ポジトロン断層だんそう法ほう

ポジトロン断層だんそう法ほう（ポジトロンだんそうほう、英語えいご: positron emission tomography：PET）とは、陽電子ようでんし検出けんしゅつを利用りようしたコンピューター断層だんそう撮影さつえい技術ぎじゅつである。

概要がいよう

CTやMRIが主おもに組織そしきの形態けいたいを観察かんさつするための検査けんさ法ほうであるのに対たいし、PETはSPECTなど他たの核かく医学いがく検査けんさと同様どうように、生体せいたいの機能きのうを観察かんさつすることに特とく化かした検査けんさ法ほうである。主おもに中枢ちゅうすう神経しんけい系けいの代謝たいしゃレベルを観察かんさつするのに用もちいられてきたが、近年きんねん、腫瘍しゅよう組織そしきにおける糖とう代謝たいしゃレベルの上昇じょうしょうを検出けんしゅつすることにより癌がんの診断しんだんに利用りようされるようになった。患者かんじゃへの被曝ひばく量りょうはCTに比くらべて少すくないが、医療いりょうスタッフの被曝ひばく量りょうに注意ちゅういが必要ひつようである。ただし、下しも述じゅつするようにPET/CT装置そうちを用もちいた検査けんさの場合ばあいの被曝ひばく量りょうはCTに比くらべても大おおきくなる場合ばあいがある。

CTとPETを比較ひかくすると、CTでは外部がいぶからX線せんを照射しょうしゃして全体ぜんたい像ぞうを観察かんさつしているのに対たいして、PETなどの核かく医学いがく検査けんさでは生体せいたい内部ないぶの放射ほうしゃ性せいトレーサーを観察かんさつしているという違ちがいがある。ここで、CT像ぞうは解剖かいぼう学がく的てきな情報じょうほうにすぐれているので形態けいたい画像がぞうと呼よばれ、PET像ぞうは生理学せいりがく的てきな情報じょうほうに勝すぐれているので機能きのう画像がぞう（functional image）と呼よばれる。なお、両者りょうしゃの利点りてんを総合そうごう的てきに利用りようするために、PETとCTを一体化いったいかした装置そうち・PET/CTも開発かいはつされており、診断しんだんには両りょう画像がぞうをソフトウェア的てきに重かさね合あわせた融合ゆうごう画像がぞうが主流しゅりゅうとなりつつある。

原理げんり

¹⁸F-FDGをトレーサーとして用もちいた、全身ぜんしんPETスキャンの例れい。

陽電子ようでんし反はんβべーた崩壊ほうかいする核種かくしゅで標識ひょうしきされた化合かごう物ぶつを放射ほうしゃ性せいトレーサーとして用もちいる。そのような核種かくしゅの半減はんげん期きは一般いっぱんに短みじかい（¹⁵O：2分ふん、¹³N：10分ふん、¹¹C：20分ふん、¹⁸F：110分ふんなど）。そのため、投与とうよ直前ちょくぜんに加速器かそくき（サイクロトロンなど）を用もちいて製造せいぞうされる。一般いっぱん的てきに放射ほうしゃ性せい同位どうい元素げんそを作成さくせいするには原子げんし炉ろ等とうで中性子ちゅうせいしを照射しょうしゃするが、陽電子ようでんし放出ほうしゅつ核種かくしゅは原子核げんしかく内ないの陽子ようし数すうが過多かたであることによりβべーた+壊変するため、加速器かそくきで陽子ようしや重じゅう陽子ようしを照射しょうしゃして作成さくせいする。放射ほうしゃ性せいトレーサは、病院びょういん内ないに設置せっちした加速器かそくきで生成せいせいするか、一部いちぶ、比較的ひかくてき長ちょう半減はんげん期きのものにおいては放射ほうしゃ性せい医薬品いやくひん会社かいしゃから供給きょうきゅうを受うけることも可能かのうである。

人体じんたいに投与とうよされたトレーサー中ちゅうの陽電子ようでんし放出ほうしゅつ核種かくしゅは、体内たいないで崩壊ほうかいして凡およそ96.7〜99.9%の確かく率りつで1個いっこの陽電子ようでんしを放出ほうしゅつする。放出ほうしゅつされた陽電子ようでんしは近傍きんぼうの原子げんし（生体せいたいの70%は水みずで構成こうせいされているのでおそらくは水分すいぶん子こ）の電子でんしと対たい消滅しょうめつし、電子でんしの静止せいし質量しつりょうに等ひとしいエネルギー（511keV）の光子こうし（ガンマ線がんません）が2個こ放出ほうしゅつされる(消滅しょうめつ放射線ほうしゃせん)。この時とき、おのおのの光子こうしは元もとの電子でんしと陽電子ようでんしの運動うんどう量りょうを保存ほぞんする為ために、正せい反対はんたいの運動うんどう量りょうをもつ。すなわち、反対はんたい方向ほうこうへ対たいで放出ほうしゅつされる。

PET装置そうちは、人体じんたいの周囲しゅういを取とり巻まくように配列はいれつされた多数たすうのガンマ線がんません検出けんしゅつ器きと、2個この光子こうしの信号しんごうを組くみ合あわせる同どう時計とけい数すう回かい路ろからなる。検出けんしゅつ器きのうちいずれか2つが同時どうじにガンマ線がんませんを検出けんしゅつしたとき、その2つの検出けんしゅつ器きを結むすぶ直線ちょくせん上じょうのどこかで対たい消滅しょうめつが起おきたと考かんがえられる。そこで、この情報じょうほうを集あつめてCTと同様どうようのコンピューター画像がぞう処理しょりを施ほどこすことにより、トレーサーの分布ぶんぷを示しめす三さん次元じげん画像がぞうを作成さくせいする。SPECTとは異ことなり、放射線ほうしゃせんの入射にゅうしゃ方向ほうこうを限定げんていする鉛なまりコリメータを用もちいなくても、同どう時計とけい数すうにより原理げんり的てきに飛来ひらい方向ほうこうが判明はんめいするため、検出けんしゅつ器きの前まえに遮蔽しゃへい体たいを置おく必要ひつようがない。したがって、一般いっぱん的てきにPETはSPECTよりも感度かんどが高たかく定量ていりょう性せいにも勝すぐれている。ただし、長ちょう半減はんげん期きのトレーサが少すくないなどの問題もんだいがあり、PETの潜在せんざい能力のうりょくを十分じゅうぶんに引ひき出だすためには、更さらなるトレーサーの開発かいはつが必要ひつよう不可欠ふかけつである。

応用おうよう

脳のう機能きのう

脳のう内うちでの神経しんけい活動かつどうが高たかまるとその部位ぶいで代謝たいしゃ量りょうや血液けつえき流量りゅうりょうが増大ぞうだいするので、捉とらえたい指標しひょうに合あわせて上うえに述のべたトレーサーを選えらぶことで、間接かんせつ的てきに脳のう内ないで活動かつどうが活発かっぱつになっている部位ぶいを特定とくていすることができる。

グルコース代謝たいしゃ量りょうを測定そくていしたいときにはトレーサーとして¹⁸F-fluorodeoxy glucose（フルオロデオキシグルコース、FDG）を主おもに用もちいる。¹⁸F-FDGは、グルコース(ブドウ糖ぶどうとう)に似にた物質ぶっしつに放射ほうしゃ性せいのフッ素ふっそ(¹⁸Ｆ)をつけたもので、体内たいないにはグルコースと同おなじように取とり込こまれるがグルコースと違ちがう点てんは¹⁸Ｆ-FDGが尿にょうといっしょに、腎臓じんぞう、尿にょう管かん、膀胱ぼうこうを経由けいゆし体外たいがいに排泄はいせつされることである^[1]^[2]。
脳のう血ち流量りゅうりょうや酸素さんそ代謝たいしゃ量りょうの測定そくていには、トレーサーとして、¹⁵OでラベルしたH₂O、CO₂、O₂などを用もちいる。

他ほかにもアルツハイマー病びょうの診断しんだんに有効ゆうこうである。

癌がん診断しんだん

FDG-PETについて^[3]

癌腫がんしゅの多おおくが、ブドウ糖ぶどうとう代謝たいしゃが活発かっぱつなことを利用りようしている（ワールブルク効果こうか）。
検出けんしゅつ感度かんどの良よくない悪性あくせい腫瘍しゅようも複数ふくすう種しゅある。
- 胃癌いがん、大腸だいちょう癌がん、肝かん細胞さいぼう癌がん、脳腫瘍のうしゅようなど、生理せいり的てきに正常せいじょう細胞さいぼうもブドウ糖ぶどうとう代謝たいしゃの旺盛おうせいな組織そしきにおいては、腫瘍しゅようと正常せいじょう組織そしきのFDG集積しゅうせきの差さが少すくなく検出けんしゅつ感度かんどがさがる。
- 肺癌はいがん^[4]では一般いっぱん的てきにPETは有用ゆうようであるが、細ほそ気管支きかんし肺はい胞上皮がわ癌がんなどは分化ぶんか度どの高たかい腺せん癌がんで、FDG取とり込こみが高たかくなく、検出けんしゅつしにくい。
- 腎じん細胞さいぼう癌がん・膀胱ぼうこう癌がんを含ふくめた腎じん尿にょう路ろ系けいは、FDGが腎じんから排泄はいせつされ集積しゅうせきするため、腫瘍しゅようと正常せいじょう組織そしきの差さが少すくなく、検出けんしゅつしにくい。
乳癌にゅうがん・前立腺ぜんりつせん癌がんはブドウ糖ぶどうとう代謝たいしゃが旺盛おうせいでないことも多おおく、FDG集積しゅうせきがなく検出けんしゅつしにくい。
腸管ちょうかんや炎症えんしょう巣すへの生理せいり的てき蓄積ちくせき、良性りょうせい腫瘍しゅようなどが偽にせ陽性ようせいとなることがある。

被曝ひばく

PETとCTを一体化いったいかしたPET-CT装置そうちを用もちいた検査けんさの場合ばあい、1回かいの検査けんさにおける放射線ほうしゃせん被曝ひばくは、23–26 ミリシーベルト（mSv）になる（体重たいじゅう70キロの人体じんたいの場合ばあい）^[5]。これに対たいし、放射線ほうしゃせん診療しんりょうにおける代表だいひょう的てきなX線せん検査けんさでの被曝ひばく量りょうは、胸部きょうぶ 0.04mSv、腹部ふくぶ1.2mSv、上部じょうぶ消化しょうか管かん 8.7mSv、胸部きょうぶCT 7.8mSv、腹部ふくぶCT 7.6mSvである^[6]。日本にっぽんでは、人体じんたいは自然しぜん界かいから年間ねんかん2.1mSv前後ぜんこうの被曝ひばくを受うけている（2011年ねん推定すいてい）^[7]。

出典しゅってん

[脚注きゃくちゅうの使つかい方かた]

^ 渡邉わたなべ一夫かずお監修かんしゅう『切きらずに治なおすがん治療ちりょう』主婦しゅふの友社ともしゃ 2013年ねん、88頁ぺーじ ISBN 978-4-07-288610-6
^ 聖せい隷PETセンター - ウェイバックマシン（2015年ねん10月がつ28日にちアーカイブ分ぶん）
^ 日本にっぽん医事いじ新報しんぽう 2005; 4234: 97
^ Gould MK，et al：Accuracy of positron emission tomography for diagnosis of pulmonary nodules and mass lesions：A metaanalysis．JAMA 285：914-924，2001.
^ Brix G, Lechel U, Glatting G, et al. (April 2005). “Radiation exposure of patients undergoing whole-body dual-modality 18F-FDG PET/CT examinations”. J. Nucl. Med. 46 (4): 608–13. PMID 15809483.
^ 草間くさま朋子ともこ『あなたと患者かんじゃのための放射線ほうしゃせん防護ぼうごQ&A』医療いりょう科学かがく社しゃ、ISBN 978-4900770522。
^ 大学だいがく共同きょうどう利用りよう機関きかん法人ほうじん高エネルギこうえねるぎー加速器研究機構かそくきけんきゅうきこう＞放射線ほうしゃせん科学かがくセンター＞暮くらしの中なかの放射線ほうしゃせん＞自然しぜん放射線ほうしゃせんの量りょう

外部がいぶリンク

次世代じせだいPET開発かいはつ研究けんきゅう会かい報告ほうこく書しょ - 量子りょうし科学かがく技術ぎじゅつ研究けんきゅう開発かいはつ機構きこう
HOME-PET & PET - 日本にっぽん核かく医い学会がっかいPET核かく医学いがく分科ぶんか会かい、臨床りんしょうPET推進すいしん会議かいぎ

[1] 渡邉わたなべ一夫かずお監修かんしゅう『切きらずに治なおすがん治療ちりょう』主婦しゅふの友社ともしゃ 2013年ねん、88頁ぺーじ ISBN 978-4-07-288610-6

[2] 聖せい隷PETセンター - ウェイバックマシン（2015年ねん10月がつ28日にちアーカイブ分ぶん）

[3] 日本にっぽん医事いじ新報しんぽう 2005; 4234: 97

[4] Gould MK，et al：Accuracy of positron emission tomography for diagnosis of pulmonary nodules and mass lesions：A metaanalysis．JAMA 285：914-924，2001.

[5] Brix G, Lechel U, Glatting G, et al. (April 2005). “Radiation exposure of patients undergoing whole-body dual-modality 18F-FDG PET/CT examinations”. J. Nucl. Med. 46 (4): 608–13. PMID 15809483.

[6] 草間くさま朋子ともこ『あなたと患者かんじゃのための放射線ほうしゃせん防護ぼうごQ&A』医療いりょう科学かがく社しゃ、ISBN 978-4900770522。

[KEK-7] 大学だいがく共同きょうどう利用りよう機関きかん法人ほうじん高エネルギこうえねるぎー加速器研究機構かそくきけんきゅうきこう＞放射線ほうしゃせん科学かがくセンター＞暮くらしの中なかの放射線ほうしゃせん＞自然しぜん放射線ほうしゃせんの量りょう

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