺癌，進行手術前評估。正子掃描發現除了原本的左肺之外，其實右側肺部與淋巴結都有癌症轉移，因此改變了病人的癌症分期與治療方式。
4、評估治療效果
比較癌症治療前後的正子掃描，便能夠評估病人正在接受的治療，如手術、化學治療、放射治療等是否有效；若是治療的效果不好，可以及早更改治療的方式。
5、偵測癌症復發
癌症還具有容易復發的特性，一旦復發沒有早期發現，便很難治癒。但是傳統檢查方法很難及時發現這些復發的癌症，也很難判斷身體其他部位是否也有擴散出去的癌細胞。正子掃描能夠早期發現復發病灶的代謝病變，進而能及早進行治療。
 (右圖)57歲女性病患，曾經於一年前罹患大腸癌接受手術切除治療，初期一切正常，後來因為抽血檢驗腫瘤標記CEA不斷上升，懷疑復發，但是所有檢查都查不出復發的位置，於是接受正子掃描。結果發現下腹部及骨盆有多處復發病灶，而且腫瘤還進一步轉移到胸部。
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