なぜ放射線治療の局在診断にCT-PETを使うのか？
I. 放射線治療におけるCT-PETの価値：
放射線治療が悪性腫瘍を治療する3つの基本的手段の1つであることはよく知られている。 WHOによると.悪性腫瘍の45％は現在治癒可能であり.そのうち18％は放射線治療に依存している。 分子イメージングの代表として.悪性腫瘍の診断と鑑別診断におけるPET/CTの臨床応用価値は.同業者のコンセンサスを得ている。 特に.PET/CTは悪性腫瘍に対する標準的放射線治療の過程において.腫瘍の正確な病期決定.標的部位の正確な輪郭決定.放射線治療計画の最適化.放射線治療の効果判定に大きな価値を発揮する。
腫瘍病期の決定 腫瘍の正確な臨床病期決定は.最善の治療計画を選択するための前提条件である。 従来のCTとMRIによるTNM病期分類には.一定の誤差と限界がありました。 PET/CTは.機能的画像と解剖学的画像の同位置という優れた利点があるため.1回のスキャンで全身の検査を完了することができ.病変の取りこぼしを防ぐことができます。PET/CTで示される病変の集中度や遅延スキャンの変化を分析することで.疑わしい診断を除外または修正することができます。また.転移リンパ節の位置を正確に特定し.同時に周囲の正常組織に浸潤している病変に関する情報を提供します。 また.周囲の正常組織への浸潤に関する情報も得られるため.腫瘍の病期分類の精度が大幅に向上します。
PET/CTは.腫瘍のイメージングと腫瘍の放射線治療感受性のin vivo三次元予測を正確に行うことができ.より明白な利点があり.腫瘍の放射線治療モダリティの意思決定のための明白な臨床応用の利点があります。 研究により.18F-FDG PETは代謝活性腫瘍のサイズ範囲を提供し.腫瘍境界を決定することが示されており.これは腫瘍生物学的標的領域(BTV)の正確な計画を立て.不適切な治療の割合を減少させるために非常に重要である：第一に.18F-FDGは腫瘍のより多くの外部浸潤および遠隔転移を検出することができ.したがって治療計画を拡大することができる。 第二に.18F-FDG PETは.CTで決定されたGTVを狭めながら.腫瘍周囲の良性病変（肺無気肺.組織壊死など）を同定することで.腫瘍発がんのリスクを低減することができ.腫瘍を制御し正常組織の損傷を軽減する可能性を効果的に高めることができる。
PET/CTによる標的領域変更率は.従来のCTによる標的領域変更率に比べ33～70％であることが報告されている[2]。Erdi氏は[3].計画標的領域（PTV）をCTとPETでそれぞれ決定した11例の腫瘍患者を対象とした研究で.PETで決定した11例のPTVのうち7例がCTで決定したPTVより拡大し（平均49％）.PETで決定した11例のPTVのうち4例がCTで決定したPTVより拡大した（平均49％）ことを報告している。 パーセント）.PTVを狭めた症例は4例（平均18パーセント）であった；Schniltらは.非小細胞肺がん患者39例において.18F-FDG PETガイダンスを適用した後.CTで決定された照射野が15例で変更されたことをレトロスペクティブ研究で明らかにした；Schmuckingら[4]は.18F-FDG PET画像から提供された情報によってPTVが決定された腫瘍放射線治療患者27例において.PTVのうち25例が変更されたことを報告した。 情報によりPTVを決定したところ.25症例は3％から21％までさまざまな程度の縮小がみられ.他の2症例はPTVが拡大した。
腫瘍への放射線治療線量を効果的に制御するための腫瘍内の標準化取り込み値（SUV）の決定 放射線生物学的研究から.腫瘍内のがん細胞の分布は不均一であり.血液供給の違いや細胞の不均一性により.放射線治療に対するがん細胞核の感度はかなり異なることが示されている。 PET/CTは.腫瘍の各部位のSUVを測定することで.腫瘍の各部位における腫瘍細胞の増殖活性に対応し.生物医学的強度変調放射線治療の需要に応じて異なる照射線量を与え.放射線治療の最適な効果を達成することができる。 必要性に応じて異なる照射線量を与え.生物学的強度変調放射線治療を行うことで.最良の放射線治療効果を得ることができる。
腫瘍に対する放射線治療の効果を評価し.放射線治療後の腫瘍が残存組織.再発組織.瘢痕壊死組織であるかどうかを判断すること 腫瘍組織は放射線治療後に線維化.壊死.瘢痕組織が形成されることが多く.CT.MRIなどに頼って形態や密度から残存腫瘍や再発腫瘍を同定することは困難である。腫瘍中の18F-FDGの代謝造影を利用したPET/CTは.より良い方法で治療効果を同定し評価することができる。 AKhurstらは.365人の非小細胞肺癌患者の治療後.18F-FDG PETによる原発巣の残存・再発判定に対する陽性適中率は98％.遠隔転移巣に対する診断感度は100％であったと報告している。 放射線治療直後にPET/CTを短時間で実施した場合.壊死腫瘍組織における放射線肺炎やマクロファージの糖鎖結合の影響により偽陽性が生じる可能性があることが実践により示されている。 放射線治療後1ヵ月で早期にFDG PET/CTを実施した場合でも.残存腫瘍を検出する陽性適中率は90％近くであるが.陰性適中率は比較的低く.治療後3～4ヵ月後の陽性適中率に近い。 したがって.治療1ヵ月後にPET/CT検査を実施し.残存腫瘍の50％しか検出できないが.残存腫瘍を時間内に治療することができる。3～4ヵ月の間隔で2回目の検査を実施し.PET/CT陽性像が認められた場合は.放射線治療の中長期的な治療効果を向上させるために.標的放射線治療を実施することが推奨される。
まとめると.PET/CTは腫瘍放射線治療において生物学的に活性な腫瘍組織の分布を提供し.腫瘍診断と局在診断の精度を向上させると同時に.放射線治療の照射線量を最適化し.治療効果を向上させ.病変の再発を減少させる。さらに.悪性腫瘍の治療と再発の評価においてモニタリングの役割も果たし.臨床現代腫瘍学の診断と治療にとって不可欠なツールとなっている。
第二に.PET/CTが頭頸部癌の治療決定に与える影響：
腫瘍治療決定の鍵は正確な診断と病期分類にあり.CT.MRI.その他の解剖学的画像技術を用いた従来の臨床病期分類法には一定の限界があります。 18F-FDG PET/CTは.頭頸部癌の位置を特定し.正しく鑑別できるだけでなく.頭頸部癌の優れた診断・治療ツールを提供できるため.18F-FDG PET/CTと比較して明らかな利点があります。 PET/CTは.腫瘍の位置を正確に特定し.18F-FDGの異常取り込みのある脂肪組織と筋肉組織を正しく区別できるだけでなく.腫瘍と周辺組織の解剖学的関係をよく表示することができる。 文献によると.PET/CTは18％の患者の治療計画に影響を与え.27％の放射線治療決定が変更され.9％が他の治療法に変更され.10％が緩和的放射線治療に変更され.6％が照射目標部位を変更し.12％が線量を調整したと報告されている。 放射線治療前にFDG PET/CTを施行したところ.16％の患者に遠隔転移が疑われたため.根治的放射線治療を緩和的放射線治療に変更した学者もいた。 PET/CTが腫瘍患者の外部照射に及ぼす影響を前向きに評価した研究者もいる：PET/CTによって治療計画が根治的放射線治療から緩和的放射線治療に変更された患者は20％.照射線量が変更された患者は30％.標的領域の体積が変更された患者は40％であった。 頭頸部悪性腫瘍の治療において.放射線治療は重要な手段であり.標準化された正確な照射は.間違いなく効果的に放射線治療の効果を向上させ.合併症を減少させることができる。PET/CTのワンストップ全身スキャン検査は.腫瘍の正確な病期分類を提供することができ.治療計画の選択と策定.治療効果の判定に臨床的に重要である。一方.PET/CTは頭頸部腫瘍の放射線治療計画の策定において.正常組織を回避することができる。 同時に.PET/CTは正常組織を避けながら腫瘍の標的部位への線量をできるだけ増加させ.重要な臓器の毒性を効果的に減少させ.治療効果に応じて放射線治療を継続するか.放射線治療計画を変更するか.放射線治療を終了するかを決定することができ.患者の治療計画をより科学的で合理的なものにすることができる。
頭頸部腫瘍の治療効果評価と残存・再発病変の検出におけるPET/CTの価値：
18F-FDG PET/CTは.治療後の残存・再発病変を検出し.治療効果を正確に評価することができ.放射線治療や化学療法の治療効果を早期に評価するために大きな価値があり.CTやMRIなどの構造画像検査よりも優れています。
PET/CTは.機能画像と解剖学的画像を1台の装置で統合できるという優れた利点があります。 PET/CTは機能的画像と解剖学的画像の統合という卓越した利点があり.正確な放射線治療のシミュレーションとポジショニングのための新しいプラットフォームとなる可能性がある。 PET/CTの情報を放射線治療の範囲決定に応用すれば.GTVの決定がより正確になることは多くの研究で確認されている。 治療した腫瘍細胞に濃縮される18F-FDGの量は増殖速度と直線的に関係するため.治療過程における代謝レベルの変化は腫瘍体積の変化に先行し.局所領域における18F-FDGの取り込みの増加は治療の失敗を意味し.一方.治療中の代謝活性の急激な減少は治療に対する良好な反応を予測するため.治療に対する有効な反応と無効な反応の鑑別に利用でき.無効な症例に対しては.できるだけ早期に他の治療法に変更することができる。 PET/CTの再発に対する陰性的中率は100％.陽性的中率は80％であった。 他の著者は.PET/CTは原発巣の残存診断よりもリンパ節の残存診断に有用であると報告している。 手術による解剖学的変化や瘢痕.放射線治療による浮腫や線維化は.臨床検査や従来の画像診断で活動性の頭頸部腫瘍の存在を検出することを困難にする。 PET/CTは.頭頸部領域におけるFDG異常取り込み病変の約3分の2を正確に局在させることができると報告されており.特に手術や放射線治療の既往のある患者では.未治療の腫瘍性腫瘍のある患者と比較して有意に高い検出率を示す。 非侵襲的なPET/CT検査として.治療後の頭頸部悪性腫瘍の再発を臨床的に検討する際に選択される診断法となっている。
III.肺がんの放射線治療におけるCT-PETの価値
PET/CTは放射線治療に大きな影響を与える。 放射線腫瘍医はすでに放射線治療計画（RTP）にPET/CT情報を直接利用している。放射線治療の基本的な目的は.周囲の組織や臓器への線量を最小限に抑えながら.腫瘍部分に十分に高い治療線量を照射することである。 三次元コンフォーマル強度変調放射線治療は.現在最も進歩した放射線治療技術であり.放射線治療標的領域の正確な位置決めがこの技術の鍵である。CTは放射線治療の腫瘍局在診断において重要な役割を果たすが.一定の限界がある。 PET/CT技術は腫瘍体積.腫瘍の代謝活性度.腫瘍周囲の組織.体表面の解剖学的構造を結合し.同時に腫瘍の病期と悪性度を提供し.放射線治療計画の設計.照射野の設計.腫瘍標的領域の線量分布の計算に使用される。 腫瘍標的領域の線量分布を計算し.周囲の正常組織へのダメージが最も少なく.腫瘍標的領域の線量分布が最良になるようにする。 18F-FDGPET検査により.非小細胞肺がん患者の30～60％で放射線治療の生物学的標的領域を変更できることが示されている。 われわれが分析した96人の悪性腫瘍患者のうち.33人はPET/CTをMM50放射線治療の局在誘導に応用することで.病変の境界を比較的正確に描出することができ.臨床経過観察とPET/CTレビューの結果は満足のいくものであった。 例えば.肺無気肺を伴う中心性肺癌の場合.PETやCTだけでは腫瘍と肺無気肺の境界を決定することは困難であり.全領域に放射線治療が行われ.無気肺の原因となった組織に不必要な照射が行われる可能性がある。PET/CTフュージョン画像は.腫瘍と周辺組織の境界をカラースケールの変化により非常に明瞭に示すため.3Dコンフォーマル強度変調放射線治療において重要な役割を果たすであろう。
治療前のMM50
治療後のMM50
右肺の高分化扁平上皮がん。 PET/CTフュージョン画像では腫瘍の境界が明瞭で.正確な位置が確認でき.治療効果も十分であった。
外科腫瘍学におけるET/CTの役割。PET/CTは腫瘍の局所および全身情報を提供し.病変の解剖学的位置および正常組織との相互関係を決定することができ.外科医は不必要な外科的切除を避けるために.手術前に腫瘍が切除可能かどうかを明確にすることができる。 手術に適した患者に対しては.PET/CTフュージョン画像を用いて.手術アプローチの決定や病変の切除範囲を決定している。 当院では.25人の患者が.腫瘍の大きさ.境界.周囲の組織構造との関係を示すPET/CT融合画像に基づいて.手術アプローチと切除範囲を決定した。 術後の病理検査では.切開端にがん細胞の浸潤が認められないことが確認され.切除されたリンパ節は.肺がんの1例で肺門リンパ節がPET/CT所見と一致しなかった以外は.PET/CT所見と一致していた。
融合画像から腫瘍の大きさ.境界.周囲の組織構造との関係がわかり.手術方法や切除範囲を決定することができた。
しかし.臨床が深まり症例が蓄積されるにつれ.腫瘍診断におけるFDGの限界（主に偽陽性と偽陰性）が徐々に現れてきた。 中国における54例の症例群では.結核28例中9例（32％）にFDGの取り込みが認められ.結核8例中5例に活動期のFDG画像陽性が認められ.肺感染症18例中6例（33.3％）にFDGの取り込み陽性が認められ.クリプトコッカス.肺炎マイコプラズマ.マイコバクテリオーシス.肺膿瘍.細菌性肺炎.偽性肺炎（機械化）が各1例であった。偽陰性では.腎明細胞癌.気管支肺胞癌.胃粘液細胞癌.刷り込み細胞癌.一部の肝細胞癌が見られた。 したがって.ある代謝状態を反映するポジトロン放射性医薬品だけを使用しても.人体の実際の状況を反映することはできない。 そのため.早期腫瘍診断の感度と特異度を向上させ.PET/CT装置の特性を真に生かし.早期腫瘍診断の真の目的を達成するためには.PET/CT画像診断と異なる代謝過程を反映する陽電子放射性医薬品の使用を組み合わせることを提案する。
まとめとして.PET/CTは診断.病期分類.予後診断.治療計画の策定や放射線治療の生物学的標的の位置決めにおいて優れた利点がある。 しかし.トレーサー開発の限界により.PET/CT検査にはまだ一定の偽陽性や偽陰性がある。 新しい放射性医薬品の出現と特異的な分子プローブの導入により.PET/CTは腫瘍の診断と治療を新たなレベルへと促進するだろう。