PETの構成と作動原理

🧠 PETPET（positron emission tomography）は、陽電子positron 陽電子（positron）positron（陽電子） 対消滅 annihilation 対消滅（annihilation） annihilation（対消滅） で生じた二本の511 keV光子を同時計数 true coincidence 同時計数（true coincidence） true coincidence（同時計数） し、コリメーターcollimator コリメーター（collimator）collimator（コリメーター） を使わず応答線 line of response (LOR) 応答線（line of response (LOR)） line of response (LOR)（応答線） を決めて三次 tertiary 三次（tertiary） tertiary（三次） 元放射能 activity 放射能（activity） activity（放射能） 分布を再構成する。

消滅から応答線まで

陽電子positron陽電子（positron）positron（陽電子）は減速 deceleration 減速（deceleration） deceleration（減速） 後に電子と対消滅 annihilation 対消滅（annihilation） annihilation（対消滅） し、二光子をほぼ180°へ出す。リング型検出器ring detector リング型検出器（ring detector）ring detector（リング型検出器） で時間窓 time window 時間窓（time window） time window（時間窓） 内に両方を検出すると、その事象が二検出器を結ぶ応答線 line of response (LOR) 応答線（line of response (LOR)） line of response (LOR)（応答線） 上にあったと判断する。

flowchart TD
  A["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='positron emission tomography'>PET</span><span class='jp-term jp-term-diagram' title='tracer'>トレーサー</span>がβ＋崩壊"] --> B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='positron'>陽電子</span>が組織中で<span class='jp-term jp-term-diagram' title='deceleration'>減速</span>"]
  B --> C["電子と<span class='jp-term jp-term-diagram' title='annihilation'>対消滅</span>"]
  C --> D["511 keV光子を2方向へ"]
  D --> E["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='ring detector'>リング型検出器</span>で<span class='jp-term jp-term-diagram' title='true coincidence'>同時計数</span>"]
  E --> F["多数のLORを収集"]
  F --> G["減弱・散乱・偶発を補正して再構成"]

同時計数の種類

真の同時計数 true coincidence 同時計数（true coincidence） true coincidence（同時計数） に加え、散乱後の二光子を拾う散乱同時計数 scatter coincidence散乱同時計数（scatter coincidence） scatter coincidence（散乱同時計数）、別事象を偶然 chance 偶然（chance） chance（偶然） 組み合わせる偶発同時計数 random coincidence 偶発同時計数（random coincidence） random coincidence（偶発同時計数） がある。飛行時間情報はLOR上の位置範囲を狭め、信号対雑音比signal-to-noise ratio 信号対雑音比（signal-to-noise ratio）signal-to-noise ratio（信号対雑音比） を改善する。

画質の制限

検出器分解能のほか、陽電子positron 陽電子（positron）positron（陽電子） 飛程 range (of radiation in matter) 飛程（range (of radiation in matter)） range (of radiation in matter)（飛程） と二光子の非一直線性 non-collinearity 非一直線性（non-collinearity） non-collinearity（非一直線性） が空間分解能 spatial resolution 空間分解能（spatial resolution） spatial resolution（空間分解能） を制限する。CTCT（computed tomography）などの解剖情報と統合する意義はマルチモーダル画像multimodal imagingマルチモーダル画像（multimodal imaging）multimodal imaging（マルチモーダル画像）で扱い、SPECTとは方向決定法が異なる。

まとめ

核医学診断と放射線治療では、トレーサーtracerトレーサー（tracer）tracer（トレーサー）／線源の物理、検出・画像化、線量分布を一連の過程として扱う。¹²

• PETは511 keV二光子の同時計数 true coincidence 同時計数（true coincidence） true coincidence（同時計数） からLORを得る。
• 多数のLORへ物理補正を行い、三次tertiary 三次（tertiary）tertiary（三次） 元分布を再構成する。
• 散乱・偶発・陽電子positron 陽電子（positron）positron（陽電子） 飛程 range (of radiation in matter)飛程（range (of radiation in matter)） range (of radiation in matter)（飛程）・非一直線性non-collinearity 非一直線性（non-collinearity）non-collinearity（非一直線性） が定量と分解能を制限する。