पॉजि़ट्रान उत्सर्जन टोमोग्राफी

पॉज़िट्रॉन उत्सर्जन टोमोग्राफी (पीईटी (PET)) एक ऐसी परमाणु चिकित्सा इमेजिंग तकनीक है जो शरीर की कार्यात्मक प्रक्रियाओं की त्रि-आयामी छवि या चित्र उत्पन्न करती है। यह प्रणाली एक पॉज़िट्रॉन-उत्सर्जित रेडिओन्युक्लिआइड (अनुरेखक) द्वारा अप्रत्यक्ष रूप से उत्सर्जित गामा किरणों के जोड़े का पता लगाती है, जिसे शरीर में एक जैविक रूप से सक्रिय अणु पर प्रवेश कराया जाता है। इसके बाद शरीर के भीतर 3-आयामी या 4-आयामी (चौथा आयाम समय है) स्थान में अनुरेखक संकेन्द्रण के चित्रों को कंप्यूटर विश्लेषण द्वारा पुनर्निर्मित किया जाता है। आधुनिक स्कैनरों में, यह पुनर्निर्माण प्रायः मरीज पर किए गए सिटी एक्स-रे (CT X-ray) की सहायता से उसी सत्र के दौरान, उसी मशीन में किया जाता है।
यदि PET के किए चुना गया जैविक रूप से सक्रिय अणु एक ग्लूकोज सम्बंधी FDG है, तब अनुरेखक की संकेन्द्रण की छवि, स्थानिक ग्लूकोज़ उद्ग्रहण के रूप में ऊतक चयापचय गतिविधि प्रदान करती है। हालांकि इस अनुरेखक का उपयोग सबसे आम प्रकार के PET स्कैन को परिणामित करता है, PET में अन्य अनुरेखक अणुओं के उपयोग से कई अन्य प्रकार के आवश्यक अणुओं के ऊतक संकेन्द्रण की छवि ली जाती है।
इस स्कैन को करने के लिए, एक अल्पकालिक रेडियोधर्मी अनुरेखक आइसोटोप को सजीव वस्तु में इंजेक्शन के माध्यम से डाला जाता है (आमतौर पर रक्त संचार में)। अनुरेखक को एक जैविक रूप से सक्रिय अणु में रासायनिक रूप से शामिल किया जाता है। एक अवधि तक प्रतीक्षा करनी पड़ती है जब तक कि सक्रिय अणु लक्षित ऊतकों में संकेन्द्रित नहीं हो जाता; इसके बाद शोध विषय या रोगी को छवि खींचने वाले स्कैनर में रखा जाता है। इस उद्देश्य पूर्ति के लिए आम तौर पर जिस अणु का सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाता है वह है फ्लोरोडीऑक्सीग्लूकोज़ (FDG) है, एक चीनी जिसके लिए प्रतीक्षा अवधि आम तौर पर एक घंटे की होती है। स्कैन के दौरान जैसे-जैसे अनुरेखक का क्षय होता है ऊतक संकेन्द्रण का एक रिकार्ड बनाया जाता है।
जैसे-जैसे रेडियोधर्मी-आइसोटोप, पॉज़िट्रॉन उत्सर्जन क्षय से गुज़रता है (जिसे सकारात्मक बीटा क्षय के नाम से भी जाना जाता है), वह एक पॉज़िट्रॉन छोड़ता है, जो विपरीत चार्ज के साथ इलेक्ट्रॉन का एक प्रतिरोधी-कण होता है। कुछ मिलीमीटर तक आगे बढ़ने के बाद उस पॉज़िट्रॉन का सामना एक इलेक्ट्रॉन के साथ होता है। इस भिड़ंत के कारण दोनों का ही खात्मा हो जाता है, जिससे विपरीत दिशाओं में चलने वाले एक जोड़ी विनाशक गामा फोटोन उत्पादित होते हैं। इनकी पहचान उस वक्त होती है जब वे स्कैनिंग उपकरण में चमकते हैं, उनमें से रौशनी फूट पड़ती है जो फोटोमल्टीप्लायर ट्यूबों या सिलिकॉन एवेलांच फोटोडायोड्स (Si APD) द्वारा पहचाना जाता है। यह तकनीक लगभग विपरीत दिशा में बढ़ते हुए फ़ोटोन जोड़ी के समकालिक या संपाती खोज पर निर्भर करती है (एक बड़े पैमाने पर जमावड़े के केंद्र में यह ठीक विपरीत दिशा में चलता है, लेकिन इस स्कैनर में ऐसा कोई तरीका नहीं है जिससे इसका पता लगाया जा सके और इसीलिए इसमें मामूली दिशा-त्रुटी के प्रति एक अन्तः निर्मित सहिष्णुता है)। जो फोटोन अस्थायी "जोड़ों" में नहीं आते हैं (जैसे कुछ नैनोसेकेंड की समय सीमा के भीतर) उनकी उपेक्षा की जाती है।
इलेक्ट्रॉन-पॉज़िट्रॉन क्षय के सबसे महत्वपूर्ण अंश के फलस्वरूप, 511 keV गामा फोटोन एक दूसरे से लगभग 180 डिग्री की ओर उत्सर्जित होते हैं; अतः संयोग की एक सीधी रेखा के लगे हुए उनके स्रोत को स्थानीयकृत करना संभव है (जिसे औपचारिक रूप से प्रतिक्रिया की रेखा (लाइन ऑफ़ रेस्पोंस) या LOR कहा जाता है)। वास्तविक उपयोग में LOR की एक परिमित चौड़ाई होती है क्योंकि उत्सर्जित फोटोन की दूरी ठीक-ठीक 180 डिग्री ही नहीं होती है। यदि डिटेक्टरों के हल करने की अवधि 10 नैनोसेकेंड के बजाए 500 पिकोसेकेंड से कम है, तब इस परिणाम का एक तार के खंड में स्थानीयकरण सम्भव है, जिसकी लंबाई डिटेक्टर के समय संकल्प द्वारा निर्धारित की जाती है। जैसे जैसे समय संकल्प में सुधार होता है, छवि की संकेतन से शोर के अनुपात (SNR) में सुधार होता जाता है, जिससे कम ही घटनाओं को छवि की वही गुणवत्ता प्राप्त करने की आवश्यकता होती है। यह तकनीक अभी आम नहीं है, लेकिन यह कुछ नई प्रणालियों में उपलब्ध है।
आम तौर पर, कंप्युटेड टोमोग्राफी(CT) के पुनर्निर्माण और एकल फोटोन उत्सर्जन कंप्युटेड टोमोग्राफी (SPECT) डेटा के समान ही एक तकनीक उपयोग की जाती है, हालांकि जो डेटा सेट PET में एकत्रित किया जाता है वह CT के मुकाबले बहुत खराब होता है, इसलिए पुनर्निर्माण तकनीक मुश्किल हो जाती है (PET का छवि पुनर्निर्माण देखें).
दसियों हजारों संयोग घटनाओं से एकत्रित आंकड़ों का उपयोग करके, कई LOR के लगे ऊतक के एक पार्सल की कुल गतिविधि के लिए युगपत समीकरणों के एक सेट को कई तकनीकों द्वारा हल किया जा सकता है और इस प्रकार पार्सल या ऊतक के टुकड़ों (जिसे वोक्सेल भी कहा जाता है) की अवस्थिति के कार्य के रूप में विकिरणशीलता के मानचित्र का निर्माण किया जा सकता है। परिणामस्वरूप प्राप्त मानचित्र, उन ऊतकों को दर्शाता है जिसमें आणविक जांच संकेन्द्रित हो चुकी है और रोगी के उपचार और निदान के संदर्भ में एक परमाणु चिकित्सा चिकित्सक या विकिरण चिकित्सक द्वारा विवेचना की जा सकती है।
PET स्कैन को चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई) स्कैन के साथ-साथ अध्ययन किया जाता है, यह संयोजन ("सह-पंजीकरण") शारीरिक और चयापचय, दोनों जानकारी प्रदान करता है, (यानी, संरचना क्या है और वह जैव-रासायनिक आधार पर क्या कर रही है)। क्योंकि PET इमेजिंग CT जैसे संरचनात्मक इमेजिंग के साथ मिलकर सबसे अधिक उपयोगी साबित होती है, आधुनिक PET स्कैनर अब एकीकृत उच्च तकनीक मल्टी - डिटेक्टर-रो CT स्कैनर के साथ उपलब्ध हैं। क्योंकि यह दोनों स्कैन एक ही सत्र के दौरान तत्काल अनुक्रम में किया जा सकता है, दोनों स्कैनों के बीच मरीज़ को अपनी स्थिति बदलने की जरूरत नहीं पड़ती, छवियों के दो सेट विधि पूर्वक दर्ज हो जाते हैं, ताकि PET इमेजिंग में दिखाए गए विकृतियों वाले क्षेत्र को अधिक विषमता से शारीरिक रचना के साथ सहसंबद्ध करके CT छवियों में देखा जा सकता है। यह शारीरिक रचना में अधिक विविधता वाले चलायमान अंगों या संरचनाओं की छवि का विस्तृत दृश्य दिखाने में उपयोगी है, जो आम तौर पर मस्तिष्क के बाहर की होती है।
PET-MRI : अप्रैल 2009 में जुलीच (Jülich) इंस्टीटयूट ऑफ़ न्यूरोसाइंसेस एंड बायोफिज़िक्स में विश्व के सबसे विशाल PET/MRI उपकरण ने कार्य करना शुरू किया: एक 9.4-टेस्ला चुंबकीय अनुनाद टोमोग्राफ़ (MRT)) जो एक पॉज़िट्रॉन उत्सर्जन टोमोग्राफ़ (PET) के साथ संयुक्त था। वर्तमान में, इन उच्च चुंबकीय क्षेत्र की ताकत से केवल सिर और दिमाग के चित्र लिए जा सकते हैं।
PET स्कैनिंग में प्रयोग किए जाने वाले रेडिओन्युक्लिआइड आम तौर पर अर्ध-जीवन वाले आइसोटोप हैं, जैसे कार्बन-11 (~20 मिनट), नाइट्रोजन-13 (~10 मिनट), ऑक्सीजन-15 (~2 मिनट) और फ्लोरीन-18 (~110 मिनट)। ये रेडिओन्युक्लिआइड या तो उन यौगिकों में शामिल होते हैं जिनका प्रयोग सामान्य रूप से शरीर करता है जैसे ग्लूकोज़ (ग्लूकोज़ सदृश अन्य), जल या अमोनिया, या फिर उन अणुओं में शामिल होते हैं जो रिसेप्टर या दवा की कार्रवाई की अन्य साइटों से आबद्ध होते हैं। इस तरह के लेबलकृत यौगिक, रेडियोअनुरेखक के रूप में जाने जाते हैं। यह पहचानना महत्वपूर्ण है कि PET तकनीक का प्रयोग जीवित मानव में (और कई अन्य प्रजातियों में भी) किसी भी यौगिक के जीवविज्ञानिक पथ की पहचान करने के लिए किया जा सकता है, बशर्ते उसे PET आइसोटोप से रेडियोलेबल किया गया हो। इस प्रकार वे विशिष्ट प्रक्रियाएं जिन्हें PET के साथ जांचा जा सकता है, लगभग असीम हैं और नए लक्ष्यित अणुओं और प्रक्रियाओं के लिए रेडियोअनुरेखक को सभी समय संश्लेषित किया जाता है; इस लेख के लिखने तक दर्जनों का उपयोग नैदानिक रूप से किया जा रहा है और सैकड़ों का अनुसंधान में. वर्तमान में, हालांकि, अब तक नैदानिक PET स्कैनिंग में आमतौर पर सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला न्युक्लिड है FDG के रूप में फ्लोरीन-18.
अधिकांश रेडियोआइसोटोप के अर्ध-जीवन के कारण, रेडियोअनुरेखक का उत्पादन उन एक साइक्लोट्रॉन और रेडियोरसायन प्रयोगशाला के उपयोग से किया जाना चाहिए जो PET इमेजिंग सुविधा के निकट हैं। फ्लोरीन-18 का अर्ध-जीवन इतना लंबा होता है कि फ्लोरीन-18 लेबल वाले रेडियोअनुरेखक को साईट से दूरस्थ स्थान पर व्यावसायिक रूप से निर्मित किया जा सकता है।
रोगी को विकिरण खुराक की न्यूनता, अल्पजीवी रेडिओन्युक्लिआइड के उपयोग की एक आकर्षक विशेषता है। नैदानिक तकनीक के रूप में इसकी स्थापित भूमिका के अलावा, चिकित्सा के प्रति प्रतिक्रिया का आकलन करने की एक पद्धति के रूप में PET की एक विस्तृत भूमिका है, विशेष रूप से, कैंसर चिकित्सा, जहां परीक्षण विकिरण से होने वाले जोखिम की तुलना में रोग की प्रगति के बारे में अज्ञानता से रोगी के लिए कहीं अधिक खतरा होता है।
PET का व्यापक उपयोग करने से जो बात बाधा उत्पन्न करती है वह है PET स्कैनिंग के लिए अल्प-जीवी रेडिओन्युक्लिआइड निर्माण करने हेतु आवश्यक साइक्लोट्रोन की उच्च लागत और रेडियोदवा का उत्पदान करने के लिए विशेष रूप से अनुकूलित ऑन-साईट रसायन संश्लेषण उपकरण की ज़रूरत. कुछ ही अस्पताल और विश्वविद्यालय ऐसी व्यवस्था बनाए रखने में सक्षम हैं और अधिकांश नैदानिक PET, रेडियोअनुरेखक के तृतीय-पक्ष के आपूर्तिकर्ताओं द्वारा समर्थित हैं जो कई साइटों को एक साथ आपूर्ति कर सकते हैं। यह सीमा, नैदानिक PET को मुख्यतः उन अनुरेखक के उपयोग तक सीमित कर देती है जो फ्लोरीन-18 से लेबल हैं, जिनके पास 110 मिनट का अर्ध-जीवन है और उन्हें उपयोग से पहले एक उचित दूरी तक भेजा जा सकता है, या फिर रूबिडीयाम-82 जिसे एक पोर्टेबल जनरेटर में बनाया जा सकता है और इसका उपयोग मिओकार्डिअल द्रवनिवेशन अध्ययन के लिए किया जाता है। फिर भी, हाल के कुछ वर्षों में एकीकृत परिरक्षण और गर्म प्रयोगशालाओं वाले ऑन-साइट साइक्लोट्रोन को PET इकाइयों के साथ दूरदराज़ के अस्पतालों में भेजा जाने लगा है। लघु ऑन-साइट साइक्लोट्रॉन की उपस्थिति के भविष्य में विस्तृत होने की आशा है क्योंकि दूरस्थ PET मशीनों तक आइसोटोप को भेजने में आने वाली उच्च लागत की प्रतिक्रिया स्वरूप साइक्लोट्रॉन घटते जा रहे हैं।
चूंकि फ्लोरीन-18 का अर्ध-जीवन करीब दो घंटे का होता है, इस रेडियोन्युक्लिड को धारण करने वाली एक रेडियोदवा की खुराक, कार्य दिवस के दौरान क्षय के कई अर्ध-जीवन से गुज़रेगी. इससे शेष खुराक का लगातार पुनार्मापांकन (प्रति इकाई परिमाण पर गतिविधि का निर्धारण) और मरीज अनुसूचन के सम्बन्ध में सावधानीपूर्ण योजना आवश्यक हो जाती है।
PET स्कैनर द्वारा एकत्रित अपरिष्कृत आंकड़े 'संयोगी घटनाओं' की एक सूची होती है जो एक जोड़े डिटेक्टरों के द्वारा लगभग एक साथ हुए विनाशक फोटोनों के पहचान का प्रतिनिधित्व करती है। प्रत्येक संयोगी घटना, ऐसे दो डिटेक्टरों जिनके साथ पॉज़िट्रॉन उत्सर्जन हुआ, को जोड़ने वाली एक रेखा का प्रतिनिधित्व करती है। उच्च समय रेज़ल्युशन वाली आधुनिक प्रणालियां भी एक तकनीक ("टाइम-ऑफ़-फ्लाईट" नामक) का उपयोग करती हैं जिसमें वे और अधिक सटीकता पूर्वक दोनों फोटोन के पहचान के बीच के समय को निर्धारित करती है और इस प्रकार वह पूर्व उल्लेखित रेखा को लगभग 10 सेमी तक कम करने में सक्षम होती है।
संयोगी घटनाओं को सीनोग्राम नामक प्रक्षेपण छवियों में बांटा जा सकता है। सीनोंग्राम को प्रत्येक दृश्य और झुकाव के कोण को देखते हुए वर्गीकृत किया जा सकता है, बाद वाले को 3D केस छवि में. सीनोग्राम छवियां, कंप्युटेड टोमोग्राफी (CT) स्कैनर द्वारा खींचे गए प्रक्षेपण के अनुरूप होती हैं और ठीक ऊसी तरीके से पुनर्निर्मित की जा सकती है। हालांकि, आंकड़ों की सांख्यिकी, संचरण टोमोग्राफी के माध्यम से प्राप्त आंकड़ों से बहुत बदतर होती है। एक सामान्य PET डेटा सेट में पूरे अधिग्रहण के लिए लाखों गिनती होती हैं, जबकि सीटी (CT) में कुछ अरब तक गिना जाता सकता है। वैसे, CT डेटा के मुकाबले, PET डेटा बिखराव और अनियमित घटनाओं से बहुत अधिक नाटकीय रूप से पीड़ित रहते हैं।
प्रायोगिकता में, डेटा का काफी मात्रा में पूर्व-प्रक्रमण आवश्यक होता है जैसे - अनियमित संयोगों का सुधार, बिखरे फोटोनों का अनुमान और घटाव, डिटेक्टर के रुके हुए समय का सुधार (एक फोटोन के पहचान के पश्चात, डिटेक्टर का फिर ठंडा होना आवश्यक होता है) और डिटेक्टर की संवेदनशीलता में सुधार (अन्तर्निहित डिटेक्टर की संवेदनशीलता और घटना के कोण के कारण संवेदनशीलता में बदलाव, दोनों के लिए होती है)।
वापस छनित प्रक्षेपण (फिल्टर्ड बैक प्रोजेक्शन) (FBP) का प्रयोग, प्रक्षेपण से छवियों का पुनर्निर्माण करने के लिए अक्सर किया जाता है। इस एल्गोरिथ्म में सरल होने का फायदा है, साथ ही इसमें कंप्यूटिंग संसाधनों की कम ही आवश्यकता है। हालांकि, पुनर्निर्मित छवि में अपरिष्कृत डेटा में शॉट शोर काफी होता है और उच्च अनुरेखक उद्ग्रहण के क्षेत्र, छवियों के चारों ओर लकीर बनाते हैं।
आवर्ती एक्सपेक्टेशन-मैक्सीमाइज़ेशन एल्गोरिथ्म अब पुनर्निर्माण के पसंदीदा तरीके हैं। इसमें यह लाभ है कि एक बेहतर शोर रूपरेखा और लकीर त्रुटियों के प्रति प्रतिरोध है जो FBP में नहीं है, लेकिन हानि यह है कि इसमें उच्च कंप्यूटर संसाधन की आवश्यकता होती है।
क्षीणन सुधार: चूंकि भिन्न LOR के लिए ऊतक की विभिन्न मोटाई को पार करना जरुरी होता है, फोटोनों को अलग तरीके से तनूकृत किया जाता है। नतीजतन, शरीर की गहराई में संरचनाएं मिथ्या रूप में निम्न अनुरेखक उद्ग्रहण के साथ पुनर्निर्मित होती हैं। समकालीन स्कैनर, एकीकृत एक्सरे CT उपकरण का उपयोग करते हुए क्षीणन का अनुमान लगा सकते हैं, हालांकि पहले के उपकरण, गामा किरण (पॉज़िट्रॉन उत्सर्जित) स्रोत और PET डिटेक्टरों का उपयोग करते हुए CT का अपरिष्कृत रूप पेश करते थे।
जबकि क्षीणन-परिष्कृत छवियां आम तौर पर अधिक सटीक प्रदर्शन होती हैं, खुद सुधार प्रक्रिया ही महत्वपूर्ण त्रुटियों के प्रति संवेदनशील है। नतीजतन, संशोधित और असंशोधित, दोनों ही छवियों को हमेशा पुनर्निर्मित किया जाता है और एक साथ पढ़ा जाता है।
2D/3D पुनर्निर्माण : प्रारम्भिक PET स्कैनर में संसूचक का केवल एकल रिंग होता था, इसीलिए डाटा का अभिग्रहण और अनुवर्ती पुनर्निर्माण एकल अनुप्रस्थ प्लेन को प्रतिबंधित करता था। अधिक आधुनिक स्कैनर में अब कई रिंगों को शामिल किया गया है और अनिवार्य रूप से संसूचको की एक सिलेंडर बनाई गई है।
उस प्रकार के एक स्कैनर से डाटा के पुनर्निर्माण करने के दो दृष्टिकोण हैं: 1) प्रत्येक रिंग को एक अलग इकाई के रूप में समझें, ताकी रिंग के भीतर संयोग को संसूचित कर सके, प्रत्येक रिंग के छवि को व्यक्तिगत रूप से पुनर्निर्माण किया जा सकता है (2D पुनर्निर्माण), या 2) रिंग के मध्य और साथ ही रिंग के भीतर, संयोग को संसूचित करने की अनुमति दें, उसके बाद सम्पूर्ण मात्रा का एक साथ पुनर्निर्माण करें (3D)।
3 डी तकनीक में बेहतर संवेदनशीलता होती है (क्योंकि अधिक संयोग का पता चलता है और उपयोग किया जाता है) और इसलिए कम शोर होता है, लेकिन यह तितर-बितर और यादृच्छिक संयोग के प्रभावों के प्रति अधिक संवेदनशील है, साथ ही साथ इसमें अधिक कम्प्यूटर संसाधनों की आवश्यकता होती है। उप-नेनोसेकेंड टाइम रेज़ल्युशन संसूचक का प्रार्दुभाव, बेहतर यादृच्छिक संयोग अस्वीकृति प्रदान करता है और इस प्रकार 3D छवि पुनर्निर्माण का समर्थन करता है।
1950 के दशक के उत्तरार्ध में उत्सर्जन और प्रसारण टोमोग्राफी की अवधारणा की शुरूआत पहली बार डेविड ई. कुहल और रॉय एडवर्ड्स द्वारा हुई। बाद में उनके काम पर आधारित पेंसिल्वेनिया विश्वविद्यालय में डिजाइन और कई टोमोग्राफिक उपकरण के निर्माण का कार्य हुआ। टोमोग्राफिक इमेजिंग तकनीक के बाद के विकास का कार्य माइकल टेर-पोगोसियन, माइकल ई. फेल्प्स और अन्यों के द्वारा वाशिंगटन यूनिवर्सिटी स्कूल ऑफ़ मेडिसिन में हुआ।
1950 के दशक के पूर्वार्ध में मैसाचुसेट्स जनरल अस्पताल में गॉर्डन ब्राऊनेल, चार्ल्स बर्नहैम और उनके साथियों द्वारा किए गए कार्य ने PET प्रौद्योगिकी के विकास के लिए महत्वपूर्ण योगदान दिया और पहली बार चिकित्सा इमेजिंग के लिए विनाशक विकिरण का प्रदर्शन किया। उनके द्वारा किए गए नवप्रवर्तन, जिनमें प्रकाश पाइपों का उपयोग और अनुमापी विश्लेषण शामिल थे PET इमेजिंग के परिनियोजन में महत्वपूर्ण साबित हुए.
1970 के दशक में, ब्रूकहेवन राष्ट्रीय प्रयोगशाला में तत्सुओं इडो 18F-FDG के संश्लेषण का वर्णन करने वाले पहले व्यक्ति थे, जो सबसे सामान्य रूप से इस्तेमाल होने वाला ET स्कैनिंग इसोटोप करियर है। अगस्त 1976 में पेंसिल्वेनिया विश्वविद्यालय में पहली बार इस यौगिक को अबास अलावी द्वारा दो साधारण मानव स्वयंसेवकों पर आजमाया गया। एक साधारण (गैर PET) परमाणु स्कैनर के साथ ली गई मस्तिष्क छवियों में उस अंग में FDG के संकेन्द्रन का प्रदर्शन किया गया। बाद में, आधुनिक प्रक्रिया को उत्पन्न करने के लिए इस पदार्थ का इस्तेमाल समर्पित पॉज़िट्रॉन टोमोग्राफिक स्कैनर में किया गया।
PET/CT स्कैनर जिसका श्रेय डॉ॰ डेविड टाउनसेंड और डॉ॰ नट को दिया गया, TIME पत्रिका के द्वारा वर्ष 2000 में वर्ष के चिकित्सा आविष्कार के रूप में नामित किया गया।
PET चिकित्सा और अनुसंधान दोनों उपकरण है। कर्करोग विज्ञान चिकित्सा में इसका इस्तेमाल भारी रूप से किया जाता है (ट्यूमर की चिकित्सा इमेजिंग और मेटास्टेसेस के लिए खोज) और उस प्रकार के कुछ मस्तिष्क रोग जैसे जो कई प्रकार के पागलपन का कारण होते हैं, के लिए नैदानिक उपचार होता है। PET एक महत्वपूर्ण अनुसंधान उपकरण भी है जिससे सामान्य मानव मस्तिष्क और हृदय कार्य की जांच की जाती है।
पूर्व नैदानिक अध्ययन में जानवरों का प्रयोग करते हुए PET का भी इस्तेमाल किया जाता है, जहां यह एक ही विषय में जांच को दोहराने की अनुमति देता है। यह विशेष रूप से कैंसर अनुसंधान में महत्वपूर्ण है, क्योंकि इसका डाटा के सांख्यिकीय गुणवत्ता में वृद्धि के रूप में परिणाम होता है (विषयों अपने स्वयं के नियंत्रण के रूप में कार्य कर सकते हैं) और अध्ययन के लिए काफी हद तक पशुओं की आवश्यक संख्या को कम कर देता है।
स्कैनिंग के वैकल्पिक तरीकों में एक्स-रे अभिकलन टोमोग्राफी (CT), चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (MRI), कार्यात्मक चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (fMRI), अल्ट्रासाउंड और एक एकल फोटोन उत्सर्जन अभिकलन टोमोग्राफी (SPECT) शामिल हैं।
जबकि CT और MRI जैसे कुछ इमेजिंग शरीर में जैविक शारीरिक परिवर्तन को पृथक करता है, PET और SPECT आण्विक जीव विज्ञान विवरण के क्षेत्रों का पता लगाने में सक्षम होता है (यहां तक कि शारीरिक परिवर्तन से पहले) PET स्कैनिंग, रेडियोलेबल आणविक जांच के इस्तेमाल से ऐसा करता है जसमें, शामिल ऊतक के प्रकार और क्रिया के आधार पर उद्ग्रहण का विभिन्न दर होता है। विभिन्न शारीरिक संरचनाओं में स्थानीय रक्त प्रवाह के परिवर्तन (अंतःक्षेपित पॉजिट्रोन उत्सर्जक के माप के रूप में) को कल्पित किया जा सकता है और एक PET स्कैंन के साथ अपेक्षाकृत मात्रा निर्धारित किया जा सकता है।
PET इमेजिंग एक समर्पित PET स्कैनर के इस्तेमाल से सबसे अच्छा प्रदर्शन करता है। हालांकि, यह संभव है कि संयोग डिटेक्टर के साथ परम्परागत दोहरे सिर वाले गामा कैमरा के इस्तेमाल से PET छवियां प्राप्त किया जा सकता है। गामा कैमरा PET की गुणवत्ता काफी कम है और अधिग्रहण धीमा है। हालांकि, PET के लिए कम मांग के साथ संस्थानों के लिए, रोगियों को अन्य सेंटर में रेफर करने या एक मोबाइल स्कैनर द्वारा एक निरीक्षण पर भरोसा करने की बजाए यह साइट पर इमेजिंग की अनुमति दे सकते हैं,.
PET कुछ बीमारियों और विकारों के लिए एक महत्वपूर्ण तकनीक है, क्योंकि विशेष शारीरिक कार्यों के लिए रेडियो रासायनों का इस्तेमाल करने का लक्ष्य संभव है।
पल्स आकार विभेदन (PSD) एक ऐसी तकनीक है जिसका इस्तेमाल यह पता लगाने के लिए किया जाता है कि कौन सी नाड़ी प्रत्येक क्रिस्टल से संबंधित है। आकार के अनुसार दो प्रकार की नाड़ी के बीच विभेदन करने के लिए विभिन्न तकनीकों को पेश किया गया (वास्तव में क्षय समय के कारण)।
PET स्कैन गैर-आक्रामक है, लेकिन इसमें आयोनियाई विकिरण के लिए अनावरण शामिल है। विकिरण का कुल खुराक निरर्थक नहीं है, आमतौर पर 5–7 mSv होती है। लेकिन, आधुनिक अभ्यास में एक संयुक्त PET/CT स्कैन का प्रयोग लगभग हमेशा होता है और PET/CT स्कैनिंग, विकिरण प्रभाव पर्याप्त हो सकता है - लगभग 23-26 mSv (एक 70 किलो व्यक्ति के लिए - अधिक किलो के शरीर के लिए खुराक के अधिक होने की संभावना होती है)। जब 6 mSv के ब्रिटेन के विकिरण मजदूरों के वर्गीकरण स्तर के साथ तुलना की जाए तो यह देखा जा सकता है कि PET स्कैन के लिए उचित औचित्य की आवश्यकता होती है। ब्रिटेन में इसकी तुलना 2.2 mSv औसत वार्षिक पृष्ठभूमि विकिरण से भी की जा सकती है, चेस्ट जर्नल और ICRP के अनुसार सीने के एक्स-रे के लिए 0.02 mSv और सीने का CT स्कैन के लिए 6.5 - 8 mSv होता है। वर्ष 1999 में IFALPA सदस्य संघों द्वारा एक नीतिगत परिवर्तन को सुझाया गया जिसमें एक हवाईकर्मी सदस्य के प्रति वर्ष 4–9 mSv का विकिरण खुराक प्राप्त करने की संभावना है।
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