2) измерении и сложной компьютерной обработке разности ослабления рентгеновского излучения различными по плотности тканями
3) возбуждении атомных ядер определённым сочетанием электромагнитных волн в постоянном магнитном поле высокой напряжённости
4) получении контрастных снимков высокого качества
Позитронно-эмиссионная томография основана на регистрации пары фотонов, возникающих при аннигиляции позитрона с электроном. Позитрон испускается радионуклидом, входящим в состав радиофармпрепарата, и после краткого пробега в тканях взаимодействует с электроном. В результате образуются два гамма-кванта энергией 511 кэВ, которые разлетаются почти в противоположных направлениях.
Кольцевая система детекторов регистрирует эти фотоны в режиме совпадений, то есть в пределах заданного временного интервала. Такая регистрация определяет линию отклика, на которой произошла аннигиляция; совокупность линий используется для компьютерной реконструкции трёхмерного распределения радиофармпрепарата. Поэтому ПЭТ отражает не только анатомическое строение, но и функциональные процессы: метаболизм глюкозы, пролиферацию, перфузию или экспрессию определённых рецепторов.
Наиболее распространённым препаратом является 18F-фтордезоксиглюкоза, накопление которой позволяет оценивать тканевую метаболическую активность; количественным показателем может служить стандартизированный индекс накопления SUV. Методы компьютерной и магнитно-резонансной томографии используют иные физические принципы: ослабление рентгеновского излучения и ядерный магнитный резонанс соответственно. Получение контрастных изображений является результатом визуализации, но не определяющим физическим механизмом ПЭТ.
| Метод | Физическая основа | Регистрируемый сигнал | Основная диагностическая информация |
|---|---|---|---|
| ПЭТ | Аннигиляция позитрона с электроном | Два гамма-кванта по 511 кэВ, зарегистрированные совпадением | Распределение и метаболическая активность радиофармпрепарата |
| ОФЭКТ (SPECT) | Распад радионуклида с непосредственным испусканием гамма-кванта | Одиночные гамма-кванты, регистрируемые гамма-камерой | Регионарная перфузия и функциональная активность органов |
| Рентгеновская компьютерная томография | Ослабление рентгеновского излучения тканями различной плотности | Интенсивность прошедшего рентгеновского излучения | Высокоразрешающая анатомическая визуализация и оценка плотности тканей |
| Магнитно-резонансная томография | Ядерный магнитный резонанс в сильном магнитном поле | Радиочастотный сигнал от возбуждённых ядер водорода | Контраст мягких тканей, диффузия, перфузия и функциональные параметры |
| ПЭТ/КТ | Совмещение эмиссионной и рентгеновской технологий | Сигнал распределения радиофармпрепарата и данные об ослаблении рентгеновских лучей | Точная анатомо-функциональная локализация патологического очага |
| ПЭТ/МРТ | Совмещение регистрации аннигиляционных фотонов и МР-сигнала | Метаболические данные ПЭТ и высококонтрастные МР-изображения | Комплексная оценка опухолей, головного мозга и мягких тканей |
Ключевым диагностическим признаком ПЭТ является пространственное распределение радиофармпрепарата, а не структура органа сама по себе. Повышенное накопление препарата может указывать на опухолевую или воспалительную активность, однако интерпретируется с учётом клинических данных и физиологических вариантов. Совпадение двух фотонов позволяет локализовать событие аннигиляции и формировать томографическое изображение. Технология особенно информативна при сочетании с КТ или МРТ, обеспечивающими анатомическую привязку функциональных изменений.