很多癌症都与高代谢率相关，它们利用葡萄糖而不是游离脂肪酸作为能量，即使在空腹状态下亦是如此。利用与大多数细胞的这些差异，通过正电子发射断层扫描（PET）、放射性标记葡萄糖类似物以及 18F-氟代脱氧葡萄糖（FDG），可实现对许多肿瘤的可视化（特别是霍奇金病、非霍奇金淋巴瘤、结直肠癌、乳腺癌、黑色素瘤和肺癌）。
FDG 是由恶性细胞过度表达的葡萄糖转运体的底物，并被快速富集在肿瘤细胞中。但是，由于所需的羟基已被放射性标记物取代，因此进入细胞的 FDG 无法被代谢。此外，由于磷酸化作用，FDG 也无法离开肿瘤细胞。因此，直至发生放射性衰变，产生新的羟基团，FDG 才能被代谢，否则 FDG 将一直留在肿瘤细胞内。通过正电子发射断层扫描技术可视化被捕获于细胞内的 FDG，突出显示肿瘤，并为癌症的诊断、分期和监测提供了工具。
通过软件还可用于测定相对葡萄糖摄取和标准化摄取值（SUV）。在早期疗效评价过程中，SUV 有非常重要的价值。例如，即使某项治疗降低了肿瘤代谢率，也并不一定会呈现为肿瘤体积的缩小。遗憾的是，由于一些物理源和生物源误差原因，SUV 估算结果存在很大的可变性。干扰 SUV 测定的一个关键因素是肾排泄。与葡萄糖不同，FDG 不容易被肾小管中的葡萄糖转运蛋白转运，因此，它会通过尿液排泄，而不是被重新吸收。
最近新提出的腔室模型，可对肾脏 FDG 排泄进行分析量化。典型的肾脏图解通常只包含肾本身的两个功能性腔室，而新模型加入了第三个腔室，排泄的示踪剂在进入膀胱前会在此积聚。对小鼠进行全身 PET扫描，以确定放射性示踪剂的路径，并通过数值计算（采用最大似然法），精确描述 FDG 的排泄。特别是，减去腔室模型得出的特定示踪剂系数与平均清除率紧密相关，其他计算系数对 FDG 在不同生理腔室之间的交换效率进行了可靠的局部描述。另外，我们发现只有 FDG 被转移回组织间隙时，会受到二甲双胍的影响。
