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核医学・RI

PETの原理(陽電子消滅・同時計数・511keV)

PET(陽電子放出断層撮影:Positron Emission Tomography) は、陽電子(β⁺) を出す核種を使い、消滅放射線 を捉えて画像にする検査です。

陽電子消滅と同時計数

陽電子は、すぐ近くの電子と結びついて消滅し、正反対(約180°)の向きに、511keVのγ線が2本 出ます。これをリング状に並んだ検出器が 同時に検出(同時計数:コインシデンス) します。

PETの同時計数 陽電子消滅で正反対に飛ぶ511keVのγ線2本を、リング状の検出器が同時に検出する。その2点を結ぶ直線(LOR)上に線源があることを示す図。 陽電子消滅 511keV ×2 2点を結ぶ直線(LOR)上に線源 再構成 PET画像
図:消滅で正反対に出る511keVのγ線2本を同時計数し、LOR上の線源を再構成する。

2本を同時に検出できれば、その2点を結ぶ直線(LOR:Line of Response)上に線源がある とわかります。多数のLORから再構成して断層像を作ります。鉛のコリメータが要らない(電子的コリメーション) ため、感度・分解能ともにSPECTより高い のが特長です。

代表的な検査

  • 18F-FDG(フルオロデオキシグルコース):ブドウ糖に似た薬剤で、糖代謝の高いところ(多くのがん・炎症・脳・心筋) に集まります。
  • 半減期の短い核種(18Fは約110分)を使うため、サイクロトロン での製造や時間管理が重要です。
  • 集積の程度は SUV という指標で定量します(→画質と定量)。

試験で問われやすいポイント

  • 陽電子は消滅して 511keVのγ線が正反対(180°)に2本
  • これを 同時計数(コインシデンス) し、LOR上に線源 と決める。
  • コリメータ不要(電子的コリメーション) で、SPECTより 高感度・高分解能
  • 代表薬剤は 18F-FDG(糖代謝)。

まとめ

  • PETは 陽電子消滅 → 511keV×2 → 同時計数 → LOR → 再構成
  • 鉛コリメータが不要で 高感度・高分解能
  • 18F-FDG で糖代謝を画像化し、SUV で定量する。
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