PET系统的硬件主要包括机架、环形探测器、符合电路、检查床及计算机工作站等。
探测系统是整个正电子发射显像系统中的主要部分,它采用的块状探测结构有利于消除散射、提高计数率。许多块结构组成一个环,再由数十个环构成整个探测器。每个块结构由大约36个锗酸铋(BGO)小晶体组成,晶体之后又带有2对(4个)光电倍增管(PMT)。BGO晶体将高能光子转换为可见光.PMT将光信号转换成电信号,电信号再被转换成时间脉冲信号,探头层间符合线路对每个探头信号的时间耦合性进行检验判定,排除其它来源射线的干扰,经运算给出正电子的位置,计算机采用散射、偶然符合信号校正及光子飞行时间计算等技术,完成图像重建。重建后的图像将PET的整体分辨率提高到2mm左右。PET采用符合探测技术进行电子准直校正,大大减少了随机符合事件和本底,电子准直器具有非常高的灵敏度(没有铅屏蔽的影响)和分辨率。
计算机控制所有的硬件设备,数据采集和预处理,执行各种误差校正,重建图像,对图像进行处理和分析,显示图像和有关信息。除数据采集和图像重建以外,PET的核心软件还包括数据库管理及操作(查询、排序、添加、删除、编辑)、图像后处理和分析(图像的平滑、滤波、边缘增强、算术和逻辑运算、曲线生成、功能图等),图像的拷贝及文件管理(打印、存储),文件格式的转换及网络传输。