La PET (Positron Emission Tomography, tomografia a emissione di positroni) è una tecnica di imaging funzionale: a differenza di TC e radiografia, che mostrano l’anatomia, la PET mappa l’attività metabolica dei tessuti, rivelando dove il corpo consuma energia. È fondamentale in oncologia, neurologia e cardiologia.
Il principio si basa su un radiofarmaco: una molecola di interesse biologico (tipicamente il fluorodesossiglucosio, FDG, analogo del glucosio) marcata con un isotopo radioattivo che emette positroni. Il radiofarmaco si accumula nei tessuti metabolicamente attivi — le cellule tumorali, per esempio, consumano molto glucosio e captano molto FDG.
Il meccanismo di rilevamento sfrutta una proprietà fisica notevole: ogni positrone emesso, incontrando un elettrone nei tessuti, si annichila producendo due fotoni gamma emessi in direzioni opposte (a 180°):
Un anello di rivelatori attorno al paziente registra le coppie di fotoni in coincidenza (arrivati quasi simultaneamente a rivelatori opposti). Ogni coincidenza individua una linea lungo cui è avvenuta l’annichilazione; raccogliendo milioni di coincidenze e applicando algoritmi di ricostruzione tomografica si ottiene la mappa tridimensionale della concentrazione del radiofarmaco.
La PET è spesso combinata con la TC (PET-TC) o la risonanza magnetica, fondendo l’informazione funzionale (dove c’è attività) con quella anatomica (dove si trova precisamente). Il limite principale è la necessità di radiofarmaci a breve emivita, prodotti in ciclotrone in loco, e l’esposizione a radiazioni. È un esempio in cui fisica nucleare, chimica dei radiofarmaci e ricostruzione tomografica si integrano in uno strumento diagnostico.