2) позитронное
3) гамма (+)
4) рентгеновское
ПЭТ-детекторы регистрируют гамма-излучение, возникающее после аннигиляции позитрона с электроном. Радиофармацевтический препарат содержит позитрон-излучающий радионуклид, например 18F. После β+-распада испущенный позитрон проходит небольшое расстояние в ткани, теряет кинетическую энергию и взаимодействует с электроном, в результате чего их масса преобразуется преимущественно в два гамма-кванта с энергией 511 кэВ каждый.
Аннигиляционные фотоны распространяются практически в противоположных направлениях и одновременно регистрируются двумя детекторами, расположенными по разные стороны пациента. Такой принцип называется регистрацией совпадений, или coincidence detection. По линии, соединяющей сработавшие детекторы, определяется линия ответа, а совокупность большого числа подобных событий используется для томографической реконструкции пространственного распределения радиофармпрепарата. Таким образом, ПЭТ визуализирует распределение позитрон-эмитирующего радионуклида косвенно — посредством регистрации вторичного гамма-излучения.
| Вид излучения / процесс | Роль в ПЭТ и других методах | Характеристика |
|---|---|---|
| Позитронное излучение β+ | Испускается радионуклидом, но непосредственно ПЭТ-детектором не регистрируется | Позитрон аннигилирует с электроном после короткого пробега в ткани |
| Аннигиляционное гамма-излучение | Непосредственно регистрируется ПЭТ-детекторами | Два фотона приблизительно по 511 кэВ, направленные почти противоположно |
| Рентгеновское излучение | Используется в КТ-компоненте гибридных систем ПЭТ/КТ | Формируется в рентгеновской трубке, а не при аннигиляции |
| Одиночное гамма-излучение | Основной регистрируемый сигнал в ОФЭКТ | Испускается непосредственно гамма-радионуклидом и регистрируется гамма-камерой |
| Нейтронное излучение | Не является основой формирования ПЭТ-изображения | Применяется преимущественно в специальных ядерно-физических и терапевтических технологиях |
| Регистрация совпадений | Ключевой физический принцип ПЭТ | Одновременное обнаружение пары аннигиляционных фотонов позволяет определить линию их происхождения |
Энергия 511 кэВ соответствует энергии покоя электрона или позитрона и является характерным физическим признаком аннигиляционного события. Современные ПЭТ-системы используют сцинтилляционные детекторы с быстрым преобразованием энергии гамма-квантов в электрический сигнал. В системах time-of-flight дополнительно оценивается разница времени прихода двух фотонов, что повышает точность локализации события и качество реконструированного изображения.