大部分的人一聽到正子造影（Positron Emission Tomography, PET），就會想到腫瘤科，認為正子造影是診斷或追蹤腫瘤的一項利器。其實正子造影在精神科藥物的研究及使用上才是至關重要的。

正子造影是一套很複雜的系統，包含了四個部分：

1. 迴旋加速器：用於產生具有釋放正子能力的同位素。
2. 掃描器：偵測電子撞擊後產生具有511 kev能量的正子。
3. 化學實驗室：將加速器所產生的同位素與藥物結合，作為放射造影劑。大部分的藥物都是來自於廠商。
4. 影像分析：藉由電腦科學的技術將影像呈現，並進行藥物動力學的影像分析。

1929年著名的英國物理學家保羅-狄拉克（Paul Dirac），也是近代量子力學之父，首先預測了反粒子的存在，他認為自然界應該存在於一種物質，這個物質的質量與電子相當，但是帶有相反的電荷。1932年這個預測被瑞典裔的美國科學家卡爾-安德森（Carl Anderson）所證實。自此正子（Positron）的故事正式展開，而他們二人則分別獲得了1933年及1936年的諾貝爾物理學獎。

臨床上常被用來進行正子造影的同位素有四種，包括：

1. 氧-15（¹⁵0）：半衰期2分鐘。氧-15是最早被使用的同位素，可以用於測量腦血流。現今，此項功能已被功能性磁振造影（Functional Magnetic Resonance Imaging, fMRI）所取代。

2. 氟-18（¹⁸F）：半衰期109.8分鐘。因為半衰期長，並不絕對需要在醫院內產生，可由院外供應，是最具有經濟價值的一個同位素。缺點是人體中大部份的化合物都是碳鏈所組成，因此，使用氟-18的化合物，化學特性可能會被改變，因而接上氟-18的藥物，需要重新評估其藥物特性。目前最普遍使用的藥物是氟-18-去氧葡萄糖（¹⁸F-deoxy-glucose, FDG），用於癌症的追蹤。

3. 碳-11（¹¹C）：半衰期20分鐘。碳-11的優點是接上碳-11的藥物其化學特性不會改變，最適合中樞神經系統之研究使用。缺點是半衰期短，醫院必須設置加速器，增加了醫院的經濟負擔。

4. 氮-14（¹⁴N）：半衰期10分鐘，常用於心肌梗塞後，心肌細胞存活的測量。

1976年當抗精神病藥物被證實具有阻斷多巴胺2型受體的作用後，造影人腦中多巴胺2型受體的研究，遂成為當代神經科學研究的顯學。1983年第一個多巴胺2型受體造影劑，3-N-[¹¹C]甲基螺哌酮（3-N-[¹¹C]methyl-spiperone, [¹¹C]NMSP）由美國學者亨利-瓦格納（Henry Wagner）教授所率先發表。由於這個造影劑與受體結合後，會產生不可逆的結合反應，且受體的選擇性較差（可同時結合多巴胺2型與5-羥色胺2A亞型受體），因此臨床上逐漸不用。。

1986年瑞典學者拉爾斯-法德（Lars Farde），發現了另一個多巴胺2型受體造影劑：碳-11雷氯必利（[¹¹C]raclopride），並且成功的造影了人腦中多巴胺2型受體。這個造影劑的受體專一性強，但是與多巴胺2型受體結合時會受到腦內內生性多巴胺的影響，因此也有其缺陷。值得一提的是，法德教授在1990年利用碳-11雷氯必利發現抗精神病藥物對於多巴胺2型受體佔有率（Occupancy）越高，患者越容易出現錐體外運動障礙（extrapyramidal side effects, EPS）的副作用。這項研究結果，成為了精神科藥物發展的黃金標準，新一代抗精神病藥物研發時，都會先進行佔有率的研究，以確定藥物臨床的適當劑量，才會進行臨床試驗的設計與執行。正子造影將精神科醫師對於藥物治療的知識往前推進了一大步，特別是藥物臨床適當劑量的概念，當代精神科醫師必須了解這段藥物發展的歷史。