Fortschritte in der Gerätetechnik führten zur Entwicklung integrierter, kombinierter PET/CT-Geräte. Die PET/CT kombiniert die Vorteile beider Verfahren in nur einer einzigen Untersuchung: das CT liefert die exakte Lokalisation und Ausdehnung des Tumors, die PET die Information, ob ein Tumorrezidiv oder Metastasen vorliegen und über deren Ausmaß.

Die PET erlaubt einen Tumornachweis, der von Größen- oder Formveränderungen der betroffenen Organe unabhängig ist. Genutzt wird hier die Tatsache, dass nahezu alle Tumoren einen vermehrten Zuckerverbrauch haben. Durch Injektion eines radioaktiv markierten, chemisch leicht abgewandelten Traubenzuckers (F-18-Fluordeoxyglukose) lässt sich der Zuckerverbrauch im Körper darstellen. Stellen mit erhöhtem Zuckerverbrauch sind unabhängig von ihrer Größe tumorverdächtig. Die PET hat sich für den Nachweis eines lokalen oder allgemeinen Tumorrückfalls bewährt. Weiterhin ermöglicht die PET es dank ihrer hohen Ortsauflösung (bis zu 5mm) auch, kleine Tochtergeschwülste (Metastasen) insbesondere in Lymphknoten zu erfassen. Diese können zwar auch durch Röntgenverfahren erkannt werden, lassen sich aufgrund ihrer geringen Größe jedoch oft nicht deuten.

Zusätzlich ergeben sich Vorteile bei problematischen Befunden, gegenüber der getrennten Durchführung beider Untersuchung. Die PET/CT bietet nach heutigem Kenntnisstand die umfassendste Diagnostik beim Rezidiv- oder Metastasenverdacht des Karzinoms in einer einzigen Untersuchung.