腫瘍核医学技術の新しい展開（福喜多・他）

第57回総会学術大会シンポジウム II
II991

会期：平成13年 4 月 7 日
会場：神戸国際会議場

腫瘍核医学技術の新しい展開
座長

座長集約

福喜多博義

国立がんセンター東病院放射線部

市原裕紀

1．全身SPECT の有用性と問題点

千葉県がんセンター核医学診療部

2．ハイブリッドPETの有用性と問題点

大阪大学医学部附属病院放射線部

3．核医学イメージング機器の進歩と定量性

放射線医学総合研究所医学物理部

藤埜浩一
村山秀雄
横山邦彦

4．癌診断から治療へ

金沢大学医学部附属病院核医学診療科

座長集約
座長 福喜多博義
国立がんセンター東病院放射線部

近年，CT，MRIなどの画像診断技術は目まぐるし予定であり，また，イメージング装置も従来のガンマ

く変革されようとしている．そのなかで核医学画像診

カメラにcoincidence回路を組み込むことによりPET検

断も全身SPECTの普及，ハイブリッドPETの開発，査が可能となってきた．このハイブリッドPET装置がFDG-PETへの期待の高まり，また新薬の開発による性能で専用PET装置にどこまで迫ることができるの癌の診断から治療へと腫瘍核医学への注目がますますか，また今後この装置が普及するのかを藤埜浩一（大高まっている．そこで，21世紀への展望として「腫瘍

阪大学医学部附属病院）
が報告した．現在，画質では核医学技術」
が今後どのように展開していくかを予測

かなり良い画像を提供しているが，専用PET装置と比するため，本シンポジウムを開催することとなった．

較して感度が低いため，それを改善するため 3D収集

腫瘍シンチは全身への腫瘍の広がりを陽性像としてにFORE（Fourier rebining）の再構成法を取り入れてい

簡単に検索できるため，核医学のなかでも主要な検査

る．しかし低コントラスト領域においては検出能で60法である．その撮像方法は全身像やスポット像から，％の低下があり問題点も指摘した．

それらを組み合わせた全身SPECT（いわゆるmarged

核医学イメージング装置として現在広く使用されてSPECT）
が容易に行えるようになった．現在わが国でいるガンマカメラは，1952年以来その基本原理は変わ最も早くからこの方法に取り組み臨床に役立てているっていないものの，ハードやソフトの改良によりその市原裕紀（千葉県がんセンター）がその有用性と問題点

性能は当時と比較して格段に良くなっている．また最について報告した．従来のプレナ像と全身SPECTとで近では半導体検出器が注目を浴びるようになっていその描出能について比較したところ，23例中17例でプる．一方PET装置においても同様に基本原理は変わら

レナ像59.8％であるのに対して全身SPECT像で89.3％

ないものの，その性能はここ数年で格段に向上していと優れていた．また子宮癌の肝転移がプレナ像で検出る．また最近では新世代のPET装置の開発も進んでいされる 4ヶ月前から全身SPECT像で検出し得た症例報

る．これらの装置が現状でどこまで分解能を高めて，告があった．しかし問題点として，MIP像の濃度階調

且つ定量性を高めることができるかが課題となる．核表示に注意しないと見落とすことがあると指摘した．

医学装置やソフトの研究開発に携わっている村山秀雄

最後に，全国のアイソトープ利用統計でSPECT検査の（放射線医学総合研究所）
は機器の進歩と定量性につい施行率が 5.5％であり，今後検出能の優れたSPECT検て報告した．現在PET装置の分解能は 2〜3mmの性能

査をもっと取り入れるべきであると言及した．

を持ち，また検出器としてBGOからより検出効率の18

腫瘍核医学で今後期待される検査として F-FDG-

高いGSOやLSOが使われようとしている．そして感度

PET（positron emission computed tomography）
検査がを 0.1kcps/kBq/mlから100倍の10kcps/kBq/mlに高める

注目され，その有用性については多くの報告がある．

ため努力している．今後定量性を高めるため，X線CT

しかし，現在全国40施設で行なわれているに過ぎなを用いた吸収補正が行われるようになるであろう．次18

い．ところが，2002年ごろには F-FDGが市販される
2002 年 8 月

世代PETとして，高性能PET装置と汎用性のPET装置

日本放射線技術学会雑誌

992の二極化が進み，PET装置の使い分けが行われるので療があるが，現状では健保収載でないため自由に使用はないだろうか．

できないといった法的な問題も指摘した．89Srやモノ

いまEBMすなわち根拠ある診断治療が求められてクローナル抗体を用いた放射線内用療法はcross fire

いるときに，核医学検査の，癌の性質を画像化できる

effectといったほかにない特長を持っているため今後という特徴は，容易に診断から治療に移行できその目も発展していくものと思われると結んだ．

的が十分に発揮できると思われる．この分野でわが国

核医学分野のなかでも67Ga-citrateや201TlClを用いたの第一人者である横山邦彦（金沢大学医学部）
は，核医

腫瘍核医学は古くから行われているが，脳や心臓の分学における癌診断から治療への可能性について報告し野にみられる新しい薬剤の開発による進歩からする

た．切り口としてFAQ（よくある質問）から数テーマをと，随分遅れをとっていた．しかし最近の全身SPECT挙げ報告した．核医学で最も代表的なものとしてや18F-FDG-PETの普及により，今後の腫瘍核医学に新Na131Iによる甲状腺治療があるが，ヨード制限食とししい展開が期待できるようになってきた．また，本来

て魚の
「たら」
を摂取することによりuptakeが下がるこの核医学の特徴である診断から治療に結びつく医療とや，若い女性に対するヨード治療の適応について話が，新しい放射性薬剤の開発により間近に迫っている

131

された．そのほか褐色細胞腫に対する I-MIBGの治ことを予感させるシンポジウムであった．

1．全身SPECT の有用性と問題点
市原裕紀
千葉県がんセンター核医学診療部

緒

言定し，一つの全身SPECT画像を構成するためである．
67

腫瘍核医学検査に古くから施行されている Ga腫瘍

鼠径部までなら 3 回，全身なら 5 回程度のSPECTをシンチグラムにおいては，周辺機器の発達に伴う収集行いつなぎ合わせている．撮像範囲は最大で 6 回

ソフトの開発により，従来の局所的なSPECTのみなら（2,064mm）まで可能であるが，著者らの施設では，まず全身をカバーできるSPECTが行えるようになった．

ず全身プラナ像を撮像し，下肢に疑いが認められる症

勿論，ほかの核医学検査においても同様の全身SPECT

例以外は，撮像時間短縮のため頭頂部から鼠径部までが行える．そこで著者らの施設では’98年 9 月より全

3 回の全身SPECTを行っている．

67

身SPECTを開始し， Ga腫瘍シンチグラムに関してはtriple energy window（TEW）
散乱補正法1〜3）を用い，ルーチンとして年間400件程度を行っている．その経験
67

1-3

撮像処理条件

著者らの施設では，クエン酸ガリウム注射液に基づき， Ga腫瘍シンチグラムにおける全身SPECT

111MBqを投与 3 日後に撮像している．当施設での全の有用性や問題点，撮像技術に関して報告する．

身SPECT撮像条件のデフォルトとして，自動近接撮像を用いた反復連続（リターン）
モードにて，収集マトリ

1．方
1-1

法

クス128×128，ステップアングル 6 度，ローテーショ

使用機器

ン180度，収集時間は，1 ローテーションあたり 2 分

東芝社製 2 検出器ガンマカメラ装置…GCA7200A/UI

30秒，反復回数 6 回で撮像している．よって，鼠径部まで 3 回のSPECTで撮像時間は45分となるが，実際

1-2

概要

は装置の移動なども含め50分程度を要する．従来の検まず，頭部側より通常のSPECTを行い，撮像終了後

査では，全身プラナ・スポットSPECTの各収集で 1 時に検出器が下肢側へ有効視野範囲分移動し（東芝社製

間近くの検査時間を要していたが，全身SPECTは同様

3 検出器ガンマカメラGCA9300では寝台が移動4）），再な時間，もしくはそれ以下の短時間で行える．

度 SPECTを 行 う 行 程 を 任 意 数 繰 り 返 す ． 通 常 の撮像には，汎用の低エネルギーコリメータ（low en-SPECT操作を順次隙間なく移動させて全身各部位の撮

ergy general purpose=LEGP）を使用し，93keVと

5，6）

は通常の

185keVの 2 ピークのみを，メインウインドウ20％，

SPECTと同等である．しかし，1 回あたりのSPECT有サブウインドウ 7％の収集ウインドウ幅で計測する

効視野範囲は縦径344mmであり，本装置で撮像する

TEW散乱補正を付加しているが，LEGPコリメータで通常のSPECT有効視野範囲である縦径400mmと比較の67Gaエネルギースペクトルを見ると，高エネルギー

すると若干狭い範囲となる．これは狭めた範囲である

側の散乱線が増加し7），エネルギーピークがずれる可

56mmで双方のSPECTデータを重ね合わせて位置を同能性がある．しかし，線源−コリメータ間内距離が大像を行うので，原理や撮像時の注意事項

第 58 卷

第8号

腫瘍核医学技術の新しい展開（福喜多・他）

993

Fig. 1 全身プラナ画像と全身SPECT MIP画像の比較（1）
プラナイメージ→で示す疑わしい集積が，全身SPECT MIP画像→で示すよ
うに明瞭に描出されている．

であるほど散乱線は減少するので，LEGPコリメータ
67

ナ画像と全身SPECT MIP画像による病巣の描出率のを用いる Gaエネルギー設定時には，線源コリメータ

比較検討を行った．結果は，全身プラナ画像では描出間の距離を 3m近く離している．収集後のTEW散乱補率59.8％，全身SPECT MIP画像では89.3％であり，明正時の前処理フィルタには93keVと185keVともに，メ

らかな描出率の向上が確認された13）．しかし，SPECT

インウインドウには施行せず，サブウインドウのみに撮像法の原理5）から言ってもプラナ画像に比べSPECT

Butterworth order8-cut off 0.07cycles/pixel（0.16cycles/

画像の描出能の方が優れている6，14）のは当然である．

cm）を施行している8）．

優れた描出能のSPECT検査を全身に対して行うことに全身SPECTでは，一範囲あたりの収集時間が通常のより，さらなる描出率向上に寄与することができる．

SPECTよりも短時間であり収集カウントの減少をきた

一例としてFig. 2に，全身プラナ画像では胸鎖関節付す．また，全身を撮像するため，注射漏れなどの高集

近に疑わしい集積が確認できるだけの症例を示す．全積部位も撮像視野内からは除外できない．そこで，こ身SPECTを施行する事により上腹部にも集積が認めら

9）

れらより発生するアーチファクト を改善させる画像

れ，全身SPECTの適応には原発不明の転移癌，腫瘍マ

再構成アルゴリズムとして，ordered-subset expecta-

ーカの上昇，悪性リンパ腫のステージングなど広範囲

10〜12）

tion maximization（OS-EM）
法

を用い，iteration回

な検索が必要な症例に有用である．

数 3，subset数10の設定で再構成を行っている．前処理フィルタには，Butterworth order8-cut off 0.13cycles/

3．全身SPECTの問題点

pixel（0.30cycles/cm）
を，再構成フィルタにはrampフ

3-1

ィルタを用いている．

TEW散乱補正法

TEW法にて散乱成分を除去しコントラストのよい

次にOS-EM再構成されたaxial画像を用い，異常集画像が得られる反面，減算処理により，従来画像に比積部位をより強調させるためのmaximum intensity

べ収集カウントが30％近く減少し15），それによる統計

projection（MIP）
処理を，深さ方向の確認のために，5ノイズの増加が懸念される．この問題は，OS-EM画

度間隔で処理している．

像再構成により画質改善されるが，患者の臨床状態に著者らの施設では，以上の撮像処理過程で全身SPECT

より更なる短時間収集が余儀なくされる場合や，患者画像を作成し読影をしているが，必要に応じてMIP画像の体型などにより統計ノイズが多くなると予想されるをモニタ上でシネ回転し動画読影も行っている．

場合には，TEW法を施す事で逆にデメリットを生ずる可能性があり，通常の中エネルギーコリメータによ2．全身SPECTの有用性

る 3 ピーク収集の選択も考慮する必要がある．いずれ

Fig. 1に示すように，プラナ画像において異常集積にせよ，カウントの減少による統計ノイズの増加は診が認められない症例や，異常が疑われる淡い集積のあ

断精度へ影響するので，OS-EM画像処理条件を含る症例が，全身SPECTを撮像しMIP処理を施すことにめ，今後の検討課題である．

より明瞭に描出される．そこで，全身SPECTの有用性について，23例の悪性リンパ腫症例により，全身プラ2002 年 8 月

日本放射線技術学会雑誌

994

Fig. 2 全身プラナ画像と全身SPECT MIP画像の比較（2）
プラナイメージで確認できない遠隔部位にある集積が全身SPECTを施行する
ことにより発見できた症例．

Fig. 3 陽性像
（左）
と偽陽性像
（右）
の比較
左画像では，肝臓内病巣が描出されている反面，右画像では，斑点状（特に肝臓内）の偽陽性像が発生している．

3-2

MIP
（最大値投影）法

再構成画像から逆に投影画像を作成するときに投影線上の最大値をピクセル値とする方法であるが，これ性がある（Fig. 3右）
．これは，TEW散乱補正の減算処
理に伴う統計ノイズの増大や，吸収による減弱がMIP
処理により強調されたものと考えられる．

により同一投影線上のより強い集積部位が強調され，淡い集積や深部領域，肝臓などの生理的集積内の病巣

3-3

OS-EM画像再構成処理時間

描出能が向上する（Fig. 3左）．さらに複数の角度から

本装置での全身SPECT画像再構成には，1 SPECTあのMIP画像を作成し動画読影を行えば，立体的な情報たり93スライス数があり，それが 3 回のSPECTで279が得られ集積部位の解剖学位置の確認が容易に行え

スライス，5 回のSPECTでは465スライスと，膨大なる．しかし，MIP画像の欠点として，陰影欠損となる再構成スライス数となる．さらに再構成アルゴリズム

病巣の検出や集積部位の深さ方向の確認が困難であに時間を要するOS-EM法を用いている．たとえば，り，前者に関してはaxialやcoronalなどの画像を確認

本ワークステーション（UI）
で 3 回のSPECT再構成をし，後者に関しては，複数の角度からのMIP画像を作

OS-EM法で行うと，TEW散乱補正処理に約 2 分，OS-成する必要がある．また，MIP処理により，病変のなEM再構成（279スライス）に約14分，MIP画像作成（5

い所への斑点状の集積がしばしば発生する．この現象

度ずつ72フレーム× 3 SPECT）に約 9 分を必要とする．

は肝臓辺縁で顕著に見られ，診断に支障をきたす可能

MIP画像作成角度を大きくとれば作成フレーム数が減
第 58 卷

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腫瘍核医学技術の新しい展開（福喜多・他）

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少し時間はやや短縮できるが，アーチファクトの発生善させるには，高集積部位のボリュームをカットし階を軽減するOS-EM法での再構成は全身SPECTに必要

調補正を行う．これにより，高集積部位に集中してい不可欠であるので，25分程度の再構成時間は避けられた濃度階調が改善され他の集積部位の濃度階調が回復ない．しかし，OS-EM法のパラメータであるiteration

するが，定量性はなくなる．

回数が計算時間にかかわるので，画像の「見た目」に差を感じないようであれば，iteration回数を少なく設定するのが再構成時間短縮に有効である．

3-5

つなぎ目の画像のずれ

患者の体動や薬剤の洗い出しなどにより，全身他に再構成時にスライス数を重ね合わせることによ

SPECT画像のつなぎ目にずれが生じ，つなぎ目境界付

り計算数を少なくする事も可能だが，これはMIP画像

近にある集積の確認が困難になる場合がある．よっに大きく影響する．重ね合わせて作られた少枚数再構て，患者への静止協力や，洗い出しの顕著な薬剤には成画像というのは，MIP計算データ数の減少を意味

注射後しばらく時間をおいてからの撮像開始など配慮

し，3 回のSPECTで279スライスの再構成が，2 枚重する必要がある．

ねにより138スライスになると，再構成時間は短縮されるがMIP画像作成時における計算データ数は半分と4．結語なる．しかし，この計算データ数の減少によりMIP画

全身SPECTは既存の全身プラナ像とは違い，RIの像は劣化するので，時間を要するが 1 スライスごとに全身分布状態が断層像として確認できる．OS-EM法

再構成を行う必要がある．コンピュータの処理能力のでの再構成により，高集積部位や短時間収集に伴うア向上に伴い，いずれはOS-EM法による再構成時間はーチファクトが軽減でき，かつMIP処理やTEW法でのストレスを感じさせない程度に短縮されるであろう

散乱補正により作成した画像では，集積部位を強調さが，現状では20〜30分前後の再構成時間を要する．

せるので，動画観察を行えば解剖学的位置の同定や描出能の向上が期待できる．このように工夫次第で，短

3-4

濃度階調

時間収集で今以上の情報が得られ，既存の薬剤や装置

全身SPECTでは全身を一つの画像として表示するたを使用した全く新しい核医学画像が提供できる．現在

め，肝臓や腸管，病巣など極端に強い集積が存在するでは，従来のプラナ収集を併用しての撮像だが，今と，高集積部位に濃度階調が集中し他の集積部位が数後，全身SPECT収集のみでの検査を目標にさらなる検階調分だけの濃度表示となってしまう．この現象を改討を重ねていきたい．

参考文献
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メータとTriple Energy Window（TEW）法を用いた散乱線除2002 年 8 月

ポジウム
（1）
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11）尾川浩一：OS-EMによる画像再構成．放医物理，19（3），
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12）丸繁勘，柳沢正道：ホットスポットファントムを用いた

OSEM再構成画像の基礎的検討―iteration回数およびsubset
数の評価―．日放技学誌，57，1223-1239，2000
13）戸川貴史，油井信春，木下富士美，他：悪性リンパ腫における全身Ga-67 SPECTの評価．核医学，37，516，2000
14）戸川貴史：腫瘍のSPECT診断．日放技学誌，52（7），837842，1996
15）Kinoshita F, Yanagisawa M, Yui N, et al.: Attempt to Improve the Quality of 67Ga Planar Images by Applying the TEW
Method Using Low-Energy Collimators─A Preliminary
Study. TOSHIBA Medical Review, 60, 30-36

日本放射線技術学会雑誌

996

2．ハイブリッドPETの有用性と問題点
藤埜浩一
大阪大学医学部附属病院放射線部

はじめにれに伴う腫瘍核医学の診断能の向上は大いに期待され

腫瘍核医学診断において，ブドウ糖代謝製剤
（18F-

る．

18

FDG：フルオロディオキシグルコース：以下 F-FDG
製剤と略す）
が現在最も優れた薬剤であることは，だ

1．hybrid PETの構造と特徴

れもが認める事実である．それは最近の米国核医学会

hybrid PETは，Fig. 1に示すようにslit collimatorを

における18F-FDG製剤の演題数の急激な伸びからも窺使用した 2 dimensional type（以下 2D typeと略す）とい知ることができる．また，開発からすでに20年以上

scatter shieldを使用した 3 dimensional type
（以下3D

18

も経た薬剤である F-FDG製剤が，最近再び注目されtypeと略す）の大きく二つがある．2D typeはtrans axial

るようになったのは，将来の腫瘍核医学診断におけるeventsのみを利用して収集し，また通常は線のenergy

18

peak が511keVのwindowだけを利用する．そのために

F-FDG製剤の必要性が十分証明されたからである．
18

今後，増加が見込まれる F-FDG製剤による検査需要

感度が低く，収集条件によっては統計noiseの影響をを前にして施設に限りのあるPET専用機だけに留まら強く受けることになる．その反面，視野内からの散乱ず，現在汎用性に優れたhybrid PETの動向が注目され線の影響を低く抑えることができる．これに対してている．近年そのhybrid PETの性能が飛躍的に向上し

3D typeはZ軸方向（体軸方向）のeventsも利用する．さてきており，腫瘍診断を行う手段として大いに期待さらに511keVをpeakに持つenergy windowの同時計測にれている．

加え，511keVとcompton散乱領域である310keV付近
99m

201

Tcや Tlといったsingle photonのに設けたenergy windowとも同時計測することで感度

radio isotope（RI）
核種を用いたgamma cameraとしてのを 2D typeの約 5 倍程度まで上げることができるが，収集と，同時計測回路を使用したpositron核種の収集同時に視野内からの散乱線の影響を大きく受ける特徴が可能な装置である．hybrid PETが汎用型であるといがある．hybrid PETの検出能を考える際，PET専用機っても，positron核種の収集における空間分解能の良との相違点を整理することで（Table. 1），現在のhybrid

さは，PET専用装置とほぼ同等levelにまで向上してき

PETがかかえる問題点が見えてくる．その一つは検出ている．この性能の良さと汎用性の高さが優れたcost

器の形状がring検出器のPETに対して，hybrid PETはhybrid PETは，

18

performanceを生み出している．そのため近い将来 F-

2 検出器型である．もう一つはhybrid PETの線吸収

FDG製剤のdeliveryが可能になれば，hybrid PETがよ率（511keV）
がBGOの約1/3の NaI（Tl）crystalを使用しり一層全国的に普及することが予想される．また，そていることである．しかもクリスタル厚がPET専用機の約半分である．そのためPET専用機に比べ感度は低く，腫瘍検出能を低下させる要因になっている．さらに通常PET専用機では吸収補正が行われているが，hybrid PETでは法律上今まで行うことができなかった点も検出能に大きく影響している．

Table 1 PETとの相違点･･･問題点?
島津社製PET（SET-2400W）とADAC
社製hybrid PET（Vertex Plus MCD）
の比較．
PET

hybrid PET

ring型

2 HEAD型

2. crystalの種類

BGO

NaI（T1）厚み30mm

15.9mm+−1. 検出器の形状

Fig.1

hybrid PETの構造
左は 2 dimensional type，右に 2 dimensional
typeのhybrid PETの構造を示す．

3. 吸収補正第 58 卷

第8号

腫瘍核医学技術の新しい展開（福喜多・他）

Fig.2

997

hybrid PETの分解能と擬似腫瘍のcontrast
上段がPET，下段がhybrid PETの分解能と対B.G.比5対1での擬似腫瘍phantomを示す．収集時間はPETが10分，hybrid PETは
2D type，3D typeともに30分．

2．従来のhybrid PETにおける腫瘍検出能3．hybrid PETの有用性と問題点

Fig. 2に，これまでのhybrid PETの分解能とcontrast

hybrid PETの有用性と問題点をFig. 4にまとめた．

を示す．臨床使用時のprotocolを考慮すると，基本的有用性としては装置としての汎用性が最大の利点であにring検出器のPET専用機は10分間，2 検出器のhybrid

る．またそれに伴うcost performanceの良さである．

PETは30分間の収集時間が妥当と考える．分解能

問題点は，やはりPET専用機に比べて特に 2D typeで

phantomによるtestでは，比較的に比放射能が高く，まは検出感度が低く，low contrast部分での検出能の低下

た高contrast画像であるためにPET専用機とほとんどが著しい点である．また 3D typeでは散乱線，吸収補変わりない高い検出能を示している．line sourceによ正が検出能に与える影響は無視できない．このようなるfull width at half maximum（FWHM）を求めると，

有用性と問題点をかかえるhybrid PETを有効に利用しPET専用機が 4mm以下であるのに対して，hybrid PETていくには，今後hybrid PETを「どのように使っていは 5mm以下とPET専用機に迫る性能を有している．

くのか？」．もしくはhybrid PETに「何を期待するの

しかし，PETで臨床上よく経験する対B.G.濃度比 5 対か？」をこの機会に考え直す必要があるように思え

1 の腫瘍を想定した場合，hybrid PETでは腫瘍径16mm

る．Fig. 5に示すように，あくまでPET専用機と同程までしか検出できず，PET専用機が10mmまで検出で度の局所再発，リンパ節転移の診断，病期診断を目的きているのと比べ検出能が劣る．hybrid PET間の 2Dとした，高い検出能をhybrid PETに期待するのか，そtypeと 3D typeでは検出能に特に差は見当たらない．

れともこれまでの骨シンチ，腫瘍シンチに加え，検出

次にwhole bodyを対象に収集protocolを考えた場合，能よりは糖代謝の情報を得ることを最大の利点として

hybrid PET がPET専用機に比べ体軸方向に大きい視野期待するのかである．しかし，後者のように検出能をを持つといっても，検出器の感度補正上必要とされる犠牲にしたとしても，通常前面像，後面像による有効視野の重なりを考慮すると，3 stepの収集が必要

whole body収集を行っている67Gaや201 Tlと比べて，となる．whole bodyに必要な検査時間を40分程度とす

hybrid PETはdataの収集をSPECT収集で行っているた

ると，1stepあたり約10分と限られる．この場合におめに大量の情報量を得ることができ，遥かに高分解能

ける対B.G濃度比の違いに伴う腫瘍検出能をFig. 3に示な画像を得ることができる．

す．B.G.濃度比が10倍とFDGの集積比が高い場合はhybrid PETにおいても，PET専用機とほぼ同等の検出

4．将来のhybrid PET検査protocolの概念能が確認できる．しかしB.G. 濃度比が 5 倍，2.5倍と今後，hybrid PET検査において，目的に見合った情

低くなるに従い，PET専用機との検出能に差が出てき報をより有効に得るためには，Fig. 6に示すように検ている．また，吸収補正を行うことで特にlow contrast

査protocolの概念が重要となってくる．たとえば，検の腫瘍における検出能の向上が見られ検出能の改善は査時間を30分と想定した場合，あくまで全身を対象と十分に期待できる．

する場合と局所を対象とした場合とでは当然 1 positionにかける収集時間を考慮することで，より検出能2002 年 8 月

日本放射線技術学会雑誌

998

Fig.3

Fig.5

PET & hybrid PET image
右に吸収補正なし，左に吸収補正ありの擬似腫瘍phantomを示
す．おのおの左からPET，2D hybrid PET，3D hybrid PET，
また上から対B.G.比が10，5，2.5である．

hybrid PETで期待すること

Fig.4

有用性と問題点

Fig.6

hybrid PETにおける検査protocolの概念を向上させることが可能となる．ここにhybrid PET装し，Fig.10に示すようにB.G. のSDを反映するS/N比で置の収集時間と腫瘍検出能の関係を示す（Fig. 7）
．収比較すると，腫瘍の検出能が収集時間を延ばすことで集時間が10分間と30分間の場合において，対B.G.濃度

明らかに改善されているのがわかる．改善率は感度が比 5 対 1 の擬似腫瘍径と検出能を比較すると，2D type低い 2D typeで特に顕著で52％（Fig. 10左），3D type

ではよりB.G.のnoiseが低減され，3D typeでは歪みがでも30％（Fig. 10右）の改善率があった．

少ない画像になっているのが確認できる．このことか
らいずれのtypeも収集時間を延ばすことで，腫瘍検出

5．3D Fourier rebinning法の原理能は格段に向上する．次に17mm径の擬似腫瘍におい最近になり3D typeのhybrid PETにおいて，画像再て，対B.G.濃度が変化した場合を示す（Fig. 8）
．収集

構成に3D Fourier rebinning法（以下 3D FORE法と略

時間が臨床条件の30分の場合と90分の場合とで比較すす）
が適用されるようになった1，2）．この方法の概略はると収集時間90分では特に低濃度部の検出能が向上

Fig. 11-14に示す．もともと3D typeのデータ収集は，

し，よりPET専用機に近い良好な画像を得ることがでリング数を仮にNとするとN2のsinogramsが存在し，こきた．また低放射能濃度であるB.G.濃度における分解

れを二次元の 2N-1 のsinogramsにrebinningした後に画能も向上しているのがわかる．これらの画像からも収像再構成を行っている（Fig. 11）
．このrebinningの方

集時間が画像の検出能に与える影響は非常に大きい．

法にこれまでは，single slice rebinning法（以下SSRB法

Fig. 9に収集時間とcontrastの関係を示す．graphからと略す）が使用されてきた3）．このSSRB法は，あるac-

2D type，3D typeのいずれも，B.G.に対する放射能濃

ceptance角を持つ傾斜を直接二次元のsinogramsに変換

度比とcontrastの直線性が非常によい結果が得られするために，acceptance角が大きくなるほど回転中心

た．しかし，収集時間を延ばすことによるcontrast改から離れた所で歪みが大きくなる欠点がある（Fig.

善率は，2D typeで 9％（Fig. 9左），3D typeで17％
（Fig.

12）
．3D FORE法はこの二次元のsinogramsにrebinning9右）と予想に反し，わずかな改善に留まった．しかする際に，傾斜sinogramsを 2D-FFT に変換する手法
第 58 卷

第8号

腫瘍核医学技術の新しい展開（福喜多・他）

Fig.7

収集protocolと腫瘍の検出能
上段がwhole body，下段が局所を対象とした場合の収集protocolにおける画像．

2002 年 8 月

Fig.8

999

収集時間による腫瘍検出能の相違
上段が30分間収集，下段が90分間収集での擬似腫瘍phantom画像．腫瘍径はすべて同径，放射能濃度のみ異なる．

Fig.9

収集時間とcontrastの関係
左に 2D type，右に 3D typeのcontrastを示す．破線が30分間収集時，実線が90分間収集時である．

Fig.10

収集時間とSNRの関係
左に 2D type，右に 3D typeのcontrastを示す．破線が30分間収集時，実線が90分間収集時である．

日本放射線技術学会雑誌

1000

Fig.11

Fourier rebinning（FORE）method

Fig.13周波数-距離関係 frequency-distance relation（FDR）
左が実空間の画像である．中心からの距離（d）が大きくなるとsinogramにおけるsine curveの振幅は大きくなる． 2D-FFTを行うとその振幅が傾き
（k）
に反映
される．

Fig.12

single slice rebinning（SSRB）method
大阪大学医学部保健学科の村瀬研也氏より引用

Fig.14

3D Fourier rebinning（FORE）method
大阪大学医学部保健学科の村瀬研也氏より引用を利用したものである4）．その基本原理は，Fig. 13には，Fig. 15からも実証できる．ここに示すのは，おの示す frequency-distance relation（以下FDR と略す）のおののrebinning法で行われたprojection DATAであ5）理論に基づく ．回転中心からある距離，離れた点

る．回転中心を含むtrans axial平面上にline sourceをは，sinograms上のsine curveで表され，これを 2D-FFT

4cm間隔で並べて収集したものである．上段のSSRB

するとFig. 13に示すようにある傾きを持った直線上に法において，projection 0°から90°方向の間で回転中心投影される．その傾きが，回転中心からの距離が離れから離れるに従いZ軸方向の歪みが大きくなる．しか6）るほど急になる特徴を持っている ．今，Fig. 14に示し，下段の 3D FORE法では，全く歪みが認められなすように，中心から離れた傾斜平面上のある点を考え

い．おのおのの方法における，再構成画像をFig. 16にた場合，この距離の情報は，傾斜sinograms上である示す．trans axial方向の画像に対する歪みの影響を傾きを持った線で表される．これに垂直平面を構築す

SSRB法と比較すると，分解能phantomにおいて，3Dる通常sinograms上の，中心からの距離に相当する傾

FORE法ではより鮮明に分解されている．さらに対きに投影させることで通常の二次元sinogramsに

B.G.濃度比 5 対 1 のphantomにおいては，特に低濃度

rebinningされる．この方法は，回転中心から離れるこ

部で歪みの影響が改善されている様子がよくわかる．

とによる歪みがなくなり，acceptance角も最大25°程度

これらの画像が示すように 3D FORE法ではSSRB法に7）までとることが可能となる利点がある ．

比べ，よりcontrast，SNRが改善された検出能のよい画像を得ることができた．測定値によると 3D FORE

6．3D Fourier rebinning法による検出能の改善

によるcontrastの改善率は24％（Fig. 17）であり，SNR

3D FORE法がSSRB法のような歪みを生じないことの改善率は，44％（Fig. 18）であった．これらの事実を
第 58 卷

第8号

腫瘍核医学技術の新しい展開（福喜多・他）

Fig.15

Fig.17

projection DATAの比較
上段がSSRB法，下段が 3D FORE法である．line
sourceは右 2 番目が回転中心で，4cm間隔に配置してある

3D FOREによるcontrastの改善
破線がSSRB法，実線が3D FORE法である．

Fig.16

再構成画像の比較
上段がSSRB法，下段が3D FORE法である．

Fig.18

3D FOREによるSNRの改善
破線がSSRB法，実線が3D FORE法である．

1001

踏まえると，3D FORE法が導入された現在のhybrid

いる．低濃度部の検出能をcontrastで比較すると，

PETにおける腫瘍検出能は以前と比べて格段に向上

hybrid PETのcontrastがPETの約60％と低く，散乱体

し，十分その有用性は期待にそえると考えられる．こが視野内に入ると，contrastはさらに46％以下となり

18

れまでは， F-FDG製剤が比較的高集積を示している

検出能の著しい低下をもたらす結果となった（Fig.

場合である．しかし，実際のPET検査時においては，

20）．これらの結果からも言えるように 3D typeのhy-18

F-FDG製剤の取り込みが少ない場合も少なくない．

brid PETにおいては，散乱線が検出能に与える影響を

このような18F-FDG製剤の低集積部分における腫瘍の十分考慮する必要がある．

検出能が最も問題となる．これらの多くは対B.G. 濃度
比が 5 倍以下の場合である．低濃度領域におけるhy-

7．新しい画像再構成への期待

brid PETの検出能は，装置の構造上PET専用機に比日本ではまだ適用されていないが，これまでの二次

べ，感度の低さと散乱線の影響の点で不利である．

元平面内で行われてきたordered subsets-expectation

Fig. 19に示すように対B.G.比が 2 倍時の検出能は収集

maximization再構成法（以下OS-EM再構成法と略す）に時間を増やすことで若干S/Nが良くなるものの，PET変わり，新たに三次元空間でのOS-EM再構成法が，専用機と比べ特に低下している．さらに頭頸部，膀胱

欧米ではraw action maximum likelihood algorithmなどの散乱体が視野内に存在する場合（Fig. 19右）を想（RAMLA）という名で既に一部の機種で適用されてい定すると，low contrast部分の検出能が極端に低下してる8）．この再構成法は，体軸方向に寄与する情報を2002 年 8 月

日本放射線技術学会雑誌

1002

Fig.19低濃度領域の腫瘍検出能
上段が対B.G.比 2，3，4 倍の擬似腫瘍phantom，下段がB.G.
濃度の分解能を示す．

OS-EM再構成法のAlgorithmに組み込むことで，より高9，10）Fig.20低濃度領域のcontrastの比較
scatterは有効視野内に存在する．scatterの放射能濃度は，B.G.の約 3 倍濃度である．

うに適切な処置を施して周辺臓器による散乱を抑制す．それにより腫瘍検出ることができれば，この領域でも検出が可能であるこ能をさらに向上させることが可能となる．この手法がとがわかる．また，腫瘍組織にある程度の18F-FDG製

将来hybrid PETに適用されるようになれば，ますます剤が取り込まないと同様に検出は困難である．しかhybrid PETの検出能はPETに近づくと考えられる．

し，外部線源による吸収補正が実用化されれば，検出

いS/N比を得ることができる

能を向上させることはPETの場合と同様，十分可能と
8．hybrid PETの臨床適用例

考えられる．

今回，全身，胸縦隔部，骨盤部の異なった条件下で施行された臨床例を示す．この症例は悪性リンパ腫の

9．考

察

例である
（Fig. 21）
．当院で通常行っている中energy

現在，hybrid PETは分解能の点においては，PET専

collimatorを使用したwhole body収集による67Gaシンチ用機とほぼ同等の性能を有する．近年，特に 3D typeでは，発見できなかった症例で糖代謝情報を得る利点のhybrid PETでは計数効率を上げ，腫瘍組織のS/N比がいかに診断上重要かを知らされた一例である．hy-を向上させることでPET専用機に迫る検出能を有してbrid PETの収集protocolは，whole bodyを対象としたいる．しかし，これまでの測定結果からも分かるようもので，1 position 10分，計 3 positionの収集を行っに，対B.G.比がある一定以上の比較的高い18F-FDG製

た．hybrid PETの画像は 2D PET画像と比較すると，剤の集積がある場合を想定している．したがって対頭頸部からの散乱線による影響で画像が劣化している

B.G.比が低い場合，あるいは腫瘍sizeが小さく部分容のがわかる．しかし，臨床上十分な情報が得られPET

積効果の影響を強く受けるような場合では，PET専用

画像に劣らない検出能を持っている．この症例は縦隔機に比べ検出能の低下を招くことになる．3D typeの腫瘍の例である（Fig. 22）
．このように線の減弱吸収

hybrid PETの場合は，そもそも構造上，散乱線の影響が少ない領域では，これまで吸収補正を行えなかったを受けやすいことを考慮しておくことが重要である．

hybrid PETでもほとんどPET専用機と変わりない高い

また吸収補正を行わない場合，比放射能濃度が高い集検出能を持っている．また現在既に適用されている積の周辺で，一部の信号が低下する現象が確認されOS-EM再構成法では，従来のFBP法に比べS/N比の高た．これらをまとめると現段階で，hybrid PETの有用い画像が得られている．ただし，あくまで腫瘍にある性を考えた際，腫瘍検出能という点においていえば原18程度の F-FDG製剤の取り込み，線の減弱に勝る集発病巣の診断を行う場合の有用性は十分である．しか積がある場合に限られる．この症例は直腸癌の仙骨前し，治療効果判定などで18F-FDG製剤の集積が低下し面再発例である（Fig. 23）
．最も検出が難しいとされる

た場合における残存腫瘍組織の検出，あるいはリンパのが，腹部から骨盤部の線の減弱吸収が大きい領域

節転移の有無については，まだ不十分であるといえである．この場合は膀胱洗浄の処置を施し，比較的膀

る．とはいえhybrid PETの検出能に関する問題点の改胱内に18F-FDGが残存していない状態である．このよ

善は日に日に成果をあげている．その一つが 3D
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Fig.21

PET & hybrid PETの臨床画像 症例 1
悪性リンパ腫Fig.22

PET & hybrid PETの臨床画像 症例 2
縦隔腫瘍

Fig.23

PET & hybrid PETの臨床画像 症例 3
直腸癌

日本放射線技術学会雑誌

1004

FORE法の適用である．その他にも吸収補正が技術的には既に実現しており，今後RAMLAといわれる新しい再構成法の適用が待たれる．

ある．
現在，腫瘍核医学診断において18F-FDG製剤の利用が強く求められるなか，PET専用機だけの利用では限界がある．18F-FDG製剤の保険適用の認可，delivery

10．まとめsystemの整備など，幾つかの解決しなければならない

hybrid PETの有用性は，従来のsingle photon画像に問題があるものの，今後，全国に展開するRI施設で比べて腫瘍検出能が高いこと，cost performanceの良hybridとして利用できれば，腫瘍核医学のFDG検査需さである．問題点は，低集積，微小腫瘍の検出能が要に対して対応可能となり，検査精度しいては診断精

PET専用機と比べ低下すること，検査時間の短縮化で度の向上が期待される．

参考文献
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3）Daube-Witherspoon ME, Muehllehner G: Treatment of axial
data in three-dimensional PET. J Nucl Med 28: 1717-1724,1987.

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5）Edholm PR, Lewitt RN, Lindholm B: Novel properties of the1996.

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10）F. Jacobs, S. Matej, R.M. Lewitt, and I. Lemahieu: A com-and Engineering of Computerized Multidimensional Imag-parative study of 2D reconstruction algorithms using pixels

ing and Processing, Proc of the SPIE 671: 8-18, 1986.

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6）Matej S, Karp JS, Lewitt RM, et al.: Performance of the Fourier

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Dimensional Image Reconstruction in Radiology and Nuclear

Phys Med Boil 43: 787-795, 1998.

Medicine, Egmond aan Zee, The Netherlands, pp. 43-46,1999.

3．核医学イメージング機器の進歩と定量性村山秀雄
放射線医学総合研究所医学物理部

はじめに

分子イメージングの定量性を向上するために，より高核医学イメージング装置の感度，位置分解能，エネ
ルギー分解能，時間分解能，高計数率特性の改善が進

感度・高解像度の次世代PET装置を開発する要求が高まっている2）．

むに伴い，計測データの質が向上してきた．さらに，

本報では，画像再構成法や散乱線補正法などのソフ

データ処理技術が進歩したことにより，複雑ではあるトウエアに関する説明は割愛し，定量性に影響する装がより正確な画像再構成法や散乱線補正，吸収補正法

置性能に焦点を当てて，最近の核医学イメージング装が実施可能となり，適切なハードとソフトウエアの組置に関する動向をハードウエアの側面から概説する．

み合わせにより，以前は難しかった画質の改善が実現可能となってきた．OS-EM法のように核医学イメー
ジングに適した画像再構成法が実用化されてきたこと
1）18

1．エネルギー分解能の向上
半導体検出器は，信号のキャリアとなる電子・正孔

は，その 1 例である ．最近は，癌の検診に FDG検対を生成するためのエネルギーが小さいという特徴を

査の普及が見込まれることから，PET/SPECTを併用もつ．したがって，シンチレーション検出器よりも優できる核医学イメージング装置の必要性が生じておれたエネルギーおよび位置の分解能を持つ半導体イメ

り，新たなイメージング技術の挑戦が始まっている．

ージング装置が実現可能である．従来より，Ge半導

一方，ヒトゲノムの解明に伴い遺伝子発現に関連した体検出器をガンマカメラとして用いる研究が行われて第 58 卷

第8号

腫瘍核医学技術の新しい展開（福喜多・他）

1005

きたにもかかわらず，普及するまでには至らなかったが進んでいる7）．PET用検出器のための受光素子としのは，冷却する必要があるなどの欠点を抱えているたて研究室で試行されつつあるが，今後は商用の核医学めであった．しかるに近年は，冷却せずに使用できる

イメージング装置での活躍が期待される．

CdTe（カドミウムテルライド）やCdZnTe（カドミウム
亜鉛テルライド）などの化合物半導体の製造技術が向3．位置分解能の向上

上し，これらをガンマカメラに利用する動きが活発化

1 個の大きな無機結晶に多数の光電子増倍管を光学している3）．140keVガンマ線に対するアンガ型ガンマ

結合したアンガ型ガンマカメラでは，シンチレータのカメラのエネルギー分解能が10％程度であるのに対し厚さの最適化，ライトガイドや反射材の工夫，位置演て，半導体検出器ガンマカメラでは 4％以下を達成で算の最適化などにより，位置分解能特性の改善が図ら

きる．価格と性能の安定性にはまだ問題があることかれてきた．その結果，位置分解能はガンマカメラ自体

ら，さらなる技術革新により低価格で取り扱いの容易よりもコリメータに依存する度合が大きくなっていな半導体検出器ガンマカメラが開発されることを期待る．高解像度を目的としてピンホール・コリメータをしたい．

用いる小動物用SPECTでは，約 1mmの位置分解能を

PETの場合でも，測定データに混入する散乱線成分を低減することは画質および定量性の改善に役立つた

達成しているが，位置分解能の向上に伴う感度の犠牲はやむを得ないことである8）．

め，PET用の半導体検出器も従来より研究されてい一方，PETの場合はコリメータを使用せずに同時計る．最近は，比較的実効原子番号の高いCdTeや数測定を行うため，原理的に位置分解能の向上が感度

CdZnTeを用いて511keVの消滅放射線の同時計数測定を低下させることにはならない．多結晶配列型ガンマで10ns以下の良好な時間分解能を達成できるようにな

カメラの位置分解能は検出素子の大きさで決定される

4）ってきた ．しかし，消滅放射線に対する半導体検出

ため，検出素子の小型化を図ることでPET装置の位置

器のフォトフラクションは 0.2以下であり，高い実効分解能が改善されてきた．ガンマカメラを対向させて原子番号をもつBGO（ゲルマニウム酸ビスマス）などの同時計数測定を行う方式のPET装置では，ガンマカメ

無機結晶シンチレータのフォトフラクションに比べる

ラ自体の解像度の劣化が画質に直接影響する．このたと半分以下の値でしかない．半導体検出器による同時め，多結晶シンチレータの配列に合わせてライトガイ

計数の検出効率を無機結晶シンチレータ並に向上する

ドの表面に刻みを設けることにより位置分解能を向上には，低いエネルギーしきい値に設定せざるを得ず，するなど，ガンマカメラの位置検出原理に立ち戻る研

良好なエネルギー分解能特性を活かせなくなるのが難究が復活している9）．

点である．
4．感度の向上
2．半導体受光素子型シンチレーション・カメラ

大視野ガンマカメラのように，検出視野を拡大すれ半導体が受光素子として機能することを利用して，ば装置全体の感度が向上する．さらに感度を向上させフォトダイオードを光電子増倍管に置き換えようとする方法の一つは，多検出器型SPECTのように複数のカ5）る動きも活発化している ．容積をとる光電子増倍管

メラを用いることである．また，平行多孔コリメータとライトガイドが不要となるため，核医学イメージンの代わりにファンビーム・コリメータを装着して，大グ装置の検出部を小型にできる（Fig. 1）
．受光素子の二視野ガンマカメラの検出面を有効利用する方法も感度

次元配列も小さくできるため，1 枚の単結晶シンチレ増加に貢献する．ただし，単一ガンマ線イメージング

ータの代わりに互いに光学分離した多結晶シンチレー

ではコリメータが不可欠であり，いかなる感度の改善

タを使用する．二次元配列した各シンチレータ素子ご策に対しても本質的な制約があることから，同時計数とに受光素子を結合し，直接ピクセルごとの信号を得法に基づくPETに比べると感度の点で優位に立つことられるため，アンガ方式の位置演算をせずにイメージはできない．

ングが行える．このような小型の半導体受光素子型シ立体を多層の平面が積み上げられた構造とみなし，ンチレーション・カメラが実用化されることにより，各断面の画像を独立して測定する投影データ取得方式

センチネルリンパ節の核医学検査を手術中に行えるな

は，二次元
（ 2D）
モードPETといわれる．Fig. 2のよう

6）

ど，手軽に核医学検査が適用できる利点は大きい ．

に 2Dモード PETでは検出器リングを多層に並べて，冷却装置が必要なフォトダイオードに比べて，増幅各リング間にセプタ（円環状の鉛板）を挿入する．その作用があるアバランシェ・フォトダイオード（APD）

理由は，セプタに挟まれた領域にある検出器素子が，は，常温でも高い信号対雑音比で使用することが可能

その領域内の放射性同位元素のみを見込むように制限であり，最近の光半導体技術の進歩を反映して実用化

し，領域外からの放射線の影響を低減するためであ2002 年 8 月

日本放射線技術学会雑誌

1006

Fig. 1 従来型シンチレーション・カメラと半導体受光素子型
シンチレーション・カメラ

る．時代とともに検出器リングの多層化が進み，体軸視野を増すことでPET装置全体の感度が向上してきた．一般に 2DモードPETは，コリメータを用いる単

Fig. 2 セプタ（鉛円環）を検出視野に繰り出す2DモードPET装置と，セプタを視野外に撤収する3DモードPET装置の概念図

一ガンマ線イメージングのSPECTに比べて感度が数十
倍高い．

ってきた．

ただし，多層化した 2DモードPETでも，放射されPETの場合には通常，同時計数率がシングルズ計数

る消滅放射線の99％以上は依然検出しておらず，無駄率の数十分の一であるため，1Mcpsの同時計数率に相に逃していることを認識する必要がある．さらに感度当するシングルズ計数率は，数十Mcpsにも達する．

を向上するには，立体を独立した面の積層とみなさず

このような高いシングルズ計数率でも，多結晶配列方に，立体をそのまま計測する必要がある．これは，同式の検出器であれば数え落としの問題を大幅に軽減

時計数計測法を基本原理としているPET独自の方法論できる．さらに，解像度と感度を同時に向上させる目から検討すべき問題であり，PET独自の三次元像再構

的で，小型シンチレータを 4 × 8 ないし 8 × 8 程度の成法が研究されたことにより実現可能となった．この行列配列にして，4 本の光電子増倍管と光学結合する

PET独自の立体計測による投影データ取得方式は，三方式15）が考案された（Fig. 4）
．現在市販のPET装置に採

10）

次元
（ 3D）
モード PET と称されている ． 3Dモード

用されているのは，ほとんどがこの種のモジュラ型検では，冗長な投影データを画像再構成に用いる際の重出器ユニットである．最近は，蛍光減衰時間の短いみが選択できるので，解析的な画像再構成法が多数存

LSO（ケイ酸ルテチウム）
やGSO（ケイ酸ガドリニウム）

11）をBGOの代わりに用いて，計数率特性を向上させよ

在し得る点に特徴がある ．

うとする動きが活発である16，17）．
5．計数率特性の向上
従来のガンマカメラは，シンチレータに吸収された

6．吸収補正の精度向上

放射線に関する信号処理が終了するまでは他の放射線

SPECTの吸収補正法は 2 種類に大別される．一つはに感応しない．したがって，大口径のシンチレータを放射データのみで補正を行う手法である．たとえば，用いた大視野ガンマカメラでは，計数の数え落としが互いに投影方向が180度異なる二つの二次元投影像を増加する傾向にあり，感度を増すにつれて計数率特性

一対にして，両者の投影データを組み合わせた補正演は損なわれる．しかるに，近年はシンチレーションパ

算を行うことにより，吸収を受けない投影データを推

ルスを短縮する回路12）や，シンチレーションパルスの定する．もう一つは，X線やガンマ線を用いた外部線

重なりを補正する方式13）が開発され，速い信号処理が源で透過データを別途測定することにより線減弱係数

可能となったことから計数率特性は徐々に改善されつの画像再構成を行い，吸収補正因子を画素ごとに求め

14）

つある
（Fig. 3）
．また，局所位置演算方式 の開発がる方式である．後者の方式は，前者の手法より精度のなされたことにより，大口径のシンチレータの小領域

高い吸収補正を行える点で優れている．近年は外部線

ごとに独立した信号処理を行えるようになった．この源を用いた吸収補正因子測定法が多数提案されている方式に基づく並列信号処理を効果的に行えば，計数率18）

特性はさらに向上する．ガンマカメラの最高計数率

プションとして採用され，定量性の向上を図れるようは，従来では200kcps程度であったが，現在では 1になってきた．

Mcps以上のシングルズ計数率を達成できるようにな（Fig. 5）
．市販のSPECT装置にもこれらの方法がオ

PETにおいては，線源の深さ位置に依存しない吸収第 58 卷

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腫瘍核医学技術の新しい展開（福喜多・他）

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計数率特性の向上
300kcps

3 Mcps/camera

線1）局所位置演算
カメラ
検出面

2）
シンチレーション・
パルス短縮3）パイルアップの補正

Fig. 3 ガンマカメラの計数率特性を向上させる三つの手法
Fig. 4 PET用検出器ユニットの構成と時間・エネルギー・位置に関する検出の原理

補正因子が外部線源を用いて測定できるため，定量性の高い画像を得ることができる．しかるに，2Dモードに比べて3Dモードでは，同時計数を行う検出器素子の組み合わせの数が膨大となるため，ポジトロン放出核種を外部線源としてきた従来の方式では統計精度が十分とれない可能性がある．この問題を克服するために，外部線源として単一ガンマ線放出核種を使用する方式が考案された19）．ただし，この場合には回転するガンマ線源の位置を精度良く決定することが求められる．また，患者が動くことなくPET画像とX線CT画
像をとれるように，X線CTとPETを組み合わせたPET/
CT装置が開発された20）．国際的週刊誌『Time』の2000
年12月 4日号では，インターネット・デジタルカメラ

Fig. 5 SPECTのトランスミッション測定に関して提案されている方法の例

および小型プレス器と並んで，PET/CT装置が，注目すべき年間発明（innovation of the year）
3 件の一つに選ばれている．

両カメラに装着したコリメータを取り外して対向させ，同時計数方式で使用するため，通常のSPECTに比7．PET/SPECT

べると感度が優れている．従来は，視野の大きいガン

SPECT専用装置は，PETに比べて空間分解能が 2〜マカメラではカメラの不感時間のためにシングルズ計

3 倍低下し10〜14mm程度である．検出感度もPETの数率が制限されていたが，計数率特性を向上する技術

数％以下であり20〜50cps/MBq程度しか得られない．

の開発により改善されつつある．同時計数データ収集

511keV用コリメータは通常の140keV用コリメータには 3Dモードで行なうが，視野外放射能が大きい場合

比べて数倍も重く，200kg 以上の重量になると検出器は浅いセプタを検出器の前面に置き，感度をある程度を支えるガントリには安全性確保の配慮がより一層必犠牲にする代わりに視野外からの放射線の影響を低減

要である．511keV用コリメータを装着したガンマカ

する方式が検討されている．

メラを回転すると，その重量によるたわみがSPECT像

低エネルギーガンマ線を計数するSPECT装置としての歪みの原因となるおそれがある．検出視野を制限すの要求から，シンチレータには蛍光量の多いNaI（Tl）

ることでコリメータの重量を軽減できるが，撮像部位

結晶がもっぱら用いられている．ただし，140keVとの領域は小さくなる．多核種同時測定が可能であると511keVのガンマ線では線減弱係数が約 7 倍違うこという特長があるため，散乱線および吸収の補正を核種から，511keVガンマ線に対する検出効率を増すためごとに行なう技術を向上して臨床での普及を図るべきには，通常のSPECT用ガンマカメラよりも厚い結晶をである．

採用する必要がある．結晶厚の増加による感度向上のPET兼用SPECT装置は，2 台のガンマカメラを備え
21）

18たものが一般的である （Fig. 6）． FDG検査のときは2002 年 8 月

結果，空間分解能の低下は避けられないが，画像再構
成における雑音低減用フィルタが位置分解能を決定づ日本放射線技術学会雑誌

1008

Fig. 6 SPECT装置，PET兼用SPECT装置およびPET装置の比較を示した概念図

けているような臨床検査の場合には，実用上の問題に計測を広げるほど大きくなるため，感度を向上するほはならないかもしれない．

ど解像度が低下する．この問題を克服するには，検出

NaI
（Tl）
結晶中の光電効果／コンプトン効果比は，素子の深さ方向のどこで放射線が吸収されたかを判別

140keVガンマ線では約 5 であるが，511keVガンマ線

することが必要である．次世代PET装置はこの要請にではその比率が逆転してほぼ 1 / 5 となる．したがっ応じたものであり，高解像度と高感度をともに達成可て，検出器出力に関する波高分布中の低エネルギー領

能とする（Fig. 8）．

域には，被検体からの散乱線のみでなく，結晶内のエ

世界中で多くの研究者が三次元放射線位置検出器のネルギー転移に由来する信号成分も多く含まれる．同研究に取り組んできたが，放医研においては 2 社の国

時計数効率はそれぞれの結晶における検出効率の 2 乗

内企業と共同して，Fig. 9のような深さ方向を 3 段もに比例するので，装置感度の改善にはFig. 7のように

しくは 4 段に弁別できる新方式の放射線位置検出器，

二つのエネルギー窓間で検出したガンマ線の同時計数

すなわち深さ位置情報（depth of interaction， DOI）
検を行って，結晶内コンプトン事象を像形成に活用する出器に関する基礎研究を先行しており，実験室レベル方式を採用するべきである．

では新方式の妥当性が裏付けられた23）．DOI検出器の一方，BGOやLSO結晶を用いたPET装置をSPECT

位置弁別方式を説明した概念図をFig. 10に示す．2 ×装置に兼用することは，蛍光量が少ないので現実的で

2 に配列した 3.8×3.8×10mm3の小型シンチレータを 3ない．しかし，NaI
（Tl）
やYSO
（ケイ酸イットリウム）段に重ねたブロックが，位置感応型光電子増倍管（PS-のような蛍光量の多いシンチレータとLSOを光学結合

PMT）に複数光学結合される．ブロック間は光学的にした検出器ユニットを用いれば，PET装置の検出器前遮断されている24）．各ブロックから得られるPS-PMT

面にコリメータを装着することでSPECTとしても活用の出力をアンガ方式で位置演算すると，二次元マップ

22）

できる ．これは，SPECT兼用PET装置と称すべきも上に各小型シンチレータに対応した島が形成され位置のである．

を同定できる．さらに各島ごとにPS-PMT出力の和をとりエネルギーを判定できる．

8．次世代PET

また，三次元放射線位置検出器を利用すると，検出

通常のPET装置では，511keVという比較的高いエ

素子数は装置の大きさにもよるが数十万個となり，従ネルギーの消滅放射線を無駄なく検出するために，体来のデータ収集方式では同時計数処理が間に合わなく軸を中心にした円筒表面に検出素子を密配列する．こなるので，新たなデータ収集方式を考案する必要があの検出器系で感度を損なわずに解像度を高めるには，る．さらに，従来のデータ蓄積方式（ヒストグラムモ検出素子の厚みを30mm程度に保ちながら幅を 4mm以ード）のままでは計数データが10億個にも分類される

下に狭める必要がある．しかし，3Dモードでは検出ことになるにもかかわらず，放射線の総計数は 1 フレ

素子を斜めに見込む放射線を検出するために，検出素ームあたり100万カウント程度であることから，ほと子の厚みにより解像度が劣化する．その度合いは立体

んどの分類した箱の中身は 0 の計数となる．したがっ第 58 卷

第8号

腫瘍核医学技術の新しい展開（福喜多・他）

散乱事象の活用

コンプトン窓1009

フォトピーク窓

波高分布
ガンマカメラ0

170 340511

E（kev）

2つのエネルギー窓間で同時計数

ガンマカメラ0

170 340511

E（kev）

Fig. 7 ガンマカメラ対向型PET装置における散乱事象の活用による感度の向上

Fig. 8 従来型 3DモードPET装置と次世代PET装置との比
較．従来のPET装置では達成できなかった高感度かつ高解像度の性能が次世代PET装置で可能となる．

Fig. 9 深さ位置情報（DOI）
検出器の例．
48個の 3.8mm×3.6mm×10mmのGSOシンチレータ素子と位置感応型光電子増倍管（PS-PMT）
を組み合わせた検出器ユニット．

Fig. 10

DOI検出器における位置検出の原理．2 × 2行列の素子を多段に積み重ねた三次元行列ブロックが一つの独立した光学空間を形成しており，三次元位置情報
が二次元マップ上に射影される．

て，時系列で計数データを蓄積する別種のデー
タ蓄積方式（リストモード）
をPET用に開発する必要がある25）．このような新しい要素技術の開発は，より安価で安定した実用的な装置の供給にも貢献するであろう．
9．まとめ
核医学イメージング装置の技術は，アンガ型
ガンマカメラのように円熟したものもあるが，決して完成したものではなく，性能向上のためには今後の研究がますます必要とされている．
使用目的に応じた装置がオーダメイドで供給される時代となるため，利用者は装置の特徴をよく理解して適切な装置選択およびパラメータ設
定をしなければならない（Fig. 11）
．装置性能の向上により核医学画像の定量性は改善される方2002 年 8 月

Fig. 11 核医学イメージング装置の将来展望．従来のSPECT装置およびPET装置の技術を土台に，PET兼用SPECT装置および次世
代PET装置が研究開発の目標となる．

日本放射線技術学会雑誌

1010

向にあるが，これを臨床の場で活かすも殺すも，核医れぞれの専門家が参加しやすい横断的な協力体制26）に学技術者の手腕にかかっていることはいうまでもな

移行することと，核医学イメージングに関する医学物

い．

理，放射線計測工学，医用画像工学や医学・薬学応用

さらに，欧米に立ち遅れた核医学イメージング装置の要素技術について日本を最先端の水準に引き上げるなどの新研究分野の人材を若手研究者を中心に育てることが必要である．

には，従来の組織的な産官学間の閉鎖性を打破し，そ

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25）村田啓，村山秀雄編：平成12年度次世代PET装置開発研

究報告書，NIRS-M-145，放射線医学総合研究所発行，3
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large-area position-sensitive detectors. IEEE Trans Nucl Sci,

第 58 卷

第8号

腫瘍核医学技術の新しい展開（福喜多・他）

1011

4．癌診断から治療へ
横山邦彦
金沢大学医学部附属病院核医学診療科

1．核医学とヨード制限

ヨード含量となる．コンブの入った 1 杯の吸い物には

1-110mgのヨードが含有されるとの報告もある．海藻類

ヨード制限の適応

核医学診療で患者にヨード含有食品の摂取制限をすのなかでも他に比べてコンブは圧倒的にヨード含量がる場合としては，甲状腺ヨード摂取率測定検査および多いため，特に慎重な食事指導が必要と思われる．コ

甲状腺癌あるいは甲状腺機能亢進症のアイソトープ治

ンブだしは何に入っているかわからないため，制限期療が挙げられる．われわれの施設では，摂取率測定お間中は可能な限り外食を控えてもらうしかない．

よび機能亢進症の治療では 1 週間，甲状腺癌の治療で

1-3-2

コンブエキス

は 2 週間のヨード制限を行っている．これは，前 2 者

コンブだしと並んで食品への混入頻度の高い物質とでは，ヨード制限不足は摂取率の低値に反映され，ヨして，コンブエキスが挙げられる．インスタントみそード制限不足を窺い知ることができる．しかしなが汁，たとえば
「あさげ」
，
「ひるげ」
，
「ゆうげ」
（以上，

131

ら，甲状腺癌治療では，転移巣への I集積がなくて永谷園）
や，だし入り味噌・だし入り醤油に含まれても，それがヨード制限不足によるものか，病変の生物いる．また，カップ麺，たとえば「どん兵衛」（日清食学的分化度を反映した所見なのかを鑑別することは容品），「赤いきつね」（東洋水産）なども同様である．意易でない．したがって，甲状腺癌の治療では，より厳外な飲食物に添加されているとの患者情報が徐々に蓄格にヨード制限を指導している．

積している．
「十六茶」
は，十六種類の自然素材のブレ
ンド茶としてアサヒ飲料から販売されているが，この1-2

ヨード制限の必要性

十六の成分の一つがコンブエキス（コンブ茶）
である．

放射性ヨード（123 Iあるいは131I）
はトレーサ量であしたがって，「十六茶」
は銘柄指定で制限品目としていり，物質としてはごく微量である．甲状腺癌治療の目る．スポーツ飲料には，ポカリスエット（大塚製薬）や131

Iが投与される．

アクエリアス（コカ・コーラボトリング）があるが，こ3700MBqに含まれるヨードの重量
（物質量）
はわずか

のうちアクエリアスにはコンブエキスが含まれる．指に10gである．成人における 1 日の無機ヨードの必導する際に銘柄指定ではかえって混乱を生じるため，要量が100gから150gであるのに対して，日本人はスポーツ飲料全般を禁止せざるを得ない．また，一部

1,000gから4,000gを摂取するといわれている．体内のヨーグルトやプリンには，とろみ付けのために寒天にヨードプールが過剰に存在すれば，物質量としてわが添加されていることがある．グリコのヨーグルト

ずかの放射性ヨードはターゲットに十分到達できなくが，その一例である．

なるため，ヨード制限が必須である．

1-3-3

的では，3700から7400MBqのタラ（鱈）

われわれは，ヨード制限中にタラ（鱈）を食べたため
1-3

ヨード含有食品に，131I治療効果が不良となった26歳の男性甲状腺機

われわれの施設では，131I治療の場合，ヨード制限能亢進症々例を経験した．外来で治療計画のために行

開始前に栄養士による食事指導を励行している．制限った123I甲状腺摂取率測定は，24時間値が44.5％であする食品は，主として，海藻類および回遊魚と貝であったが，1 週間後の治療時には131I摂取率が23.9％と低る．伊藤病院（伊藤公一院長，東京都渋谷区）のホーム

下した．治療直前の食事内容を検討したところ，タラページ（http://www.ito-h.min.gr.jp/）にヨード制限中のが原因ではないかと疑われた．そこでタラを摂取する献立例が掲載されている．外来患者にとっては，非常前後でヨード摂取率が変化するか否かタラ負荷試験をに実利的な情報である．

行った．タラを食べる前の123I摂取率は37.9％であった

1-3-1

が，タラを負荷した後では123I摂取率が17.6％に低下しコンブ

コンブは，乾燥重量の約 0.2％から 0.3％ものヨードた．タラを食べたことにより有意にヨードの甲状腺摂を含有する．すなわち，3cm角のコンブの佃煮 2 - 3枚取率が低下したと判明した．したがって，現在，タラで15mg（15,000g）
ものヨードを摂取することにな

も制限品目としている．

る．コンブだしの場合，だし汁には20％から35％のヨードが溶出する．5 人前で，水 1Lに対して，20gのだ
しコンブを用いれば，みそ汁 1 人前で3,000g程度の2002 年 8 月

1-4

ヨード含有薬品

飲み合わせ に遭遇する確率の高い薬剤は，ヨード日本放射線技術学会雑誌

1012

造影剤，殺菌・消毒用ヨード製剤（イソジン），総合感ある．しかしながら，褐色細胞腫に対しては化学療法

冒薬（ダンリッチ）であろう．

や外部照射が無効であり，131I-MIBGが唯一の根治療

ヨード含有剤とは異なるが，乾燥甲状腺
（チラージ

法である．

ン，チレオイド），レボチロキシンナトリウム（チラー

傍神経節腫の報告は少ないが，著者らは，悪性傍神

ジンS），リオチロニンナトリウム（チロナミン，サイ

経節腫の咽頭および多発性骨転移の症例に対して131I-

ロニン），更年期障害治療薬（メサルモンF）は甲状腺ホ

MIBG治療を行った経験がある．腫瘍縮小効果は認め

ルモンを含むため注意を要する．

られなかったものの，治療後 7 年を経過してもなお腫瘍の再増大がなく，治療前に頻発した血圧上昇発作も2．がんの内用療法の現状と展望
2-1

コントロールされている．

はじめに神経芽細胞腫の奏功率は35％と褐色細胞腫よりも劣放射性医薬品による核医学的な治療法では，粒子線る．これは強力な化学療法や外部照射治療がなされた（おもに線）放出核種を病巣に集中（ターゲッティン

うえでの無効例が131I-MIBG治療にまわり，ステージ

グ）
させて，体内から選択的な放射線照射を行うたの進んだ症例が多いことが影響している．

め，内用療法あるいは内部照射療法と呼ばれる．外部

甲状腺髄様癌では，他覚的改善38％，疼痛などの自照射治療に比べ，低線量率かつ持続照射となり生物学

覚症状の改善50％である．転移性カルチノイドでは，的効果が異なる．利点は，癌病変の部位や個数にかか

他覚的改善19％と不良だが，セロトニンの過剰分泌にわらず治療できることである．

よるカルチノイド症候群の自覚的改善は65％にのぼ
131

わが国では，新薬の開発が遅れており Iによる分る．

化型甲状腺癌転移の治療法が唯一である．近い将来の実用化に向けて131I以外の 3 種類の治療法を紹介す

2-3

る．

2-3-1

モノクローナル抗体による癌治療法
治療原理と利点

癌抗原を認識するモノクローナル抗体を体内に投与
131

2-2
2-2-1
131

I-MIBGによる治療

した場合，抗原を発現している癌組織に集積し，免疫治療原理と対象疾患（抗原抗体）
反応で結合する．放射性核種で標識された

I-MIBG（meta-iodobenzylguanidine）
は，神経伝達抗体を投与し，体内から悪性腫瘍の放射線照射を行う

物質ノルエピネフリンの類似体で，副腎髄質や交感神内用療法は，放射免疫療法（radioimmunotherpy, RIT）

経終末に豊富に分布する．したがって，これらの器官と呼ばれる．腫瘍組織を構成する細胞群における抗原由来のさまざまな神経内分泌腫瘍群にも集積する．代の発現様式は不均一であり、すべての標的細胞が抗原

表的な腫瘍は，褐色細胞腫，傍神経節腫（パラガング

陽性ではない。しかしRITの場合は，必ずしもすべて

リオーマ），神経芽細胞腫，甲状腺髄様癌 ，カルチノの標的細胞と結合する必要はない．壊変によって生ずイドなどである．131 I-MIBGが腫瘍に集積する場合

るβ線などの電離放射線は，細胞核へのヒットによっは，（1）
悪性腫瘍の場合の根治療法や（2）腫瘍が過剰にて致死効果を与えるが，そのエネルギーに応じて一定放出するホルモンによる症状の緩和あるいは
（3）
骨転

の範囲
（数mから数mm）の組織を有効に照射できるた

移などの鎮痛に用いることが可能となる．

めである．この点が薬剤を用いるターゲッテイング療

治療用の高比放射能の131I-MIBGは，わが国では医法と根本的に異なるRITの大きな利点である．さら

薬品として承認されていない．購入・使用は，放射線に，治療対象とする腫瘍の大きさに応じて，さまざま障害防止法の許可施設に限られるため，ほとんどの核な飛程の異なる線放出核種を標識に使い分けること医学施設では使用できない現状である．

ができる点も有利である．

2-2-2

2-3-2

投与方法
131

治療効果

I-MIBGを用いて，米国を中心に血液疾患（悪性リンパ腫）
に対するBリ腫瘍へ集積するかどうかを確認しておく．実際の治療

ンパ球表面タンパク抗原であるCD20を認識するマウ

あらかじめ診断量（40MBq）の131

時は，3.7-11.1GBqの I-MIBGを30分から 4 時間程度

スモノクローナル抗体の有効性が確立されつつある．

かけて緩徐に静脈内投与する．

シアトル大のPressらは，骨髄移植を前提に超大量の

2-2-3

131

治療効果

褐色細胞腫では，約 6 割の症例で腫瘍の縮小，カテ

I-B1モノクローナル抗体を悪性リンパ腫の再発症例に投与し，21例中19例（90％）に治療効果をみとめ，そコールアミンの低下，自覚症状の改善（ホルモン分泌の内の16例（84％）
では腫瘍が完全に消失し，2 年生存

過剰症状の改善あるいは疼痛の緩和）がある．腫瘍の率は93％であった．また，ミシガン大のKaminskiら

完全消失は 6％と例外的で，再発率が高いなど問題もは，骨髄移植をせずにすむ投与量で同一の抗体を用
第 58 卷

第8号

腫瘍核医学技術の新しい展開（福喜多・他）

1013

い，化学療法無効の悪性リンパ腫28例を治療した．奏5-10％で投与36-72時間後に，一過性の疼痛増強

功率79％（22例/28例）と完全寛解率64％（14例/22例）（flare pain）
があるが，対症的に対処できる．骨髄線量は，Pressらの成績と比較すれば劣るものの，従来かは 1.0-1.9cGy/MBqとなり，80％の症例で一過性の血らの治療法と比べると圧倒的に良好な治療成績であ小板減少が認められるものの，半数以上は正常範囲内

る．米国では，B細胞性非ホジキンリンパ腫の治療用での変動にとどまる．

アイソトープ標識抗体 2 種類が，FDAの承認に向けて

2-4-4

89

Srの適応

先陣争いをしている．Corixa社の 131 I-tositumomab

本剤の適応は，転移性骨腫瘍による疼痛であり，か（B1，BexxarTM）とIDEC社の90Y-ibritumomab tiuxetan

つその部位に骨シンチグラフィの集積増加を示すことTM）である．2002年 2 月zevalinはFDAが原則である．骨転移が生じても，生命予後が比較的の製造承認を取得した．一方，わが国ではこの領域は長い癌ほど本治療法の必要性が高い．局所療法である

完全に立ち後れており，臨床応用例はない．

外部照射と異なり，転移の部位や個数は問わず治療が（Y2B8，Zevalin

できる．前立腺癌の方が乳癌よりも造骨性2-4

転移性骨腫瘍の除痛療法（osteoblastic）
転移の割合が多いが，除痛効果は両者ほ2-4-1

骨転移による疼痛ぼ同等である．したがって，造骨性の転移と同様に破注目を集めている新しい治療手段が，ストロンチウ

骨性の（osteoclastic）
転移にも適応がある．

89

痛みのない症例にまで適応を拡げる試みもある．

ム（ Sr）
による骨転移の除痛療法である．癌告知率や患者のQOL改善への関心の高まりに従って，効果的な89

疼痛緩和へのニーズが増加している．乳癌，前立腺癌出現までの期間を有意に延長するとのデータがある．

もしくは甲状腺癌では，進行すれば約80％の症例に骨この現象は，89Srには肉眼的な腫瘍の縮小効果がない

転移が生じる．骨転移はしばしば激烈な疼痛をきたとされているものの，微少な不顕性の骨転移に対してし，従来からの治療方法では，痛みのコントロールには抑制効果があることを示唆する．

限界がある．わが国では認可に長時間を要しており，

2-4-5

治験がスタートして10年が経過した．現在，再度の治89

89

骨転移治療用の放射性医薬品

Sr以外にも，レニウム-186標識hydroxyethylidene

diphosphonate（186Re-HEDP），サマリウム-153標識

験中である．
2-4-2

Srは外部照射に比べて，新規の骨転移あるいは疼痛

ethylenediaminetetramethlene phosphonic acid
（153Sm-

Srの除痛効果の発現機序

ストロンチウムは，静脈内投与するとカルシウムと

EDTMP），スズ-117m標識diethylenetriaminepentaace-

同様に骨皮質ミネラルに集積し，腎尿路系より排泄さ

tic acid（117mSn-DTPA）
が，米国では臨床応用されてい89

れる． Srは，転移のために造骨の亢進した骨には，る．

正常骨よりも約 3 倍多く集積し，約 7 倍長く留まる．
89

Srは線放出核種で，有効飛程は 2.4mmであり，そ3．ラジオコロイド検出法と放射性薬剤の範囲内の転移性腫瘍が照射され脱落する．その結3-1果，骨あるいは骨膜への圧迫が，徐々に解除され，1-

3-1-1

センチネルリンパ節概念

2週で疼痛が軽減する．投与数日で疼痛改善を示す症

センチネル（sentinel）とは，見張りあるいは番兵の例もあり，腫瘍体積減少による減圧以外の機序も想定意で，センチネルリンパ節とは，領域リンパ節の転移される．転移巣に浸潤したリンパ球は，痛みを強くす

状況を見張るリンパ節である．腫瘍組織からのリンパるインターロイキンおよびインターフェロンなどを放流が最初に到達するリンパ節と定義され，領域リンパ出するといわれている．照射により，リンパ球のサイ節のなかでいちばんはじめに転移が生じる可能性が高トカイン放出が低下することも除痛に関与すると考え

い．この概念は，1960年のGouldの耳下腺腫瘍や1977

られる．

年のCabanasの陰茎癌症例における報告から始まる．

2-4-3

89

Srの治療効果と副作用

やがて，悪性黒色腫におけるリンパ節転移の診断にセ鎮痛効果の発現には，1-2週間を要する．1.589

ンチネルリンパ節の生検が有用であるとの報告が相次2.2MBq/kgの Srの 1 回投与による前立腺癌および乳ぎ，さらに，この方法が乳癌に応用され，手術中にセ癌での有効率は約80％と高く，約20-30％は他の鎮痛

ンチネルリンパ節を同定し，生検することが可能とな

89剤の投与が不要となる．著者らも 2.2MBq/kgの Sr投った．病理組織診断の比較が欧米での大規模に行われ与により，服用していた鎮痛剤が全く不要となった前

た結果，腋窩リンパ節転移の有無ときわめて高率に一

立腺癌および乳癌の骨転移症例を経験している．効果

致したため，センチネルリンパ節に転移のない乳癌症

持続時間は平均3-6ヶ月と長く，再投与をしても除痛例では腋窩リンパ節の郭清を省略できるとのコンセン効果の低下はない．

サスに至っている．

2002 年 8 月

1014

日本放射線技術学会雑誌

このセンチネルリンパ節理論を消化器癌に応用しよ化管）
に対する投与方法，2）
皮下あるいは乳腺内と消うと本邦独自の試みがなされている．目的は，乳癌と化管粘膜下とのリンパ流の多寡，の 2 点が挙げられ同様に手術侵襲の低減である．たとえば，胃癌のリンる．

パ節郭清に合併した神経叢損傷のため，残胃の蠕動協
調運動障害が生じると，術後の腹部膨満感や不快感な

3-2

放射性薬剤

どの 生活の質（QOL）低下を招く．あるいは，直腸癌

欧米では，アルブミンコロイド（nanocolloidalの術後に膀胱直腸障害やインポテンツが生じたりする

albumin），レニウム硫黄コロイド（rhenium sulfide

例もリンパ節郭清の合併症である．画一的なリンパ節

colloid）
や硫黄コロイド（sulfur colloid）などがセンチネ

廓清の結果，早期癌症例で必要以上に術後のQOLを低ルリンパ節シンチグラフィに利用可能である．しかし下させているとの反省がある．センチネルリンパ節理

ながら，わが国では，リンパ節シンチグラフィに適当論が適用できれば，領域リンパ節に転移のない症例をな放射性薬剤が承認されていないため，99mTc標識ア特定できるため，各症例に見合った合理的な郭清範囲

ルブミン（HSA，株式会社第一ラジオアイソトープ研の決定が可能となる．低侵襲，最小侵襲手術あるいは究所とHSA-D，日本メジフィジックス株式会社）ある

ディサージャリといった外科トレンドと合致するた

いは99mTc標識スズコロイド（日本メジフィジックス株

め，消化器癌へのセンチネルリンパ節理論の応用が注式会社 ），並 びに， 99m Tc標識フ チン酸（stannous

目を集めている．

phytate, 株式会社第一ラジオアイソトープ研究所）
をタンパクや粒子状薬剤を腫瘍周囲に投与すると，網用いてきた．乳癌において 3 種の放射性薬剤を比較し内系に摂取されて，毛細リンパ管より生理的なリンパた結果，センチネルリンパシンチグラフィの検出率の流れに乗り，センチネルリンパ節に集積する．経時は，99mTc標識アルブミンでは71.4％，99mTc標識スズ

的な流れを観察することのできる核医学が診断に最もコロイドでは54.5％，また，99m Tc標識フチン酸では適しており，他の画像診断法では困難である．核医学

95.0％であった．これは，コロイドサイズに基づく体的にセンチネルリンパ節を検出する方法としては，手内動態の相違と考えられ，至適な薬剤はフチン酸と報術前にガンマカメラを用いてリンパ節シンチグラフィ

告した．

を行う方法と術中に小型ガンマ線検出装置
（ガンマプ
ローブ）
用いる方法とがある．また，最近手術中にシ

3-3

投与方法

ンチグラフィを行うための機器が開発され，術中イメ

乳癌で99mTc標識フチン酸を用いる場合は，手術前ージングも可能となりつつある．いずれにしても，生日に40MBq/0.1-0.2ml/siteを腫瘍周辺で皮膚面より 3-

理的な流れを観察してセンチネルリンパ節の局在を診

5mm深部の皮下の 2 ヶ所に投与した．胃癌および大腸

断するわけで，転移の有無を診断する手技でないこと

癌では同じく手術前日に99m Tc標識フチン酸40MBq/

を強調しておきたい．

0.2ml/siteを，経内視鏡的に穿刺針を用いて，腫瘍周囲3-1-2．適応疾患の粘膜下に投与した．胃癌の場合は腫瘍周囲を囲むよ

センチネルリンパ節の検出法は，リンパ節の郭清が必要なすべての手術に適応がある．乳癌では腋窩リン

うに 4 カ所，大腸癌の場合は腫瘍の口側 1 カ所と肛
側 1 カ所の 2 カ所に注入した．

パ節郭清により術後の生存率が向上しないとの大規模スタディがあり，リンパ節郭清の省略には抵抗が少な

3-4センチネルリンパ節の検出方法

い．しかし，消化器癌をはじめ他の多くの癌では，リ

3-4-1

ンパ節郭清の省略による根治性の低下を危惧する意見（1）
アンガ型ガンマカメラ

術前があることも事実である．したがって，リンパ節郭清

低エネルギーコリメータ装着ガンマカメラ（東の省略により根治性の低下しない癌を適応とする考え

芝E．CAM & GMS-5500A/UIあるいはシーメン

方が現時点では安全かもしれない．ただし，根治性にスOrbiter & ICON-P）を用いた．投与15分，1 時

関しては，郭清群と郭清省略群とを無作為に比較した間および 3 時間後にスタティックデータをうえで初めて結論が下されるわけで，今後の検討を待

256×256マトリクスで10分収集した．注入部位

つほかはない．

の放射能が非常に高い場合は，鉛板で遮蔽しわれわれは，乳癌および皮膚悪性腫瘍と消化器癌

た．集積部位の位置の同定のため，放射能マー（食道癌，胃癌，大腸癌）におけるセンチネルリンパ節

カを体表面に適宜入れた．あるいは，体輪郭をの検出を放射性薬剤を用いて行ってきた．放射性薬剤抽出するために直角散乱線成分の多い90keV+/−によるセンチネルリンパ節の検出を行う場合，両者で40％のオフピークの画像を同時に収集した．

最も異なることは，1）
浅在臓器
（皮膚）
と深部臓器
（消
第 58 卷

第8号

腫瘍核医学技術の新しい展開（福喜多・他）

3-4-1

術中

1015

ンチグラフィであらかじめセンチネルリンパ節の位置

手術では，センチネルリンパ節並びに非センチネルが同定されていた症例では，全例が術中にガンマプロ

リンパ節を郭清し，組織学的に転移の有無を比較検討

ーブで同定できた．一方，術中に検出できなかった症

した．手術中のノードマッピングにはパテントブルー

例が34.7％あり，術前シンチグラフィが未施行であっ色素とプローブ型検出器を使用した．

たか，あるいは，シンチグラフィ陰性であった．これ

（1）
プローブ

は，乳癌のセンチネルリンパ節は90％以上の確率で同99m

Tc標識フチン酸では，手術前日にシンチグ

側腋窩に集中するものの，それをプローブのみで探す

ラムを撮像し，そのまま追加投与なしに引き続作業には，習熟と根気が必要であることを示すデータ

き手術を行った．術中に小型ガンマ線検出器と考えられた．したがって，検出率のみで比較すれば（NAVIGATOR, Tyco Health Care, USA）
を用い，シンチグラフィの方がプローブ検索より劣るものの，腫瘍周辺のリンパ節の放射能を測定し，バック

手術時の指標となるため術前シンチグラフィを可能な

グラウンド放射能の 2 倍以上あれば有意の局在限り施行している．

と判定した．

他方，消化器癌の場合は，術前シンチグラフィは必（2）
可搬型ガンマカメラ

須である．消化器のリンパ組織は乳腺より複雑であ小視野（208mm×208mm）
で小型軽量のモバイ

り，かなり原発巣から離れた部位にセンチネルリンパルガンマカメラ（2020tcイメージャ，Digirad,

節が存在することがある．解剖学的には飛び離れておUSA）
は，従来の据え置き型のガンマカメラと異り，従来ならばskip metastasisと判断された症例でなり，手術室に持ち込み，手術中にセンチネル

も，実はそれがセンチネルリンパ節である可能性があリンパ節をイメージングをすることが可能であり興味深い．消化器癌では術前シンチグラフィの情報る．また，われわれは，さらに超小型の半導体なしでは，プローブ検索が甚だ困難である．

（CZT）
検出器ガンマカメラ（パームカメラ）を開発した．視野は3.2cm×3.2cmときわめて小さい

3-6

将来展望

が，カメラの重量は約800gで手持ちで支持でき

ガンマプローブは，いわば点での検索である．一る．したがって，モバイルガンマカメラよりも方，ガンマカメラ（シンチグラフィ）は視野を持ち，広さらに機動的かつ容易に術中イメージングが可い範囲を面で検索ができるため有利である．可搬型の能となった．パームカメラは半導体検出器のたモバイルカメラや手持ち可能のパームカメラは，セン

め，従来のアンガー型ガンマカメラと比較しチネルリンパシンチグラフィにとどまらず，近い将来て，高感度，高分解能，高い最高計数率といっいろいろな利用方法が可能となろう．

た特長を有する。パームカメラでセンチネルリ

また，放射性薬剤としてはコロイドを用いる以外

ンパ節を術中に検出する利用法をプローブと比に，マンノース結合のデキストランの利用が報告され較すると，以下の利点が考えられた．

ている．コロイドは物理的にリンパ節にトラップされ1．放射能を数値ではなく，手術室で画像としるため，体内動態はサイズに依存的である．一方，こて局在を知ることができる。

の化合物は，きわめて小さい（ 7.1nm）
ため，リンパへ

2．高感度であることよりほぼリアルタイムにの移行がよいと同時にまた，リンパ節にはマンノース

放射能の画像化が可能である。したがっ受容体を介して強固に結合するため，spill overが起こて，たとえば病変を動かすことで，複数のりにくい．臨床応用が期待される放射性薬剤である．

リンパ節の中から放射能の局在したリンパ節を容易に選択できる．

おわりに

3．消化器癌の領域では切除した大網などの組

近い将来，保険制度の変更による医療経済の見直し

織中のセンチネルリンパ節の位置を画像でも予想される．今後とも核医学が臨床医学として社会まず確認できるため、プローブより速やか的要請を果たしてゆくためには，治療と直結した検査にセンチネルリンパ節が同定できる．

法の普及と一つでも多くの治療手段の臨床導入が急務
である．

3-5

術前シンチグラフィの意義

アルブミンを用いた乳癌の検討結果より，術前のシ2002 年 8 月