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乳房専用 PET 装置 Elmammo による新しい乳がん診断の幕開け(株)島津製作所 医用機器事業部グローバルマーケティング部
佐藤 友彦
１．はじめに死亡率の抑制に一翼を担っていると思わ

島津製作所では、30 年にわたり PET 装れます。

置の研究・開発を続けてきました。当初、

ところが、乳がんに限れば、その死亡PET で利用される核種はその数が少なく、 率は依然として年々増加する傾向であり、またポジトロン核種が短半減期であると多くの人が命を奪われている現実がありいう理由から、サイクロトロンによってます。

自施設で製造された薬剤が利用されてき国立がん研究センターの報告 1）によれました。特に脳機能研究に利用される

ば、乳がんの 10 年生存率に注目したとき[O-15]酸素や[C-11]炭素などは、半減期には、T1b(5mm 以上 1cm 未満)と T1c(1cmが非常に短い核種のため、PET はサイク以上 2cm 未満)の間に有意差があること

ロトロンを保有する特定の大学あるいはが示されています。つまり、乳がんによ研究機関のみで利用できる研究用の装置る死亡率を低減させるためには、1cm 未でした。

満の早期乳がんを見つけることが、最もそれが、2002 年に[F-18]FDG による重要であると考えられます。

FDG-PET 検査が保険適用されたことで、そこで、当社は乳がんの早期発見をテ

一般に PET 検査が普及し、さらに 2003

ーマにして、2007 年から乳房専用の PET

年に PET/CT 装置が国内に導入されたこ装置の研究を進めてきました。とから、全身を一度に検査できる PET/CT

そして、マンモグラフィと同じように、装置が普及しました。

乳房を挟んで PET 撮像する海外メーカの加えて、2005 年には、製薬メーカからPEM(Positron Emission Mammography)が薬剤として FDG の供給が始まったことか国内で稼働を始めたこと、2013 年 7 月にら、サイクロトロンを持たない病院でも乳房専用 PET 装置による撮像に対して保PET/CT 検査が可能になり、PET/CT 装置の険適用(4,000 点)されたこと（同日に全導入が飛躍的に進みました。これにより、

身 PET 検査を受診しているという条件付がんを早期に発見できるモダリティとしき）をきっかけに、当社が研究用と位置て PET/CT の地位が確立されたわけです。

付けていた乳房専用 PET 装置のデザイン

また、近年では治療技術の進歩により、を変更し、またアプリケーションを追加

がんによる死亡率は抑えられてきていまして、2014 年 9 月に市販モデルとして乳す。その中で、PET 検査は単にがんの早房専用 PET 装置 Elmammo[エルマンモ](図期発見ばかりでなく、再発・転移の鑑別1)の販売を始めました。にも有用性が示されており、がんによる36

TOPICS病院が臨床評価を行い、乳房専用 PET 装置の臨床研究を進めてきました。
このプロトタイプ機を用いた臨床評価によって、乳房専用 PET 装置に必要な性能が明らかになりました。
それらは以下の 4 点にまとめられます。
1) 検査時に痛みがなく、ポジショニン
図 1 Elmammo 外観

グが容易であること
2) 短時間で検査ができること

２．開発の経緯

3) 高精細な画像が得られること

乳がんの診断には、既に多くのモダリ

4) 定量性にすぐれていること

ティが利用されています。乳がんの標準

そして、これらの要求性能を実現でき的な検査であるマンモグラフィは、高精る新しい実用装置の開発を行い、乳房専細な画像が得られる反面、乳房を強く挟用 PET 装置 Elmammo が誕生しました。

むことによる苦痛を伴うために、敬遠さ

Elmammo はリング型乳房専用 PET 装置れがちであり、また若年層に見られる高であり、対向型乳房専用 PET 装置である濃度乳腺にはその有効性が限定されていPEM とはその撮像方法が異なる新しいモるともいわれています。

ダリティであることから、PEM と区別しまた、全身を一度で撮像可能な全身て、我々はマンモ PET(Mammo-PET)と呼ん

FDG-PET/CT 検査では、初期の胃がんを除でいます。

いて悪性腫瘍全般に保険適用されており、最もポピュラーながん診断装置となって３．Elmammo の特長います。しかし、全身用 PET/CT 装置の性1) 痛みのない乳房検査を実現能の制約により 1 cm 未満の腫瘍を検出す

Elmammo は図 1 に示す寝台の他には、ることは難しく、さらに仰臥位撮像によ収集・処理コンソールだけのシンプルなる乳房変形や呼吸性体動の影響を強く受構成になっています。マンモグラフィとけるため、乳がんの検出能は低いといわ同じように乳房を挟んで撮像する PEM にれています。

対して、Elmammo は検出器リング径を乳そこで、当社は 1cm 未満の乳がん検出房用に小さくし、この検出器ホールに乳を目標として、乳房専用 PET 装置の開発房を入れる構造をとっています。

を行うために、NEDO(国立研究開発法人

寝台には、検出器ホール(185mmφ)がひ新エネルギー・産業技術総合開発機構)

とつだけ開いており、このホールに乳房助成事業プロジェクト「悪性腫瘍等治療を片方ずつ入れて検査を行います。

支援分子イメージング機器の開発(平成

ホール内には、検出器が円周上に乳房18 年度～21 年度)」の臨床研究に参画し、を取り囲むように配置されており、検出当社が装置開発を、京都大学医学部附属器内全視野(深さ 156.5mm)において 3 次37

TOPICS

元断層像を得ることができます。

者に対して乳房位置の修正を指示するこElmammo で得られる画像は、全身 PETともできます。

画像と同じ体軸横断断層像(transaxial)

これらよって、技師が被検者と接触すです。この断面から各種断面を再構成しる時間を短くできることから、技師の被て出力することも可能です。

ばくも低減できます。

このように、ホールに乳房を入れるだ

一方、撮像時間の短縮には、ガンマ線けで検査できる Elmammo は、マンモグラに対する検出感度を上げることが必要にフィのような強い乳房圧迫を必要としななります。

いことから、痛みを伴う腫瘤をもった被そこで、Elmammo では検出器を乳房に検者や、外科手術後の被検者でも、痛みできるだけ近接させ、検出器径を 195 mmのない検査を可能にします。また、被検φまで小さくしました (図 2) 。

者自身が乳房をホール内に下垂させて検乳房専用 PET 検査では、全身 PET/CT査体位をとり、位置決めできることから、検査と同日に検査を行う場合に限り保険

乳房形状の再現性が良く、術後の再発診適用が認められることから、体内の放射断において、術前に撮像されたデータと能が低くなってからでも S/N の高い画像比較読影するのにも有用であると思われが得られる必要があります。

ます。

そのため、Elmammo では発光量が多く、さらに、乳房を下垂させた体位で撮像

光電吸収確率が高く、エネルギー分解能できることや 3 次元断層画像が得られるに優れたシンチレータを採用しました。

ことは、同じ体位で撮像できる乳房 MRI

これらの工夫により、片側の乳房で 5との画像比較を容易にし、診断能向上に～10 分間の短時間撮像を実現しました。

も寄与します。
2) 短時間検査が可能
汎用機である全身用 PET/CT 装置と比較すると、専用機は短時間で検査できる利点があります。
検査時間の短縮には、被検者の位置決めと撮像時間を短縮することが必要です。
Elmammo では被検者自身が検査体位をとることにより、診療放射線技師による乳房の位置決めが容易になり、位置決め時間を短縮できます。
図 2 検出器の配列

さらに、乳房の位置をできるだけ視野

3) 高解像度の画像を提供中心に配置できるよう、0 度方向及び 90度方向の投影画像を操作コンソールからPET 装置で高解像度画像を得るためにモニタする機能があり、操作室から被検は、空間分解能を上げる、すなわちシン38

TOPICS

チレータ開口幅を小さくすることが必要

未満の微細な FDG 分布の描出は難しいとになります。

いわれます。

しかし、シンチレータの開口幅を小さこれに対して Elmammo では、肩や胸骨くすることは、システム感度を低下させを寝台に押し当てた伏臥位で撮像するたる原因となります。

め、呼吸による体動の影響を受けにくく、そこで Elmammo では、空間分解能とシ自由呼吸下であってもボケのない鮮明なステム感度のシミュレーション結果に基画像が得られます。

づいて、最適な開口幅 1.44mm×1.44mm

図 4 は Elmammo における一般的な検査のシンチレータを採用しました。図 3 は、体位です。

Elmammo に搭載した検出器の外観です。

図 4 Elmammo による検査体位
腕は体側に揃え、胸壁を強めに検査ホールに押し当てる姿勢をとります。
このように解像度を高める工夫をしても、検出器を被写体に近接させると、シンチレータに斜入するガンマ線の割合が
図 3 検出器の外観増えることになり、断層面内の場所によ

その結果、空間分解能 1.5mmFWHM 以下って解像度が異なるばかりでなく、画像の高解像度 PET 画像を得ることができ、に歪みが生じたり、定量値を過小評価し全身用 PET/CT 装置では検出が難しいとたり、という問題が起こります。

思われる微細な FDG 分布の描出を可能にこういった問題は、従来から利用されしました。ている検出器が、シンチレータの深さ(長しかし、高解像度な画像が得られたとさ)方向における位置弁別ができないこ

しても、検査中の体動によって、画像にとに原因があります。
深さ方向に位置弁別ができないと、視ボケを生じる可能性があります。
全身用 PET/CT 装置では、シンチレータ

野中心と斜入の多い視野端では解像度にサイズが大きいといった装置の制約のみ違いを生じ、中心から視野に向かうほどならず、仰臥位による自然呼吸下で撮像解像度が劣化していきます。

が行われるため、体動による影響を大き

そこで Elmammo では、臨床用 PET 装置く受けることになります。そのため、1cmとしては世界で初めて、シンチレータの39

TOPICS

深さ方向におけるガンマ線の位置弁別を(C)は、視野内における点線源の SUV 値と可能にする DOI 検出器（DOI：Depth Of

解像度の関係を示します。塗りつぶし円Interaction）を搭載することで、この問が点線源の形を表し、その濃淡が視野中題を解決しました。

心の点線源を 100 とした時の、各位置お図 5 には、従来型検出器と DOI 検出器

ける SUV 値の相対値を表します。色が薄の性能比較を示します。

くなるほど SUV 値が低下していることを示しています。
このように、PET 装置の高感度化に加え、DOI 検出器を搭載することによって、視野内で均一な解像度をもった画像が得られるようになり、“高解像度にもかかわらず高感度である”といった、相反する課題を克服することができました。
4) 高い定量性を確保
前述のように、Elmammo では高解像度の 3 次元断層画像を得ることができます。
これによって、全身用 PET/CT 装置と比図 5 従来型と DOI 型の性能比較

較して、部分容積効果を小さくすること

図の上段は従来型、下段は DOI 型検出ができ、装置のもつ定量性を向上するこ器の性能を示します。とができました。

(A)は、入射ガンマ線とそれを受けるシ

また、長年培った PET 装置の開発で蓄ンチレータの位置関係を表します。従来積してきた技術を応用し、乳房専用 PET型の検出器では、ガンマ線を受け止めた装置に適した画像再構成、吸収補正及びシンチレータの位置が異なっていても全散乱補正の技術 2)も搭載しました。て同じ情報と認識しますが、DOI 検出器

これらの補正技術により、再構成画像ではそれぞれ異なる位置であると認識すを SUV 画像で取得することができます。

ることができます。

SUV 画像は、術後の再発・転移の指標と(B)は、視野端において点線源を撮像したして利用できるため、Elmammo の臨床応ときの、再構成画像を表します。

用に期待が寄せられています。

視野中心においては、従来型の検出器

SUV 画像が取得できない PET 装置では、を用いても再構成画像は点に収束します。 異常集積部位と健常部位の比(T/N 比)に
ところが、視野端に行くほどその点はより、異常集積部位を評価する必要があ徐々に歪み、SUV 値も低下していきます。

ります。T/N 比で評価を行う場合は、例

Elmammo は独自の 4 層 DOI 検出器を搭

えば手術の前後など経時的な変化に対し載しており、視野中心及び視野端においては、その数値精度を上げることが難しても画像に差がなく、点に収束します。

くなります。特に乳房 PET 画像では、比40

TOPICS較対象となる乳房の撮像位置の再現性及び参照となる健常部位設定の再現性が問題となります。
Elmammo では、このようなことを考慮しなくても、定量性が確保された SUV 断
層画像が得られるので、撮像後の画像にROI を置くだけで、SUV 値が得られ、定量評価ができます。
４．Elmammo の性能概要と臨床画像
図 6 には、全身用 PET/CT 装置で撮像した後、Elmammo で続けて撮像した臨床データを示します。
1 枚目は、乳がんの被検者を全身用PET/CT 装置で撮像した画像を示します。
左上から CT 画像、PET 画像、左下が Fusion
画像と PET-MIP 画像です。乳がんのサイズが小さい場合は、SUV 値が大きいと描

図6

Elmammo と全身用 PET/CT 装置出され、小さいと描出が難しくなります。

による乳がんの臨床データ比較

2 枚目は、マンモグラフィと Elmammo(データご提供：社会医療法人厚生会木沢

画像の頭尾方向の画像を示します。

記念病院 放射線科 西堀弘記先生、放射Elmammo は 4mm/slice 表示です。マンモ線技術部 小川大輔先生、大竹知代先生)

グラフィと比較して、小さな腫瘤を 3 次元的に描出できていることが分かります。 ５．まとめ
3 枚目は、Elmammo の MIP 画像を示しま乳房専用 PET 装置は、乳がんに対するす。乳頭を上にした画像ですが、乳房が新しい診断モダリティとして、その有用十分視野内に入っており、深さ方向に渡性に高い期待が寄せられています。って乳がんの詳細な構造が確認できます。

マンモグラフィによる検診の有効性とその後の治療方針は見直され始めており、これを補完する目的で超音波検査に期待が寄せられていますが、その再現性の低さが課題となっています。
乳がんの死亡率抑制には、乳がん検診が重要であることは間違いありませんが、マンモグラフィ検診では、高濃度乳腺対策と遺伝的ハイリスク群に対する検診の41

TOPICS実施が課題となっています。

６．謝辞
本稿で使用した臨床データは、社会医

また MRI 検査は検査時間が長い、偽陽性が多い、とった課題があります。擬陽療法人厚生会

木沢記念病院 放射線科性が多いという課題については、撮像体のご厚意により提供いただきました。

位が同じである Elmammo との併用により、ここに深く感謝の意を表します。

これを改善できる可能性があります。
今後、Elmammo による臨床経験が積み※参考文献

重ねられ、解析が進むことにより、乳房

1） Ichizawa N et al: Long-term results

専用 PET 装置のさらなる臨床価値が見いof T1a, T1b and T1c Invasive breast

だされて、課題解決に貢献することを期

carcinomas in Japanese women:

待します。

validation of the UICC T1 subgroup

当社として、乳がんによる死亡率減少

classification.の一助となるよう、今後も研究・開発を

Jpn J Clin Oncol 32(3): 108-109, 2002

通して協力を惜しまない所存です。

2） 大谷篤ほか:乳房用 PET 装置 Elmammoの開発. 島津評論, 第 70 巻 第 1・2 号,
49-55, 201342