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正电子发射计算机断层仪（PET）是一种利用放射性核素示踪原理显示活体生物活动的医学影像技术。与传统SPECT成像技术相比，PET的显像剂用发射正电子的核素标记，常用的 11 C、 15 O、 13 N是组成人体最基本元素的同位素， 18 F的性质与氢核相似。这些核素置换生物分子中的同位素，制备得到的示踪剂保持了原有生物分子的生物学特性和功能，能够客观显示体内的生物代谢信息。PET采用电子准直和符合探测技术定位正电子示踪剂的分布，显著提高了系统的灵敏度和空间分辨率，图像质量高。PET是迄今为止核医学仪器最高水平的标志，也是当代医学高科技之冠。
图2-3 PET成像原理示意图
正电子核素标记的显像剂被注入人体后，该核素因衰变发射的正电子穿过人体组织，在很短的距离内（约1mm）与常规电子结合发生湮没作用，产生两个能量相等（511keV）、方向相反的γ光子。这一对γ光子几乎同时到达互呈180°位置的两个探测器，探测器晶体将γ光子转化为可见光，其产生数量与入射γ光子的能量成一定比例。晶体产生的可见光投射到与之紧密相连的光电倍增管上，通过光电效应转变为光电子，经逐级放大后以电信号的形式输出至后续电子线路系统。电子线路系统利用时间符合和能量符合技术进行甄别，记录有效的γ光子对，最后重建显示出放射性核素在体内的分布图像，从而得到PET的二维或三维图像。