正電子發射斷層掃描 (PET) 是核醫學領域中比較先進的一種成像方式。它使用放射性物質在體內產生正電子，與體內其他電子產生相互作用，使我們能夠對身體進行掃描成像。這對于早期疾病的診斷特別有用，例如腫瘤的早期發現。

在詳細介紹它的原理之前，我們首先要了解正電子的來源。正電子來源于放射性物質，一般情況下這種放射性物質是人體所需的物質，如葡萄糖、蛋白質等。然后這些物質的其中一個元素使用短壽命的放射性同位素代替，如碳-11、氮-13、氧-15、氟-18 等。

今天，我將重點關注的是目前使用較為普遍的物質：氟代脫氧葡萄糖 (FDG)。它本質上它是一種葡萄糖類似物，與葡萄糖相比是一個氧原子已被移除，并被氟的放射性同位素氟-18 所取代。除了這一點之外，在所有化學行為方面都與葡萄糖一樣，都會被細胞所利用來產生能量。

接下來，我們關注的是具體的放射性同位素：氟-18，它的質量數為 18，而質子數為 9，因此它有 9 個中子。這種形式的氟具有放射性，它會衰變成氧元素，因此 FDG 變成了正常的葡萄糖。

如圖所示，我們可以看到氧的質量數不變，而質子數減少到了 8，所以它的衰變方式是一個質子變成了中子，并釋放出一個正電子。正電子是電子的反物質對應物，除了電荷不同之外，它們其他性質都相同。重要的是，正電子不能與電子共存，它們相互接觸會發生湮滅。

所以，正電子在體內不會傳播得很遠，它基本上會在其產生的位置與體內的電子相碰，相互湮滅并把質量轉化為能量，這種能量的特別之處在于它產生兩個伽馬輻射光子。更重要的是，這兩個光子會以 180 度向外傳播。而在人體外圍是一圈伽馬探測器，這兩個光子幾乎同時到達探測器相對的位置，然后由于兩個光子穿過的人體組織不同，它們的衰減也會不同，計算機通過一系列復雜的計算就能確定位置。不過，要準確計算出 FDG 被吸收的位置并成像，計算機需要進行多達 100 萬次的分析。

但是，如果只做 PET 的話，產生的圖像的分辨率是非常低的。所以，它經常會結合其他技術 (例如 CT)，來更好地顯示一些器官的確切位置。所以，這兩者結合我們就可以定位新陳代謝的確切位置，并以亮度來區別新陳代謝的強度。一般來說，癌細胞需要更多的糖，這會導致某些部位出現異常的亮度。所以，PET 非常適合早期癌癥的發現。

本文來自微信公眾號：萬象經驗 （ID：UR4351），作者：Eugene Wang

總結

以上是生活随笔為你收集整理的反物质的应用：正电子发射断层扫描的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。