La tomographie par émission de positons couplée à la tomodensitométrie (TEP/TDM) est une modalité d'imagerie médicale qui fournit la distribution tridimensionnelle d'une molécule marquée par un isotope émetteur de positons et l'anatomie associée. Cette modalité permet une quantification précise des processus physiopathologiques in vivo, notamment le métabolisme du glucose, la perfusion, ou encore l'expression de récepteurs spécifiques selon le radiopharmaceutique utilisé. L'acquisition est réalisée par un ensemble de détecteurs répartis autour du patient. Les détecteurs sont constitués d'un scintillateur, qui est choisi en fonction de nombreuses propriétés pour optimiser l'efficacité et le rapport signal sur bruit, et de photodétecteurs. Le circuit de coïncidence mesure les deux photons d'annihilation de 511 keV (kiloélectronvolt) émis dans des directions opposées qui résultent de l'annihilation du positon. Des algorithmes sophistiqués de reconstruction d'image en trois dimensions incluant des corrections des phénomènes physiques sont nécessaires pour obtenir des images tridimensionnelles représentative de la distribution du traceur. Un examen en TEP/TDM entraîne pour le patient une dose efficace de l'ordre de 4 à 15 mSv. L'installation d'une TEP/TDM nécessite un aménagement des locaux pour assurer la radioprotection du personnel. Cette technique est en évolution permanente, tant au plan du détecteur et du cristal que de celui des algorithmes de reconstruction de l'image. Les derniers développements permettent de réaliser des acquisitions en TEP/TDM de l'ensemble du patient en moins de 5 minutes.