基本介紹
- 中文名：正電子發射斷層成像
- 外文名：PET, Positron Emission Tomography
- 中文名：飛行時間
- 外文名：TOF，Time of flight
正電子發射斷層成像(PET, Positron Emission Tomography)檢查前需要注射放射性示蹤劑（例如氟代葡萄糖），示蹤劑能夠被人體組織代謝。相比於正常組織，腫瘤就有更高的代謝水平。PET成像的原理是：示蹤劑衰變產生正電子，正電子與負電子湮滅發出兩個方向相反、能量相等的光子對，每個光子以光速飛行。探測器探測光子對後，進行一系列信號處理，重建出具有臨床診斷意義的圖像。
如果可以測出兩個光子到達探測器的時間差，由於探測器直徑和光速已知，就可以確定光子出現的位置，即正電子的發射位置，也就是示蹤劑衰變的位置。稱這種技術為飛行時間 (TOF，Time of flight)。通過光子飛行時間差、探測器直徑和光速計算光子發生位置是一個簡單的數學問題∆ x= ∆ t*C/2， ∆ x是湮滅位置距探測器中心的距離；∆ t是兩個光子的飛行時間差；C代表光速。
圖1. 左圖為傳統PET,右圖為TOF-PET,儘管當前技術無法計算光子準確的發射位置,但是可以縮小範圍. (圖像來自[1])
儘管TOF-PET理論在1966年代已經被推出，但是由於光速為每秒2*10米，光子到達兩側的時間差一般在10秒受限於光電倍增管、晶體、電路和計算機技術，硬體系統無法實現該方法。2006年，PHILIPS公司發布世界上第一台商業化TOF-PET--飛利浦GEMINI TF機型。在之後十幾年中，GE和SIEMENS等公司陸續發布了TOF-PET產品。
TOF技術是PET成像領域的重大進步，涉及材料學、物理、數學、電子、機械、醫學、分子生物學等諸多領域;由很多精密的光學材料和電子器件組成，技術複雜，是多種高新技術的綜合體。TOF技術能夠提高PET診斷精度、縮短掃描時間，拓展了PET的臨床套用，是未來PET發展的主要趨勢之一。
圖2.第一行傳統PET掃描圖像,第二行TOF-PET掃描圖像,箭頭顯示傳統PET中不可見的部分. (圖像來自[2])
