Tomografia pozytonowa (oznaczana angielskim skrótem PET - positron emission tomography) to dziedzina medycyny nuklearnej służąca do bezinwazyjnej diagnostyki wielu chorób narządów wewnętrznych, do wykrywania i lokalizacji nowotworów oraz monitorowania przebiegu leczenia onkologicznego. Metoda ta jest również wykorzystywana do badania metabolizmu leków.

W metodzie PET wykorzystuje się związki biologicznie czynne, znakowane krótkożyciowymi izotopami ¹¹C, ¹⁵O, ¹³N i ¹⁸F. Jądra tych izotopów w trakcie rozpadu emitują pozytony, które w wyniku oddziaływania z elektronami otoczenia ulegają anhilacji. Efektem tego procesu są miękkie kwanty γ, które można rejestrować poza organizmem. Istota metody polega na wprowadzeniu do organizmu pacjenta znakowanego związku wykazującego specyficzne zdolności wiązania się z chorobowo zmienionymi komórkami. Tomograficzna rejestracja promieniowania γ, powstałego w wyniku rozpadu zaabsorbowanego β⁺-emitera, sprzęgnięta z komputerową analizą rejestrowanych danych, umożliwia lokalizację źródła choroby. Dzięki krótkiemu okresowi życia stosowanych radionuklidów dawka promieniowania pochłoniętego przez pacjenta w wyniku iniekcji znakowanego radiofarmaceutyku jest stosunkowo nieduża i nieszkodliwa. Produkty metabolizmu tego związku są szybko wydalane i nie stanowią żadnego zagrożenia dla zdrowia.

Krytycznym parametrem w otrzymywaniu preparatów użytecznych w PET jest czas syntezy radiofarmaceutyku (trzy okresy półzaniku). Metodę syntezy opracowuje się pod kątem zminimalizowania czasu badania z udziałem radionuklidu. W idealnym przypadku radionuklid jest wprowadzany w ostatnim etapie syntezy, w możliwie najpóźniejszym stadium. W technice PET stosuje się różnego rodzaju związki biologicznie czynne, np. cukry, steroidy, tłuszcze, aminy, aminokwasy. Związki stosowane w tej technice znakuje się metodami chemicznymi, enzymatycznymi lub kombinowanymi. Ostatnio - coraz częściej metodami enzymatycznymi i multienzymatycznymi.

Krótkożyciowe β⁺-emitery stosowane w technice PET są produkowane w cyklotronach w wyniku bombardowania lekkimi jonami (protony - p lub deuterony - d) „tarcz” zawierających odpowiednie preparaty chemiczne. Powstawanie tych związków opisują poniższe równania:

(skrótowy zapis - np. ¹⁴N(p,α)¹¹C - oznacza, że jądro ¹⁴N w wyniku bombardowania protonem emituje cząstkę α i zmienia się w jądro ¹¹C). Własności fizyczne tych β⁺-emiterów podano w tabeli 1.

Jądra β⁺-emiterów mających nadmiar protonów rozpadają się, emitując cząsteczki β⁺ (tj. pozytony, czyli dodatnie elektrony) zgodnie z równaniem:

Emitowane przez jądra cząstki β⁺ (e⁺) w reakcji z elektronami (e^-) otoczenia tworzą kwanty promieniowania γ⁺: