2020/10/12

核医学機器工学概論４

PETCT viewer

PET/CTPETCT.exe を起動し、open folderから同フォルダ内の１～３いずれかのフォルダをドラッグドロップする。

（c:¥ に Color Lut フォルダをコピーしてから起動。）

しばらくすると、CT・PET・fusion像が描画される。
スライドバーで断面を可変できる。
左にあるカラーバーをドラッグすると明るさが調節できる。

PETCTについて学ぶ。
PET製剤について学ぶ。
SUVについて学ぶ。

image rotation startをクリックすると右下の画像が回る。
image rotation stopでとまる。
左下には検査情報。
Dosage：DoseStart時に計測した全投与量
DoseStart：薬剤投与時間
ScanStart：撮像開始時間

1

2

CT・PET・fusion画像のいずれかをクリックすると、その部位の集積が表示される。
クリックした点は黄色十字で示される。

疾患例について、それぞれ病変部位のカウントとSUVを求めてください。

クリックした部位
クリックした部位のカウント

近年のPET装置は3D収集が主である。
2D収集と3D収集について、利点・欠点を比較してまとめてください。
SPECTとPETの性能を比較して下さい。

疾患例について、それぞれ病変部位のカウントとSUVを求めてください。
3418F-FDG （Fluoro Deoxy Glucose）は、ブドウ糖のNormalAortitis

高安動脈炎類似物質（analog）で、ブドウ糖と同様に組織に摂取されるが、代謝されないので組織内に長く停滞し、脳や病変のブドウ糖定量画像収集に有用な薬剤となる。
（ただし、肝細胞、高分化型肝細胞癌には取込まれにくい。）
HOHO
O

HO

Lung ca.

HO腫瘍、炎症のほかにHOOH
OHD-Glucose
ブドウ糖

518F-FDG PET

OHO

肺癌

脳、尿、ときに心筋へOH
18F

正常集積を認める。

18F-FDG

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18F-FDG

Brain PET

185MBq 静注１時間後

5分撮像

一般的に、体内組織は、エネルギー源として脂肪酸を摂取し、ミトコンドリア内のベータ酸化回路で脂肪酸からＡＴＰ（アデノシン三リン酸）を産生する。
ベータ酸化回路はＡＴＰ産生は多いが、酸素を多量に要求する。
癌細胞や炎症細胞など、急に出現した異常組織は、酸素を運ぶ赤血球の通路である血管が不備なので、酸素をあまり要求しない解糖系でＡＴＰを産生する。
解糖系はＡＴＰ産生量が少ないので、普通の組織ではあまり稼働していない。
そのため、ＰＥＴ検査で、ブドウ糖と類似物質の放射性薬剤ＦＤＧを使うと、腫瘍や炎症病変に集積し、さらに代謝されないので病変組織内に長く停滞し、画像化できる。

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FDG-PET の 健康保険適用疾患
1. てんかん2. 虚血性心疾患
心サルコイドーシス
3. 悪性腫瘍 （早期胃癌を除く）

高安動脈炎（病理診断で悪性病変と確定した症例に限る）

４．血管炎 高安動脈炎など（平成30年から）
9

指定難病（330疾患ある）の一つ。登録患者 7000人（原因不明疾患に対する医療費補助制度がある）
平成３０年４月から FDG PET の保険適用。
９割が女性。好発年令は10～30才。若年女性。
若年女性で重症の頸部痛、頭痛、肩凝りの症例で、CT等で大動脈弓の分枝血管に狭窄等の所見、左右上肢での血圧測定値に左右差などあれば、FDG PET/CT実施を。炎症血管にFDG集積あり。
治療法は、ステロイド（減量すると再燃しやすい）、抗体医薬（トリシズマブ（アクテムラ） IL-6R）（本来は関節リウマチ薬。高価。5000円/日））
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１１Ｃ-メチオニン

11C-Methionine PET

ＰＥＴ

上咽頭癌 治療前

上咽頭癌

SUV = 36.4
放射線治療＆化学療法 実施直後

メチオニンは解剖学的には腫瘍の大きさは変化ないが、必須アミノ酸腫瘍の蛋白質合成能低下を確認。
SUV = 17.2

癌は細胞分裂が盛んなので、２ヶ月後に腫瘍の消失を確認。

蛋白質の原料のSUV = 0.16

メチオニンを多く速やかな治療効果判定が可能。

消費して増大する11122

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SUV ( Standardized Uptake Value)
人体の比重を １g/ml と仮定し、病変の放射能濃度（Bq/ml）=放射性薬剤が全身に均一に分布すると仮定した濃度を基準にしている。

体内平均放射能濃度（Bq/ml）（ 投与量（Bq） / 体重（ｇ） ）分子と分母の放射能は時刻を合わせる（半減期補正をする）必要がある。
病変の放射能濃度が体内平均の何倍かを示す半定量値。 正常値は １。
2.5～３以上を病的集積と考える。
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病変部位の濃度は、関心領域内の最大画素値を用いる場合が多い。

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半減期

平成２６年 診療放射線技師国家試験

Ｈａｌｆ ｌｉｆｅ Ｔ１／２

解答 ２

（ ｔ / Ｔ1/2 ）Ｎ ＝ Ｎo ｘ （１／２）
崩壊定数 λ１秒間に原子核が崩壊する割合
Ｎ

ｄＮ／ｄｔ ＝ -λＮ

Ｎo
Ｎ ＝ Ｎoｅ－λｔＮo／２ ＝ Ｎo
Ｎo／２
１／２ ＝Ｎo／４ｅｅ

患者体内の放射能は、200 x (1/2) = 100 MBq-λＴ1/2

ｅLog（１／２） ＝ Log （ｔＴ1/2 ２Ｔ1/2

撮像開始時刻の 11時50分における放射能を計算する。

-λＴ1/2-λＴ1/2 ）Log２ ＝ ０．６９３ ＝ λＴ1/2

体内平均濃度は、 100 MBq / 50 kg = 2000 Bq / ml
病変のSUVは、12000 / 2000 = 6.0 （倍）（SUVに定量的単位はない。SUVは半定量値である。）

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正面と背面のカメラで撮影した像が異なる理由
は、人体がガンマ線を吸収、散乱させているため。
体表から深い部位ほど描画が薄い。

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陽電子消滅 （ annihilation）
陽電子（positron：電子の反粒子。素粒子の一種）を放出する放射性核種の近傍において、陽電子と電子が結合して消滅し、１対の 0.51MeV の消滅放射線を反対方向に放出。
エネルギー保存則
電子質量 meはE = me C2 = 0.51 MeVの放射線になる。
（鉛４ｍｍでエネルギーが半減する程度の電磁波）
運動量保存則２本の放射線は反対方向に放出

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PETカメラは、コリメータがないので高感度。

現在のPETはほとんど３次元（３D）収集

コリメータは小さい孔を多数あけた鉛板。検出感度を下げる。

２次元（２D）収集と比べ、短時間で良好な画像を収集できる（全身（頭部～大腿部）を１５～２０分程度で収集）。
コンプトン散乱線を収集しやすく、定量性の精度が低下する。

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PETにも散乱線の影響がある。
２D収集よりも３D収集の場合で、コンプトン散乱線成分が多くなる（約３倍）。

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従来のカメラでは体内の放射能分布の定量が困難

ＬＳＯは発光量が多い。 ＢＧＯは発光量が少ない。
光の減衰時間が短いＬＳＯ、ＧＳＯは数え落しが少ない。
（ 同時計数分解時間が短い。 計数率直線性がよい。）
ＧＳＯ，ＬＳＯはエネルギー分解能が良い。
（コンプトン散乱成分を除去しやすいので、分解能が向上する。）

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PETは、CT画像で吸収補正を行うので定量性が良い。

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CT値 （ HU : Hounsfield Unit ）組織の密度に比例する値

空気のCT値 は -1000

CT断層像の画素値の基になる値は体内の 各組織の線減弱係数 μｔ だが、臨床的な理解度を容易にするためにμｔ に比例した値がCTの画素値に使われる。

厳密には空気の線減弱係数 μ air は０ではないが、水や人体組織と比べると極めて小さい値なので、CT値を計算する場合は μ air = ０ とする。

1000 x （ μ air - μw ） ／ μw = -1000 （HU）

水のCT値 は 0 （ 比重１の密度が 0 HU ）CT値 = 1000 x （ μｔ - μw ） ／ μw

1000 x （ μw - μw ） ／ μw = 0 （HU）

μw : 水のX線吸収係数 （線減弱係数）水の２倍の線減弱係数の物質のCT値は 1000
（ 水の２倍の密度が 1000 HU ）μt : 組織のX線吸収係数 （線減弱係数）

1000 x （ 2 μw - μw ） ／ μw = 1000 （HU）

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従来の検査で使用する放射性同位元素 の半減時間
99m-Tc 6.01 時間
67Ga

78.2 時間 （3.2日）

201Tl

72.9 時間 (3.0日）

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陽電子放出核種の半減期（half-life）は短いのでPET検査の被曝（exposure）は少ない。
被曝の単位は シーベルト（Ｓｖ）（ｍＳｖ ＝０.００１Ｓｖ）
体重１ｋｇ に １Ｊ のエネルギーを受ける被曝が１Ｓｖ。
（１Ｓｖ =１Ｊ/ｋｇ） 一般的に、１００ｍＳｖ以下は、無害。
18F-FDG(185MBq) ４ ｍＳｖ (膀胱 20 心臓 10 胎児 3)

11C-Methionine (370MBq) ２ ｍＳｖ (膵、肝 7 )15-O-CO2 ( 3000MBq)
２ ｍＳｖ
ＣＴ
７mSv ～ 10 ～( 肺 11 ）血管造影
7 mSv ～ 10 (1分で皮膚0.5）
胃、消化管造影 3 mSv
単純Ｘ線撮影
０.１ mSv (胸部) ０.２ mSv（骨盤）

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テスト

問題１

解答
３解答５

解答

問題２５

解答５

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