2) процесса α-распада
3) создания δ-электрона
4) аннигиляции позитрона (+)
Позитронно-эмиссионная томография основана на регистрации продуктов аннигиляции позитрона с электроном. Позитрон образуется при β+-распаде радионуклида, входящего в состав радиофармпрепарата, после чего теряет кинетическую энергию в тканях и взаимодействует с близлежащим электроном. При аннигиляции масса частиц превращается в энергию двух гамма-квантов с энергией по 511 кэВ, разлетающихся практически в противоположных направлениях.
Детекторы ПЭТ регистрируют два фотона в режиме временного совпадения и по линии, соединяющей соответствующие детекторы, определяют вероятное место события. Совокупность таких событий позволяет реконструировать трёхмерное распределение радиофармпрепарата и оценить метаболическую или функциональную активность тканей. Рождение электрон-позитронных пар является самостоятельным процессом, который не определяет стандартное формирование ПЭТ-сигнала, а α-распад и образование δ-электронов к механизму регистрации аннигиляционного излучения не относятся.
| Физический процесс | Сущность | Значение для ПЭТ |
|---|---|---|
| β+-распад | Превращение протона в нейтрон с испусканием позитрона и нейтрино | Обеспечивает образование позитрона радионуклидом, но не является непосредственным регистрируемым сигналом |
| Аннигиляция позитрона | Взаимодействие позитрона с электроном с образованием двух фотонов по 511 кэВ | Ключевой физический механизм ПЭТ; именно эти фотоны регистрируются в режиме совпадений |
| Рождение электрон-позитронной пары | Превращение гамма-кванта с энергией свыше 1,022 МэВ в электрон и позитрон в поле ядра или электрона | Может создавать позитроны, но не лежит в основе стандартного получения ПЭТ-изображения |
| Комптоновское рассеяние | Передача части энергии фотона электрону с изменением направления фотона | Формирует рассеянные события и ухудшает качество изображения; учитывается при коррекции данных |
| α-распад | Испускание ядра гелия, состоящего из двух протонов и двух нейтронов | Не сопровождается образованием пары фотонов по 511 кэВ и не используется как основа ПЭТ |
| δ-электрон | Вторичный электрон, выбитый из атома при прохождении заряженной частицы | Связан с ионизационными потерями энергии, но не является источником ПЭТ-сигнала |
Пространственная точность ПЭТ ограничена пробегом позитрона до аннигиляции, неколлинеарностью фотонов и характеристиками детекторов. Для повышения диагностической достоверности применяют коррекцию ослабления, рассеяния и случайных совпадений, часто в составе ПЭТ/КТ или ПЭТ/МРТ. Интенсивность накопления радиофармпрепарата интерпретируют с учётом клинических данных и количественных показателей, например стандартизированного коэффициента накопления SUV. Таким образом, β+-распад формирует источник позитронов, а аннигиляция обеспечивает физически регистрируемое излучение, на котором строится ПЭТ.