臨床核医学講演

心筋 SPECT の診断精度向上へのアプローチ～ 負荷に伴う諸問題の解決法 ～An Approach to Improve Diagnostic Yields of Myocardial Perfusion SPECT~ Solutions for Problems with Stress Testing ~笠井督雄

KASAI Tokuo

Key words：心筋SPECT，アデノシン，診断精度
画像上の濃淡として現われてくる。従って，虚血《はじめに》負荷心筋 SPECT には豊富なエビデンスがあるは健常部と血流予備量比の差が大きいほど検出しが，多くは海外からの報告である。海外では運動やすくなる。負荷による血流増加量は負荷法に負荷のエンドポイントとして症候限界性を原則とよって差があるため，血流予備量比も異なってくし，薬剤負荷でアデノシンを用いる場合には，る。一般に運動では２～３倍，アデノシンでは３140㎍/kg/min の６分間投与で行われている。負～５倍である１）。従って健常部と虚血部のトレー荷検査であるから負荷が不十分であれば診断感度サーの取込み濃度差が大きくなるのは運動よりアは低下する。我が国では運動負荷の場合，年齢別デノシン負荷であり，血流 SPECT の負荷法とし予想最大心拍数の85% 到達をもって負荷十分としてはアデノシン負荷の方が理論上診断感度が高いていることが多く，薬剤負荷ではアデノシン120ことになる。実際，症候限界性の運動負荷とアデ㎍/kg/min の６分間投与が原則である。しかしこ

ノシン負荷（140㎍/kg/min の６分間投与）を同一

れらはいずれも負荷が十分でない可能性が高い。

症例で比較した試験では，アデノシン負荷の方が負荷不十分で得られた欠損スコアを基にリスクや有意に血流欠損サイズが大きかった（15.3% vs.

予後を推定した場合，過小評価に陥る危険性があ２）
12.6%; p<0.01）。

る。
本報告では，負荷不十分に伴う診断精度の低下や問題点を確認し，その解決法をいくつか紹介する。
《負荷法と放射線核種，血流予備量比との関係》

まず生理的な冠血流について確認しておきたい。
冠血流は安静時に比べ負荷時には最大４～５倍増加する。しかし冠動脈に狭窄があると，その程度に応じて最大血流量は低下する。負荷時に安静時の何倍血流が増えるかを表したものが冠血流予備量比である。負荷心筋 SPECT では，冠血流予備量比が良好な健常部と比べ，有意狭窄部では低下しているため，血流トレーサーが相対的に少なくいがそこから放出されるγ線の密度の違いとして

図１ 心筋血流トレーサーの心筋抽出率
水やアンモニアは高血流領域でも抽出率が保たれており血流トレーサーとして理想的であるが，Sestamibi 等の Tc-99m
製剤は心筋抽出率が低く，血流追随性があまりよくない。[1]東京医科大学八王子医療センター循環器内科

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心筋に取り込まれる。トレーサーの濃度分布の違TEL：042-665-5611

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Tokyo Medical University Hachioji Medical Center Department of Cardiology
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虚血の検出感度は核種の影響も受ける。心筋へのトレーサー取り込み量は冠血流の増加に伴って増加するが，核種によって心筋抽出率が異なるため差が出る。水やアンモニアは高血流領域でも抽出率が保たれており血流トレーサーとして理想的で あ る。Tl- 2 0 1 は 血 流 追 随 性 が 良 い 方 だ が，Sestamibi 等の Tc-99m 製剤は心筋抽出率が低く，血流追随性があまりよくない。従って低血流状態の安静時と高血流状態の負荷時で，トレーサーの心筋摂取量に差がつきにくく，Tc-99m 製剤は Tl-

図２ Target HR は虚血を過小評価する
症候限界性に運動負荷心筋シンチを行い，虚血性 ST 低下と可逆性欠損を認めた232例での検討。Target HR の時点では有意な ST 低下は62% でしか認めておらず，この時点で運動を終了すると虚血を過小評価することが危惧される。[6]201に比べて虚血検出感度が低くなりやすい
（図３）

１） 。
このように負荷法や核種の違いにより虚血検出の感度に差が生じる可能性があることをまず理解しておく必要がある。

ビデンスに基づいた予後予測においても過小評価が危惧される。

《運動負荷終了点と負荷陽性頻度》

虚血の診断として負荷心電図は低侵襲で簡便な《気管支喘息の活動性評価とアデノシン負荷》検査法として確立している。運動終了点は症候限

気管支喘息患者は既往も含めて日本の添付文書

界性を原則とするが感度は50% 程度とあまり高く上，アデノシンは禁忌となっている。しかし欧米ない４）。心筋 SPECT の負荷法としても症候限界

では活動性がないと判断した場合にはアデノシン

５）性に行うことが推奨されているが ，トレーサー負荷が行われている。ガイドラインでも，負荷当静注後1分以上運動を継続する必要がある。しか日喘鳴を聴取した場合と有意な反応性気道疾患がし運動終点を症候限界に一致させることは難しく，ある場合のみ禁忌とされている ５）。 実際，筆者

実際には年齢別予想最大心拍数の85% を超える時が留学していた New York の St. Luke’s 病院でも点（target HR）を負荷終了点としていることが多運動が十分に行えない気管支喘息患者のほとんどい。しかし，この target HR を運動終了とした場合，がアデノシンまたはジピリダモールで負荷を行っ症候限界で終了とした場合より虚血性 ST 低下のていたが，活動性がないことを確認した上で行っ出現頻度が低く ST 低下の程度も少ないため，虚ていたので喘息発作が誘発されることは皆無で６）血感度低下や過小評価が危惧される（図２）。運あった。

動負荷終了点に関して，最高血圧と最高心拍数の上記を踏まえ，当院では2013年より活動性がな積である Double Product > 25,000をもって負荷いことを確認した上で気管支喘息例に対して積極十分とされていたことがある。Double Product的にアデノシン負荷を行っている。2011-2012年

は中心血圧を用いた場合心仕事量とよく相関するの期間ではアデノシン負荷は行われておらず，そが，年齢，動脈硬化等による末梢からの反射波のの分運動やドブタミン負荷が多く行われている。

影響が中心血圧と上腕動脈の血圧とで異なる。し負荷不十分を target HR に達しなかった場合とす

た が っ て 上 腕 動 脈 血 圧 か ら 求 め た Double

るとこの期間の負荷不十分は31.6% と高率であっ

Product は中心血圧から求めた場合より心仕事量た。一方2013-2014年の期間ではアデノシン負荷との相関性が低い。現在運動負荷検査において，が積極的に行われ，負荷不十分は7.9% と有意にDouble Product を運動終了点の基準として推奨減少した（p=0.008，図３）。活動性の確認には図しているガイドラインはない。Target HR も運

４の質問票を用い，最終発作が２週間以内にあっ５）

動終点の指標として推奨されておらず ，海外かた場合と，検査室で喘鳴を聴取した場合を活動性

らのエビデンスは症候限界性の運動負荷に伴う結ありと判断し，アデノシン負荷は行わないように果であるため，Target HR を運動終点として得している。副作用は軽度の喘鳴が１例にのみ認められた虚血重症度は，虚血の程度だけでなく，エたが呼吸困難感は軽度であり，アミノフィリンの─ 51 ─

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日本での推奨投与法は120㎍/kg/min の６分間持続投与である。この投与法が決まった背景として，90% 以上の１枝病変が確認されている38例に140㎍/kg/min と120㎍/kg/min をクロスオーバー法で投与して診断精度や副作用が検討された。結果
として，140㎍/kg/min では副作用（主に血圧低下）発現率が高く，120㎍/kg/min でも診断感度は同等であったため120㎍/kg/min が推奨された７）。
しかし，虚血の評価が存在診断にとどまっており，extent や severity は考慮されていない。一方，米図３

当院の気管支喘息例における負荷法の実際と負荷不十分の割合
2011-2012の期間ではアデノシン負荷は行われていない。
その分運動やドブタミン負荷が多く行われているが，負荷不十分が31.6% と高率であった。一方2013-2014の期間ではアデノシン負荷が積極的に行われ，負荷不十分は7.9% と有意に減少した。

国で行われたアデノシン負荷と運動負荷の直接比較ではアデノシン負荷の方が運動負荷よりトレーサーの心筋集積率が高く８），血流欠損サイズが有９）意に大きかった（15.3% vs 12.6%, p<0.01）。これはアデノシンの方が運動より血流予備量比を増加させることと一致している１）。日本でも同様に直接比較されたが，血流欠損サイズには差がなかっ
10）た（13.1 vs 14.4, n.s.）。同一症例での検討においては，負荷が十分であれば理論上アデノシン負荷の方が欠損サイズが大きくなるはずであり，米国の検討ではこの理論に一致した結果が得られた。
しかし日本の検討ではむしろ運動負荷の方が欠損サイズが大きめであった。これは120㎍/kg/minという用量設定がそもそも最大充血誘発には足りない可能性を示唆している。
アデノシン負荷で120㎍/kg/min が用量不足で負荷不十分になってしまうとしたらどうすればよいのか。我々が考案したのは中強度の運動負荷の
図４ 気管支喘息に関する質問票
２週間以内に発作を起こしているか，当日喘鳴を聴取した
場合“活動性”と判断する。２回以上の発作や点滴のための連日の通院，入院の既往は真の気管支喘息の可能性を示
唆するが，活動性とはあまり関係しない。COPD や肺気腫，慢性気管支は喘息の合併がなければアデノシン負荷可能。
喘息合併例は喘息の活動性を同じ様に評価する。

併用である。運動をすると心仕事量が増加するため心筋代謝が亢進する。これに伴い心筋酸素分圧投与も不要で負荷は６分間完遂できた。2013年11月１日から2014年10月31日までの１年間に当院で行われた負荷心筋 SPECT は1,252件で，問診上気管支喘息および既往患者は60例（4.8%）であった。
その内“活動性”と判定されたのは４例（７%）のみであり，気管支喘息患者の93% はアデノシン負荷が可能であったと考えられる。
《薬剤（アデノシン）負荷の負荷不十分とその対処法》

アデノシン負荷における世界標準の投与法は140㎍/kg/min の６分間持続投与である。一方，
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図５ 運動に伴う内因性アデノシンの導入運動をすると心仕事量が増加するため心筋代謝が亢進する。
これに伴い心筋酸素分圧が低下し，これが trigger となって内因性アデノシンが増加して微小循環を拡張し，低下した酸素分圧を補う一連の反応が起こる。運動により交感神経活性も亢進するため，アデノシンの副作用である房室伝導障害や血圧低下を相殺して副作用発言の減少が期待できる。

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図６ Adenosine + Ergometer Protocol
運動はアデノシン投与と同時に開始し，25W から100W まで漸増して漸減して終了する。100W まで漕げない例ではできるレベルまでで行う。

図７ 中強度運動負荷併用による診断感度向上
負荷心筋 SPECT と冠動脈造影を３か月以内に施行し得た連
続359例での検討では，アデノシン単独負荷と比べ，中等度
運 動 負 荷 併 用 で 大 き く 診 断 感 度 が 改 善 し た。Erg:
Ergometer，（L）：低用量（≤25W）；（I）：中強度（>50W）.

図８ 中強度運動負荷併用による多枝病変例の虚血検出
多枝病変84例での検討。アデノシン単独では多枝病変でも虚血が10% を下まわり，軽症虚血と判定されてしまったが，中強度運動負荷併用により13.7% の高度虚血が誘発されており，多枝病変における過小評価を軽減する効果が期待できる。

が低下し，これが trigger となって内因性アデノ荷と比べ，中等度運動負荷（平均約80W）併用で大シンが増加して微小循環を拡張し，低下した酸素きく診断感度が改善した（78.9% vs. 89.8%, p <分圧を補う一連の反応が起こる（図５）。アデノシ0.001; 図７）。負荷心筋 SPECT で過小評価しがち

ンは通常通り120㎍/kg/min で６分間投与し，運な多枝病変84例の検討では，アデノシン単独では動はアデノシン投与と同時に開始して25W から虚血が10% を下まわり，軽症虚血と判定されてし100W まで漸増し，漸減して終了する（図６）。

まう。しかし中強度運動負荷併用により13.7% の100W まで漕げない例ではできるレベルまでで行高度虚血が誘発されており，多枝病変における過う。このプロトコルにより外から投与するアデノ小評価を軽減する効果が期待できる（p < 0.05; 図シンと運動により動員される内因性アデノシンが８）。

相まって，負荷不十分を補えると仮定した。負荷心筋 SPECT と冠動脈造影を３か月以内に施行し《ドブタミン負荷の負荷不十分とその対処法》

得た連続359例での検討では，アデノシン単独負─ 53 ─

ドブタミン負荷は運動が十分できず，気管支喘臨床核医学

図９ Dobutamine + Ergometer Protocol
ドブタミンは１分ごとに，40㎍/kg/min まで増量する。運動は10W から１分ごとに100W まで強度を上げる。Target HR を超えたらトレーサーを静注し，運動もドブタミンも90秒以上target HRを超えているように調整しながら減量し終了する。

息がある場合などに選択される第三の負荷法であや冠動脈疾患等でβ遮断剤を服用している患者もる。診断精度はジピリダモールやアデノシンと同少なくない。β遮断剤は長時間作動タイプのもの

等とみなされているが 11），Tc-99m 製剤では感度が処方されていることが多く，検査当日を控えた。 当院ではだけでは運動負荷においてもドブタミン負荷にお運動が十分にできない患者が，活動性のある気管いても target HR に達しないことが多い。この様支喘息やカフェインを摂取してきてしまった場合な場合においても中強度運動負荷併用のプロトコにドブタミン負荷が選択されている。2010-2012

ルは有用である。

がやや低下すると報告されている

12）の期間にドブタミン負荷心筋 SPECT が行われたのは18例で，target HR に達しなかった負荷不十《まとめ》

分例が14例（77.8%）に上った。これでは過小評価

運動負荷においても薬剤負荷においても従来かが避けられないと判断し，2013-2014には100W まら踏襲されている負荷法を継続している施設が多での中強度の運動負荷を併用した（図９）。その結いと思われるが，一度自施設の診断精度を算出し果，負荷不十分は１例もなかった。最高心拍数，てみていただきたい。感度，特異度が80～90% 程

ダブルプロダクトは2010-2012と比べ優位に増加

度にならない場合には何かしら原因が存在するはした（117.5 vs. 140.5, p < 0.001; 19,971 vs. 27,641,ずである。とくに Tl-201から Tc-99m 製剤に切りp < 0.001）。ドブタミン負荷では終了後高心拍が替えた場合，心筋抽出率の違い等から同じ負荷法長時間継続し，患者に不快感を与えがちであるが，では診断感度が低下する可能性がある。

本プロトコルでは回復期２分の時点での心拍数が現在我が国で広く行われている負荷法は，運動ドブタミン単独負荷と比べて有意に減少しており負荷であっても薬剤負荷であっても負荷不十分に（2.7% vs 24.2%, p < 0.001），患者もより快適に検なる可能性が高い。このことを踏まえて画像の解査を受けることができると考えられる。負荷に要釈を行う必要があり，可能であれば負荷不十分をする時間と負荷室占拠時間も有意に短く（700.3秒減らす工夫を取り入れることをお勧めする。本稿

vs. 362.8秒 , p < 0.001; 1,240.5秒 vs. 586秒 , p <が負荷心筋 SPECT の画像解釈と負荷法の再考に0.001），検査のスループット向上にも貢献できるお役に立てれば幸いである。

方法と考えられた。近年高齢患者が多く，心不全─ 54 ─

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７）‌坂田，西村恒，山﨑，西村重，梶谷，児玉他 .

《参考文献》

１）‌Leppo JA. Comparison of pharmacologic

SUNY4001（アデノシン）
負荷201Tl 心筋シンチ

stress agents. J Nucl Cardiol 1996;3:S22-S26.

グラフィの虚血検出に関する検討 . 核医学

２）‌Nishimura S, Mahmarian JJ, Boyce TM, et2004;41:123-32.

al. Equivalence between adenosine and８）‌Pennell DJ, Ell PJ. Whole-body imaging of

exercise thallium-201 myocardial tomography:

thallium- 201 after six different stressa multicenter, prospective, crossover trial. JAm Coll Cardiol 1992;20:265-75.

regimens. J Nucl Med. 1994;35:425-8.
９）‌Nishimura S, Mahmarian JJ, Boyce TM,

３）‌Klein R, Beanlands RSB, deKemp RA.

Verani MS. Equivalence between adenosine andQuantification of myocardial blood flow andexercise thallium-201 myocardial tomography: aflow reserve: Technical aspects. J Nucl

multicenter, prospective, crossover trial. J Am

Cardiol 2010;17:555-70.

Coll Cardiol. 1992;20:265-75.

４）‌2 0 1 3 ESC guidelines on the management of10）‌西村重，西村恒，山﨑，土井，小西，岩崎他 .

stable coronary artery disease. The Task201

Force on the management of stable coronary

負荷法の臨床第Ⅲ相試験 . 核医学 2004;41:143-artery disease of the European Society ofCardiology. Eur Heart J 2013;34:2949-3003.

Tl 心筋シンチグラフィにおける SUNY4001

54.
11）‌Travain MI, Wexler JP. Pharmacological５）‌ASNC imaging guidelines for SPECT
nuclear cardiology procedures: Stress,protocols, and tracers. J Nucl Cardiol. 2 0 1 6 .
doi:10.1007/s12350-015-0387-x.

stress testing. Semin Nucl Med. 1999;29:298318.
12）‌Wu JC, Yun JJ, Heller EN, Dione DP, DeMan P,
Liu YH. Limitations of dobutamine for６）‌Jain M, Nkonde C, Lin BA, Walker A, Wackers

enhancing flow heterogeneity in the presence

FJ. 85% of maximal age-predicted heart rate isof single coronary stenosis: implications for

not a valid endpoint for exercise treadmill

technetium-99m-sestamibi imaging. J Nucl

testing. J Nucl Cardiol. 2011;18:1026-35.

Med. 1998;39:417-25.

─ 55 ─