正电子作为反物质粒子，其湮灭释放的γ射线特性，成为医学影像技术突破的关键物理基础。

正电子与医学成像的物理关联

1932年，安德森在宇宙射线研究中首次发现正电子。该粒子与电子碰撞时发生湮灭反应，释放两个方向相反的511keVγ光子。这一特性为活体组织代谢显像提供了技术路径（表1）。

表1：正电子特性与医学应用对照

推动技术演进的三个阶段

1. 示踪剂开发
   氟-18标记的脱氧葡萄糖（FDG）作为示踪剂，通过正电子发射反映细胞糖代谢水平。甲状腺癌、淋巴瘤等病变组织因代谢亢进呈现显像差异。

2. 探测器革新
   碲化镉锌半导体探测器实现<1.5mm空间分辨率，配合飞行时间技术（TOF）将时间分辨率缩短至300皮秒，提升微小病灶检出率。

3. 多模态融合
   PET-CT整合解剖与功能成像，肺癌诊断准确度达92%；PET-MRI突破软组织对比度限制，阿尔茨海默病淀粉样蛋白斑块检出率提高40%。

临床价值量化分析（单位：万例/年）

技术延展与局限

动态PET实现每分钟3帧的代谢过程捕捉，但受限于同位素生产周期（氟-18半衰期110分钟），基层医院普及率仅31%。新型镓-68发生器可现场制备同位素，使偏远地区装机量三年增长170%。