Koincidenčním obvodem projdou do elektronické aparatury fotony, které vzniknou jen při takové anihilaci pozitronu s elektronem, k níž dojde ve vyznačeném prostoru a fotony dopadnou do detektorů současně (v rámci koincidenčního časového okna). Na výstupu koincidenčního obvodu se objeví impulz a do paměti počítače je zaznamenána přímka spojující ty dva detektory, které impulz zaznamenaly. Tato přímka se nazývá "přímka odezvy" a v anglicky psané literatuře se označuje jako LOR (line of response). Některému z bodů na této přímce odpovídá místo v němž došlo k anihilaci pozitronu s elektronem. Nastane-li anihilace mimo tento prostor a jeden z anihilačních fotonů není zachycen protilehlým detektorem, na výstupu koincidenčního obvodu se impuls neobjeví. Toto je podstatou výše zmíněné "elektronické kolimace", která u PET umožňuje získávat obrazy distribuce radiofarmaka v těle pacienta bez použití kolimátorů.

Tabulka shrnuje charakteristiky nejdůležitějších scintilačních krystalů v oblasti nukleární medicíny. Pozoruhodné je, že se ve scintilačních detektorech stále uplatňuje NaI(Tl) objevený a zkoušený již ve čtyřicátých letech minulého století.

Vysvětlivky: Z_ef - efektivní atomové číslo, jód má Z = 53; doba scintilace - nazývá se též doba vysvícení; výtěžek světelných fotonů - počet světelných fotonů připadajících na 1 keV je nazýván též fotonový výtěžek; hygroskopičnost – scintilační látka pohlcuje vlhkost ze vzduchu a žloutne, čímž se zhoršuje propustnost pro světelné fotony, látka musí být hermeticky uzavřena.

Z tabulky je zřejmé, proč není NaI(Tl) vhodným materiálem pro PET jež se opírá o detekci anihilačního záření s poměrně vysokou energií fotonů 511 keV. Je to především nízká hustota krystalu a z toho vyplývající nízká detekční účinnost (citlivost) ve srovnání s krystaly dnes používanými pro PET. Tabulka rovněž demonstruje další důvod, který vedl k hledání pro PET vhodnějších scintilátorů než jakým je BGO. Kratší doba scintilace materiálů GSO a LSO v porovnání s BGO snižuje mrtvou dobu aparatury, dovoluje použití velmi úzkého koincidečního okénka a snížení četnosti náhodných koincidencí. Např. četnost, jež může být registrovaná pomocí LSO PET/CT přístroje je přibližně 3,8 krát větší než u přístroje 2D BGO/CT.

Následující animace ilustruje charakteristiky PET scintilátorů – dobu scintilace (dobu vysvícení - angl. decay time) a výtěžek světelných fotonů (výška záblesku). Krátká doba scintilace u krystalů LSO a GSO dovoluje nastavit velmi malou šířku koincidenčního okénka (GSO má kromě rychlé i pomalou složku dosvitu), které umožňuje registrovat pravé koincidence, z nichž se rekonstruuje obraz distribuce pozitronového zářiče v těle. Jelikož šířka koincidenčního okénka je 5 µs, jsou částečně registrovány i koincidence náhodné a koincidence z rozptylu anihilačního záření.

Většina systémů PET využívá souborů malých scintilačních krystalů o rozměrech ~ 4 mm oddělených reflexními vrstvami. Soubory krystalů (obvykle 8 x 8 nebo 13 x 13) jsou pevně svázány do bloků (modulů) spolu se čtyřmi fotonásobiči; jednotlivé moduly jsou složeny do prstenců obklopujících objem kolem těla pacienta. Zorné pole má průměr kolem 60 cm a axiální délku 16 – 18 cm.  

O způsobech rekonstrukce dat je podrobně pojednáno v části Scintilační kamera planární a SPECT - Rekonstrukce obrazu. Zde uvedeme pouze zjednodušený popis.

Tomografickou rekonstrukcí se rozumí postup, který se opírá o matematický algoritmus odhadu hledaného distribučního prostoru 3D na základě projekcí 2D údajů a poskytuje vrstvy (průřezy) distribuce.

Iterativní rekonstrukce začíná „odhadem“ prázdného pole nebo konstantní hodnotou a pokračuje iterativními modifikacemi – odhady (dopřednými projekcemi) postupně zdokonalovanými porovnáváním s naměřenými projekčními daty až ke konečnému řešení. Při PET zobrazování celého těla je iterativní metoda nejpoužívanější, neboť oproti filtrované zpětné projekci poskytuje zlepšený kontrast obrazu (zvýšený poměr signálu k šumu). Filtrovaná zpětná projekce je sice jednodušší a rychlejší, bývá však spojena s artefakty a vyšším šumem.  

Na obrázku je schématicky znazorněn postup při iterativní rekonstrukci. V dolní části jsou transverzální řezy z PET vyšetření v oblasti srdce rekonstruované filtrovanou zpětnou projekcí (vlevo) a iterativní rekonstrukcí (vpravo).