Na procesu anihilace je založen PET zobrazovací systém. Obecně by se dal tento děj popsat jako interakce částice se svou antičásticí. V našem případě se jedná o pozitron a elektron. Pozitron je emitován z jádra pozitronového zářiče, které se dostane do těla pacienta s aplikací radiofarmaka. Pozitron postupně putuje tkání a zpomaluje se při srážkách s elektrony atomových obalů. Dosah pozitronu ve tkáni závisí na jeho energii a v případě ¹⁸F se jedná o necelý milimetr. Při anihilaci dochází k zániku obou částic a veškerá jejich klidová hmotnost i kinetická energie se přemění na nějakou formu energie, která je odnášena nosiči polí v případě PET - fotony. Ty vzniknou při anihilaci dva a opouští místo anihilace v opačných směrech, jejichž dráhy svírají úhel 180 stupňů. Každý foton má energii 511 keV, která vznikla přeměnou hmotnosti pozitronu a elektronu podle Einsteinovy rovnice, kde energie je rovna hmotnosti násobené kvadrátem rychlosti světla, neboli E = m * c². Při vyšších energiích anihilujicích částic mohou vznikat páry lepton-antilepton či kvark-antikvark, ovšem u PET dochází pouze ke vzniku páru fotonů. Tyto dva fotony jsou poté detekovány detektory v kruhu PET systému jako koincidenční události [1].

Typy koincidenčních událostí

Hlavním cílem PET je lokalizace místa anihilace na základě detekce páru fotonů kruhovým detektorem. Pokud dva detektory lokalizované na opačných stranách v kruhu detektorů zaregistrují v určitém koincidenčním časovém okénku dopad dvou fotonů, nazveme tuto událost jako koincidenční. Předpokládá se poté, že k anihilaci došlo na imaginární linii spojující oba detektory, které zaregistrovaly dopad fotonu. Tato linie se nazývá LOR, neboli Line of Response (linie odezvy). Tato linie může vzniknout nejen při dopadu fotonů vzniklých z jedné anihilace, nýbrž i z jiných událostí. Podle typu vzniku LOR rozlišujeme tři typy koincidenčních událostí. Jediná koincidenční událost, která je žádoucí, se nazývá – pravá (true). Zde fotony dorazily do detektorů přímo z místa anihilace a místo anihilace leží opravdu na LOR. Může však dojít k tzv. rozptýlené (scatter) koincidenci, kde foton například díky Comptonovu rozptylu změnil směr své dráhy od vzniku při anihilaci. Poslední typ koincidence se nazývá náhodná (random), k ní dojde při dopadu dvou fotonů, které nevznikly z jedné anihilace, nýbrž každý z jiné, zbylé fotony z každého páru opustí prostor kruhového detektoru a ani nejsou zaregistrované. Jako LOR se označí spojnice mezi oběma fotony, které dopadly na detektor, ale bohužel nepochází z jedné anihilace. Počet pravých a rozptýlených koincidencí roste lineárně s aktivitou obsaženou v zorném poli přístroje a počet náhodných koincidencí roste s druhou mocninou aktivity v zorném poli. Rozptýlené a náhodné koincidence mohou přispívat ke snížení kontrastu a zhoršují celkovou kvalitu snímku – označují se jako šum. Pouze detekce pravých koincidencí nám vytváří skutečný obraz rozložení aktivity pozitronového zářiče v zorném poli [1].

Doprovodná prezentace: