PETの構成と作動原理

🧠 PET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["PET<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。CT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

• 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。