Q1:PETとCTやMRIとの違いは何ですか?
A1: PETは近年.孤立性肺結節(SPN).非小細胞肺がん.リンパ腫.メラノーマ.乳がん.食道がん.大腸がん.頭頸部腫瘍など.様々な悪性腫瘍の診断.病期分類.経過観察に広く使用されています。 PETの機能は.分子レベルでの代謝活動の異常を示すことであるが.形態学的な異常は示さない。 PETとは対照的に.CTやMRIは主に形態学的変化による腫瘍の診断.病期分類.経過観察に用いられる。 しかし.近年.CTの灌流画像(PWI).デュアルソースCTの定量的物質分析.MRIの灌流画像(PWI).拡散画像(DWI).拡散テンソル画像(DTI).磁化率画像(SWI).スペクトル画像(SI).BOLD画像などの新しい技術が精力的に研究されている。 PETは悪性腫瘍の病期分類に有用である。 術後変化や瘢痕組織のために化学療法や腫瘍の外科的切除を受けた患者の多くでは.CTやMRIはより複雑な像を呈し.PETはこれらの患者の経過観察にも有用である。
[注:CT検査は.患者が検査ベッドに横たわり.機械が人体を通してX線を送り出し.機械が検出とデータ収集を行って人体のCT画像を形成します。]MRI検査は.パルス電磁波(X線ではなく.放射線を使用しない)を送り出し.機械が検出とデータ収集を行って人体のMRI画像を形成することを除いて.CT検査の方法と似ています。]PETは.前2者の逆で.人体から体内に注射します。 PETは前の2つの逆で.体内に注入された18Fなどのアイソトープが人体から放出され.それを機械が検出してデータを収集することで人体のPET画像を形成するもので.PET-CTは実際にはPETとCTの融合である。
Q2:PET画像の原理を簡単に紹介してください。
A2: 18Fは半減期109分の不安定な放射性同位元素で.FDG PETイメージングの原理は.放射性同位元素18Fから放出される陽電子と.電子が消滅する過程で現れる一対の光子(γ)を検出することです。 つまり.FDG PETイメージングの原理は.体内の組織や臓器におけるFDGの取り込みの違いを検出することで病気を診断することです。
Q3: なぜFDG PETイメージングでは.このような体内のFDG取り込みの違いを検出できるのでしょうか?
A3:腫瘍を例にとって.このFDG取り込みの違いを簡単に分析してみましょう。
まず腫瘍細胞についておさらいしましょう。 悪性腫瘍細胞は.急速な増殖.サイズの増大.局所浸潤.遠隔転移を特徴とします。 腫瘍形成は.大量のペプチド成長因子(血小板由来成長因子-PDGFとインスリン成長因子-IGF)と腫瘍促進血管新生因子(血管内皮成長因子-VEGFと塩基性線維芽細胞成長因子-bFGF)によって引き起こされる。 急速に増殖する大きな腫瘍は.成長速度が血液供給速度を著しく上回り.腫瘍の虚血と壊死を引き起こす。腫瘍の直径が大きくなるにつれて現れる腫瘍の成長に必要な血液供給の限界は1~2mmである。2mmの大きさの限界は.まさに血管系から拡散できる酸素供給と栄養素の最大距離容量を表している。
そして.腫瘍細胞の代謝を理解することになる。 悪性腫瘍細胞はヘキソキナーゼ活性をアップレギュレートし.グルコース利用の増加を示す。 悪性腫瘍細胞は補助輸送(細胞膜グルコーストランスポータータンパク質GLUT)を介してグルコースを取り込み.次いで解糖を受ける。 好気的条件下ではグルコースはピルビン酸を形成するが.低酸素条件下(腫瘍が壊死している場合など)では腫瘍の乳酸レベルが上昇する。
FDGは放射性医薬品であるグルコースの類似体であり.補助輸送を介して代謝活性の高い腫瘍細胞にグルコースと同様に取り込まれる。 腫瘍細胞によるFDGの取り込み速度は.腫瘍細胞自身の代謝活性に比例します。FDGはグルコースと同様にリン酸化されてFDG-6-Pを形成しますが.それ以上代謝されることはなく.最終的にFDGは代謝の高い生きた腫瘍細胞に限定されます。 FDG活性の高い腫瘍は.FDG PETイメージングで検出できるようになりました。
Q4:PET-CTを受ける際に患者が注意すべきことはありますか?
A4: 患者はPET-CT検査の4~6時間前から絶食する必要がありますが.これは腫瘍によるFDGの取り込みを促進し.心臓によるFDGの取り込みを最小限に抑えるためです。 この間.アルコールとカフェインを含む飲料は禁止されていますが.水は許可されています。 FDGの細胞への取り込みはグルコースによって競合的に阻害される可能性があるため.良好な血糖コントロールが必要である。 糖尿病患者のグルコースレベルコントロールのためにインスリンを注射するかどうかについては.コンセンサスは得られていない。 インスリンは.筋肉.脂肪.その他の組織へのグルコースのGLUT補助輸送を可能にするが(脳と肝臓は十分なグルコース取り込みにインスリンを必要としない).糖尿病患者では筋肉による生理的取り込みが誇張される可能性がある。 FDGの筋肉への生理的取り込みの影響を避けるため.患者は検査前と放射性同位元素注入後に激しい運動を禁じられている。 腸管洗浄.膀胱挿管.経口腸管造影の必要性については.業界のコンセンサスは得られていません。
Q5: PETのSUV値はどのくらいですか?
A5: SUV(Standardized Uptake Value)値は.PET-CTで一般的に使用される重要なパラメータで.放射性トレーサーの取り込み範囲を評価するための半定量的なパラメータであり.静的PET画像上の1点から瞬時に測定されます。 ある組織におけるSUV値は.次の式を計算することによって得られる:SUV値=(組織における放射性トレーサーの活性)/(体内に注入された放射性トレーサーの線量/患者の体重)。 組織中の放射性トレーサーの活性はマイクロキュリー/gで表され.体内に注入された放射性トレーサーの線量はミリキュリーで表され.患者の体重はkgで表される。
組織内のSUV値は.CT値と同様にROI内の最大値.最小値.平均値で表すこともできます。 平均SUV値はROI内の全画素の算術平均値.最大・最小SUV値はROI内の全画素の最高・最低SUV値である。 FDG活性を有する疑わしい病変の評価と腫瘤の経過観察は.主に視診とSUV値によって行われた。 一般に悪性腫瘍のSUV値は2.5~3以上であるのに対し.正常な肝臓.肺.骨髄組織のSUV値は0.5~2.5である。
治療開始前に腫瘍のSUV値を知っておくことは.腫瘍の悪性度や放射線治療の治療後効果を評価するのに役立つ。 放射性トレーサーを2回注射する間隔を標準化し.PET検査のSUVの経時的変動を注意深く記録し.管理することが重要です。
Q6:PET-CTの使用における主な交絡因子は何ですか?
A6: 1つ目は.PET-CT検査中の患者の動きによる明らかなアーティファクトで.画像融合時に病変の位置確認が困難になります。 そのため.CT検査とPET検査の間で患者を動かさないように.検査中は患者にブレーキをかける必要があります。 検査開始前に患者をより楽な姿勢にする.検査前に利尿剤を服用していないことを確認する(検査中の排尿を防ぐ).検査開始前に排尿または膀胱の挿入を依頼するなどの対策はモーションアーテファクトを避けるための対策であるが.呼吸.心拍.排便のアーティファクトは避けられない。
第二に.患者が人工股関節.ペースメーカー.義歯.造影血管を持っている場合.有意な光線硬化アーチファクトが発生する可能性があり.画像融合における代謝亢進域から除外するように注意する必要がある。
第三に.検査準備で述べたようにFDG注射前後の運動は禁止されています。運動後.PET画像で正常筋に多量の放射性トレーサー濃度が認められることがあり.通常は左右対称でCTの再確認で容易に同定できますが.筋群の麻痺により非対称な放射性トレーサー濃度が認められることがあるからです。
Q7: PET-CTの利点は何ですか?
A7: 第一に.PET-CTは小さなスライスで放射性トレーサーの取り込みを局在化することができ.代謝異常部位と正常な代謝亢進部位を識別するのに役立ちます。
第二に.PET-CTはPETの非常に優れた機能的情報とCTの高い空間分解能とコントラスト分解能の両方を提供します。
第三に.CTデータは減弱補正後も定量的・半定量的に評価することができます。
Q8:PET-CTで検出される腫瘍のSUV値が低いのはなぜですか?
A8:PETの空間分解能が低いため.1cm以下の腫瘍は検出されないことが多く.CTで検出できるため.腫瘍のSUV値は低くなりますが.悪性腫瘍であることを否定するものではありません。FDG PETは悪性腫瘍の悪性度によって検出率が異なるため.具体的なデータは異なる腫瘍の研究に基づいて決定されるべきです。 さらに.生理的取り込みが比較的高い特定の部位も腫瘍の検出に影響を与える可能性があります。
Q9:小児もPET-CTを受けられますか?
A9:18F FDG PETは.小児の様々な悪性腫瘍の病期分類.治療効果の評価.再病期分類.治療後の残存腫瘍の評価.穿刺レジメンの開発.放射線治療レジメンの開発などに徐々に応用されています。 評価対象となる悪性腫瘍には.リンパ腫.軟部肉腫.骨肉腫.ユーイング肉腫.神経芽腫.セミノーマ.肝芽腫.ウィルムス腫瘍.叢状線維腫悪性腫瘍などがある。 小児における正常な18F FDG生理的取り込み部位は.脳.心臓.肝臓.脾臓.消化管.採尿系(膀胱を含む).骨髄.咽頭リンパ輪.唾液腺.胸腺.過呼吸時の横隔膜.横隔膜足部.肋間筋である。 小児における18F FDGの正常分布域は成人とは大きく異なることに注意する必要があります。
Q10: 腫瘍治療におけるPET-CTの有効性を評価する際に注意することはありますか?
A10: (1) FDG PET検査は.術後のFDG活性変化の影響を軽減するため.腫瘍手術後8週間以降に行うことが望ましい。
(2)精巣と卵巣はともに生理的なFDG活性を示すことがあり.性腺転座に精通していれば.検査時に悪性腫瘍と誤認されることはありません。
(3)PET-CTでFDG活性が認められる胸膜病変は.CT上では高濃度であり.胸膜悪性腫瘍の10%未満が石灰化を形成するため.胸膜固定の既往の有無を調べることが重要である。
(4) FDG PET検査は放射線治療後8~12週後に行い.希望するFDG活性の放射線影響が少なくなるようにする。
(5) 放射線照射野における新たなFDG活性骨疾患は.悪性腫瘍の再発.放射線誘発性の新たな悪性腫瘍.または骨の良性放射線壊死性病変である可能性があります。