ISSN NUCLEAR MEDICINE IN CLINIC 臨床核医学 2019 Vol.52No.4 7 月号頁放射線診療研究会 1968 年創刊通算 250 号 ( 奇数月刊行 ) http : // 本誌論

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ISSN 0912-5817 NUCLEAR MEDICINE IN CLINIC

4 7 月号 49 64 頁放射線診療研究会 1968 年創刊通算 250 号 (

com( 本誌論文検索用 ) ホームページ Online 版 www.rinshokaku.

I-IMP 脳血流 SPECT 超早期像 50 猪狩知美 [TOPICS from ANM]

1 ISSN NUCLEAR MEDICINE IN CLINIC 臨床核医学 2019 Vol.52No.4 7 月号頁放射線診療研究会 1968 年創刊通算 250 号 ( 奇数月刊行 ) http : // 本誌論文検索用 ) ホームページ Online 版 See Page 50 [ 症例報告 ] 単純ヘルペス脳炎における 123 I-IMP 脳血流 SPECT 超早期像 50 猪狩知美 [TOPICS from ANM] 冠動脈 CTと負荷心筋血流 SPECTを用いた慢性冠動脈疾患のリスク層別化の有用性 54 桐山智成 [ 連載核医学物理 ]PET 装置の開発その1. シンチレータ結晶編 58 高橋美和子

2 臨床核医学症例報告単純ヘルペス脳炎における 123 I-IMP 脳血流 SPECT 超早期像 Super-early images of brain perfusion SPECT using 123 I-IMP in herpes simplex encephalitis 猪狩知美 IKARI Tomomi 井上優介 INOUE Yusuke 原敏将 HARA Toshimasa 三井康平 MITSUI Kohei Key Words:SPECT, 123 I-IMP, herpes simplex encephalitis はじめに 123 I-IMPの脳における初回取り込みは脳血流をよく反映し, 123 I-IMP 脳血流シンチグラフィは高血流と低血流のコントラストが高い 1, 2) 静注後, 脳に十分集積するのを待って15 30 分後から25 40 分間かけて早期像を撮像するのが標準的であるが, 高血流域では洗い出しが速く, コントラストは経時的に低下する 3-5) 静注後 10 分以内に撮像した超早期像は高いコントラストで高血流を可視化することが想定されるが, 脳集積が低い時点での短時間収集の画像であり, 通常の2 検出器型ガンマカメラでは高画質の画像は得にくく, 一般的には用いられてないしかしながら, 高血流域は低血流域よりも低カウントによる画質低下の影響を受けにくく,2 検出器型ガンマカメラを用いて超早期像が虚血後過灌流の評価に貢献しうることが示唆されている 6) 我々は, 123 I-IMP 脳血流シンチグラフィの超早期像で高血流域が明瞭に描出された単純ヘルペス脳炎患者を経験したので報告する症例 65 歳の女性 1 週間前より上気道感染の症状を認め, 近医で感冒薬が処方されたその後,39 度台の発熱と見当識障害を認め, 前医に救急搬送された頭部単純 CT 検査では, 左側頭葉内側の軽度の腫脹と吸収値の低下を認めた単純ヘルペス脳炎が疑われ, 治療目的に当院に転院となった既往歴に2 型糖尿病があり, 特記すべき家族歴はなかった来院時,38.4 度の発熱と軽度の項部硬直を認め,Glasgow Coma ScaleはE3V1M5であった血液検査では炎症反応を含めて特記すべき所見を認めなかった髄液検査では細胞数増加 ( 単核球 88%), 蛋白増加を認めた入院初日に頭部 MRI 検査が施行された左側頭葉の内側および先端の灰白質は肥厚し, 拡散強調画像,T2 強調 (A) (B) 図 1 MRI 拡散強調画像 (A) と FLAIR 像 (B) で左側頭葉に高信号域を認める北里大学医学部放射線科学 ( 画像診断学 ) 神奈川県相模原市南区北里 TEL: FAX: cu38d d@gmail.com Department of Diagnostic Radiology, Kitasato University School of Medicine. 50

超早期像でコントラストが高いことが確認される画像およびFLAIR 像で左側の島, 眼窩回背側から前部帯状回の灰白質に及ぶ高信号域を認めた ( 図 1) 単純ヘルペス脳炎の臨床診断でアシクロビルが投与され, 併用してステロイドパルス療法とレベチラセタムの投与が行われた後日, 髄液 HSV-DNA PCR で3.

3 2019 Vol. 52 No.4 (A) (B) 図 I-IMP 脳血流 SPECT 軸位断像超早期像 (A) および早期像 (B) で,MRI 上の異常信号部位に対応する集積増加域を認め, 特に超早期像で対側とのコントラストが高い (A) (B) 図 I-IMP 脳血流 SPECT 冠状断像超早期像 (A) および早期像 (B) で左側頭葉を中心とした集積増加域を認め, 超早期像でコントラストが高いことが確認される画像およびFLAIR 像で左側の島, 眼窩回背側から前部帯状回の灰白質に及ぶ高信号域を認めた ( 図 1) 単純ヘルペス脳炎の臨床診断でアシクロビルが投与され, 併用してステロイドパルス療法とレベチラセタムの投与が行われた後日, 髄液 HSV-DNA PCR で copy/ml と陽性の結果が示され, 単純ヘルペス脳炎と確定診断された入院 9 日目に 123 I-IMP 脳血流シンチグラフィが施行された 123 I-IMP 167MBq を静注し, 直後からgraph plot 法による脳血流の定量評価のために 2 分間の平面動態撮像を行った超早期像と通常の早期像のデータはそれぞれ静注 4 分後から6 分間と静注 15 分後から30 分間収集した撮像には低中エネルギーコリメータを装着した2 検出器型ガンマカメラ ( シーメンス社製 e.cam) を用いた超早期像と早期像で左側頭葉内側を中心に集積増加域を認め,MRIで指摘された異常信号域と対応した ( 図 2, 3) 超早期像と早期像それぞれに径 20mmの円形の関心領域を集積増加域と対側の正常域に置き, 平均カウントの比をコントラスト比として算出すると, 超早期像で1.69, 早期像で1.38 であり超早期像の方が早期像よりもコントラスト比が高かった入院 3 日目には解熱を認め,8 日目には軽度ではあるが意識障害の改善を認めた 16 日目に髄液 HSV-DNAの陰転化を確認してアシクロビル投与を終了し, 入院 36 病日にリハビリ目的に転院した考察単純ヘルペス脳炎は散発性致死性脳炎の中で最も一般的な病因である 7) 年長児から高齢者まで幅広い年代に発症し, 発熱, 頭痛や意識障害などの脳炎の典型的な症状の他, 失語, 食欲不振や痙攣発作は単純ヘルペス脳炎に特徴的な症状と報告 51

4 臨床核医学されている 7) 病理組織学的には側頭葉内側や前頭葉下面の大脳皮質の炎症や鬱血を反映した出血性壊死を特徴とし, 島皮質, 帯状回や対側の大脳半球の皮質などに進展することもある 8) 確定診断はPCR 法による髄液中のHSV-DNAの検出によりなされる 9) 未治療での死亡率は70% と高く, アシクロビルの投与で10-15% にまで低下するが, 死亡率と高度後遺症を含めた転帰不良率は依然として高いため, 単純ヘルペス脳炎を疑った時点での早期治療が重要である 9) 単純ヘルペス脳炎の急性期では頭部単純 CT 検査で異常を捉えることは困難である 7) 単純ヘルペス脳炎が疑われる患者では頭部 MRI 検査の施行が強く推奨され, 可及的速やかに行われるべきとされる 9) T2 強調画像やFLAIR 像で側頭葉や大脳辺縁系などの高信号域が描出される 7, 10, 11) 83 96% で側頭葉に,4 17% で大脳辺縁系などの側頭葉以外に異常を認め,61 79% で片側性に, 20 21% で両側性に異常を認めると報告されている 9) 頭部 MRI 検査は診断の他, 治療効果判定にも有用である 10) 脳血流シンチグラフィでは, 一側の側頭葉の限局的な高血流は単純ヘルペス脳炎に特徴的な所見と報告される 12, 13) 炎症による血流増加や血管新生を捉えていると考えられている 13) 高血流域はMRIのT2 強調画像での高信号域と一致することが知られている 13) 慢性期では脳炎の終息に伴い, 脳実質が萎縮し代謝の低下を起こして低血流となる 13) 123 I-IMPは脳での初回循環抽出率が高く, 脳内での初回取り込みは脳血流をよく反映するため, 高血流域と低血流域のコントラストは高い 1, 2) 一方で, 123 I-IMPの脳組織からの洗い出しは高血流域の方が低血流域よりも速いため, 高血流域と低血流域のコントラストは時間の経過とともに低下する 3-5) 123 I-IMP 静注後 10 分以内に撮像された超早期像は画質は低いもののコントラストが高く, 虚血後過灌流の評価において, 早期像に超早期像を追加することが有用だったことが報告されている 6) 今回, 単純ヘルペス脳炎患者において, 通常の脳血流 SPECT 早期像に加えて静注 4 分後から6 分間の超早期像を撮像した超早期像, 早期像ともにMRIのT2 強調画像の高信号域と対応する領域で集積増加域を認めた超早期像は早期像よりも高いコントラスト比を示したが, 超早期像がより忠実に血流増加の程度を反映していることが想定される軽度の血流増加の場合には, 早期像で検出できない血流増加を超早期像で描出できるかもしれないまた, 長時間の安静臥床が困難な場合には, 超早期像で単純ヘルペス脳炎に特徴的な一側の側頭葉の限局性の高血流を確認できれば, 通常の早期像の撮像を省略し, 検査時間の短縮に貢献する可能性も考えられる診療ガイドラインでは単純ヘルペス脳炎には頭部 MRI 検査が強く推奨されている 9) しかしながら, 頭部 MRI 検査では長時間の安静保持が必要であるため, 意識障害あるいは精神症状の強い急性期の患者では検査困難な場合があるまた, MRI 非対応の心臓ペースメーカーや体内金属など, MRI 検査を受けることができない患者も存在する脳血流シンチグラフィの高血流域とMRIのT2 強調画像での高信号域は一致することが知られている 13) 通常の2 検出器型ガンマカメラによる 123 I-IMP 脳血流 SPECT 超早期像は短時間で検査が可能であり, 超早期像は頭部 MRI 検査が施行できない患者の代替検査として有用な可能性が示唆されたまた虚血後過灌流や単純ヘルペス脳炎以外に, てんかんやミトコンドリア脳筋症の発作時などの高血流を起こす他の疾患の血流評価にも, 脳血流 SPECT 超早期像は有用な可能性が期待できる参考文献 1) Matsuda H, Li YM, Higashi S, et al. Comparative SPECT study of stroke using Tc- 9 9 m ECD, I IMP, and Tc- 9 9 m HMPAO. Clin Nucl Med 1993; 18: ) Tsuchida T, Nishizawa S, Yonekura Y, et al. SPECT images of technetium 99m-ethyl cysteinate dimer in cerebrovascular disease: comparison with other cerebral perfusion tracers and PET. J Nucl Med 1994; 35: ) Nishizawa S, Tanada S, Yonekura Y, et al. Regional dynamics of N isopropyl-( 123 I) p-iodoamphetamine in human brain. J Nucl Med 1989; 30: ) Takeshita G, Toyama H, Nakane K, et al. Minor changes in regional cerebral blood flow revealed by the early distribution of I-123 IMP in brain. Radiat Med 1991; 9:

5 2019 Vol. 52 No.4 5) Yonekura Y, Nishizawa S, Mukai T, et al. Functional mapping of flow and back-diffusion rate of N-isopropyl-p-iodoamphetamine in human brain. J Nucl Med 1993; 34: ) Inoue Y, Hara T, Ikari T, et al. Super-early images of brain perfusion SPECT using 123 I-IMP for the assessment of hyperperfusion in stroke patients. Ann Nucl Med 2018; 32: ) Koeller KK, Shih RY. Viral and prion infections of the central nervous system: radiologicpathologic correlation. Radiographics 2017; 37: ) Love S, Wiley CA. Viral diseases. Greenfields Neuropathology, Vol 2, 7th Ed, Graham D, Lanos PL (eds), Edward Arnold, London, 2002; ) 単純ヘルペス脳炎診療ガイドライン作成委員会. 単純ヘルペス脳炎診療ガイドライン南江堂 2017: ) Tien RD, Felsberg GJ, Osumi AK. Herpesvirus infections of the CNS: MR findings. AJR 1993; 161: ) Soares BP, Provenzale JM. Imaging of herpesvirus infections of the CNS. AJR 2016; 206: ) Launes J, Nikkinen P, Lindroth L, et al. Diagnosis of acute simplex encephalitis by brain perfusion single photon emission computed tomography. Lancet 1988; 1: ) Schmidbauer M, Podreka I, Wimberger D, et al. SPECT and MR imaging in herpes simplex encephalitis. J Comput Assist Tomogr 1991; 15:

6 臨床核医学 TOPICS from ANM 日本核医学会英文機関誌 Annals of Nuclear Medicine からの話題提供冠動脈 CT と負荷心筋血流 SPECT を用いた慢性冠動脈疾患のリスク層別化の有用性 Feasibility of combined risk stratification with coronary CT angiography and stress myocardial SPECT in patients with chronic coronary artery disease Annals of Nuclear Medicine 2018; 32: P22-33 桐山智成 1) KIRIYAMA Tomonari 福嶋善光 1) FUKUSHIMA Yoshimitsu 林宏光 1) HAYASHI Hiromitsu 高野仁司 2) TAKANO Hitoshi 汲田伸一郎 1) KUMITA Shin-ichiro Ⅰ. 背景研究目的急性冠症候群の原因のおよそ3 分の2は高度狭窄を示さない脆弱プラークの破綻とされているまた, 急性冠症候群を発症した症例の40% は SPECTで正常または軽微の異常であったと報告もある一方, 冠動脈 CTで得られる狭窄の数や位置, 脆弱プラークを疑う所見の有無が虚血とは独立した予後予測因子であると注目されている本研究の目的は冠動脈 CTと心筋血流 SPECTから得られる情報と予後との関係を調査することである Ⅱ. 対象研究方法 6ヶ月以内 ( 平均 37.9±37.2 日 ) に負荷心筋血流 SPECTと冠動脈 CTが施行された連続 167 例のうち転帰を追跡できた157 例を対象とした急性冠症候群, 冠動脈バイパス術後, 慢性腎臓病 (Cre >2.0ml/dl) の非透析症例, ヨードアレルギー, 妊娠, 画質不良でCTが読影できない場合,2つの検査間に心事故や再灌流療法が施行された症例は除外した CT は GE 社製 64 列 CT(LightSpeed VCT) で撮影を行い, 冠動脈石灰化スコアを算出, 読影では AHA 15セグメントモデルに従って, 各セグメントの狭窄 (>50%) および高リスクプラーク (20% 以上の陽性リモデリングかつCT 値 <30HU) の有無を判定した負荷心筋血流 SPECTは安静先行の1 日法で Tc-TFを安静時 296MBq, 負荷時 740MBqを投与し, GE 社製ガンマカメラ (Infinia) で撮影した運動負荷は症候限界または目的心拍数の85% 以上を達成し, 薬剤負荷は6 分間のアデノシン投与で行った読影はCTの結果を参照せずに,2 名の読影医が SSS,SDS および SRS を判定した負荷後のスタニング (5% 以上のLVEF 低下 ), 一過性心拡大 ( 視覚的に明瞭もしくはTID 比が運動負荷 >1.22または薬剤負荷 >1.36) も判定した一次エンドポイントをMACE( 心臓死, 非致死性心筋梗塞, 入院を必要とする不安定狭心症 ), 二次エンドポイントを検査 60 日以降の再灌流療法とし, すべての症例で少なくとも1 年以上 ( 平均 45±19ヶ月,12-82ヶ月) の経過観察を行った Ⅲ. 結果経過を追跡し得た157 症例の内訳は男性 120 例 (76%), 年齢 69±8.9 歳 (41-90 歳 ), 糖尿病 53 例 (34%), 高脂血症 111 例 (71%), 高血圧 129 例 (82%), 現喫煙者 68 例 (43%), 肥満 (BMI >27)25 例 (16%), 心筋梗塞の既往 41 例 (26%),PCI の既往 50 例 (32%) であった検査前リスクは中等度 59 例 (38%), 高度 29 例 (18%) であり, 残り69 例 (44%) は冠動脈疾患が既知であった 1) 日本医科大学放射線医学東京都文京区千駄木日本医科大学付属病院 TEL: ( 代表 ) FAX: s7026@nms.ac.jp Department of Radiology, Graduate School of Radiology, Nippon Medical School, Sendagi, Bunkyo-ku, Tokyo , Japan 2) 日本医科大学循環器内科学 Division of Cardiology, Hepatology, Geriatrics, and Integrated Medicine, Department of Internal Medicine, Nippon Medical School, Tokyo, Japan 54

7 2019 Vol. 52 No.4 図 1 一次エンドポイントのカプランマイヤー生存曲線心筋虚血 (SDS2 以上 ), 中等度から高度の虚血 (SDS4 以上 ) および高リスクプラークを有する群では有意にエンドポイントの発生が多かった SSS:summed stress score,sds:summed difference score,hrp: 高リスクプラーク,3VD:3 枝病変,LMT: 左主幹部病変 (ANM2018; 32: 22-33) SPECTは115 名 (73%) が運動負荷で行われた SSS 0 点が58 例 (37%),1-3 点が16 例 (10%), 4-7 点が14 例 (9%),SSS 8 点以上が67 例 (43%), 心筋虚血 (SDS 2 以上 ) は65 例 (41%),SDS 4 以上は43 例 (27%) であった CTは15 例 (10%) が狭窄なし,1 枝病変 32 例 (20%),2 枝病変 45 例 (29%), 3 枝病変 65 例 (41%), 左主幹部病変 21 例 (13%) であった高リスクプラークは33 例 (21%) に認めた転帰は9 例 (6%) が一次エンドポイントに達した内訳は心臓死 1 例 (0.6%), 心筋梗塞 5 例 (3%), 不安定狭心症 3 例 (2%) であった 16 例 (10%) で検査 60 日以降に再灌流が施行された一次エンドポイントの生存曲線を図 1に示す SDS 2 点以上,SDS 4 点以上, 高リスクプラー 55

8 臨床核医学表 1 一次エンドポイントの予測因子 (ANM2018; 32: 22-33) クありで有意に心事故が多かった二次エンドポイント ( 図非提示 ) ではSSS 4 点以上 (P=0.046) と 3 枝病変 (P<0.001) で有意に再灌流が多かった一次エンドポイントに対する単変量解析および多変量解析の結果を表 1に示す単変量解析では高いSDS(P=0.043), 心筋虚血 (SDS 2)(P=0.027), 高リスクプラーク (P=0.003) が有意な心事故予測因子であった多変量解析 ( ロジスティック回帰分析 ) では高リスクプラーク (HR=8.02,P=0.006), 心筋虚血 (HR=11.487,P=0.025) ともに有意な予測因子であった二次エンドポイント ( 非提示 ) では単変量解析で狭窄数 (P=0.003),3 枝病変 (P=0.006) および高脂血症 (P=0.04), 多変量解析で3 枝病変 (HR=4.981,P=0.009) のみが有意な予測因子であった一次エンドポイントの予測において, 図 2に示すように心筋虚血 (SDS 2) と高リスクプラークを併せて用いたほうが, いずれか単体より高い予測が可能であった Ⅳ. 考察 CTで得られる脆弱プラークの有無はSPECT の虚血情報と同等に予後予測に有用であり, 両者の併用はより精度の高い予後予測に繋がることが示唆された SPECTでは左主幹部病変や多枝病変の偽陰性や過小評価が問題となること, 急性冠症候群の原因の多くが有意狭窄を示さない脆弱プラークの破綻であることから,MACE( 一次エンドポイント ) の予測には心筋血流情報に冠動脈の形態的情報を加味する有用性があると考えられたまた, 実臨床では虚血の多い症例は検査後早期 (60 日以内 ) に再灌流が行われるため, 安定プラークの陰性リモデリングの進行による安定狭心症の増悪 ( 二次 56

9 2019 Vol. 52 No.4 図 2 一次エンドポイント予測におけるロジスティック回帰分析モデル心筋虚血あるいは高リスクプラーク単体よりも両者を併用したモデルで一次エンドポイントの予測は有意に高かった HRP: 高リスクプラーク (ANM2018; 32: 22-33) エンドポイント ) の予測には MACE とは違い虚血量よりも狭窄数が関連していたと考えられた Ⅴ. 結論クリニカルリスクファクターとSPECTによる予後評価にCTで得られる形態的情報を併用することで, より精度の高い予後評価リスク層別化が可能となり得る 57

10 臨床核医学連載核医学物理 PET 装置の開発その 1. シンチレータ結晶編高橋美和子 TAKAHASHI Miwako 錦戸文彦 NISHIKIDO Fumihiko 山谷泰賀 YAMAYA Taiga 私たちは主に 18 F-FDGを利用して, がん診療においてはその進展範囲や悪性度を診断しています癌腫によってはかなり高い精度です組織を採取するには難しい心疾患 ( 18 F-FDG-PET の保険適応は心サルコイドーシス ) でも有用性が高く, また, そもそも生検では診断できないような, てんかん焦点診断など, その活躍の場は多岐にわたりますその基盤をなす専門領域も多くの学問分野を含み ( たとえば, 核物理, 放射性医薬品, 放射線計測, 品質安全管理 ), 医学的知識と合わせて解釈され, 患者に還元されています本シリーズでは, なかでも計測装置の柱であるPET 装置に注目し, その開発過程を知り, 核医学の理解を深めるための一助になればと考えています核医学は, 現状でも多くの課題を抱えています核医学を支える多くの専門家がその問題点にたどりつき, 解決に向かうには, 双方に基礎領域を共有することが重要と考えます今回は, PET 装置の開発と題して, 放射線医学総合研究所イメージング物理研究グループが,PET 開発のプロセスと基礎をQ and Aスタイルで紹介していきます図 1 PET 装置開発の要素国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構量子医学医療部門放射線医学総合研究所先進核医学基盤研究部イメージング物理研究グループ千葉県千葉市稲毛区穴川 TEL: FAX: takahashi.miwako@qst.go.jp Imaging Physics Group Dept. of Nuclear Medicine Science National Institute of Radiological Sciences (NIRS), in National Institute for Quantum and Radiological Science and Technology (QST) 58

11 2019 Vol. 52 No.4 Q. 医学にもっと役立つ新しいPETを作りたいのですが,PET 装置を作るためのプロセスにはどのようなステップがありますか? A. 開発要素を大別すると, 放射線検出器, ソフきょうたいトウェア, 筐体の3つになりますそのうち, 研究要素が強いのが前者の2つで,511keVの放射線を検出し, 臨床で役立つような画像にするまでに, さらに次のような要素に分けられます ; シンチレーション結晶, 受光素子, 電子回路 ( フロントエンド回路, データ収集回路 ), データ補正, 画像再構成などです ( 図 1) 放射線検出器は, 入射放射線の位置情報のほか, エネルギー情報とタイミング信号の取得も行いますソフトウェアには, 他のModalityとの組み合わせなども含まれますそれぞれに高精度化への工夫がありますでは, 今回はシンチレータ結晶について詳しくご紹介したいと思います 1. シンチレータ結晶 Q.PET 装置におけるシンチレータ結晶の役割は何ですか? A.511keVの消滅放射線を停止させた後に可視光に変換し, 次要素である受光素子へ情報を伝えます光を利用することは情報伝達法として最も速い方法と言えます結晶の最先端の研究や実物は, 下記ホームページでみることができます東北大学先端結晶工学研究部吉川研究室 scintillator.html Q. シンチレータ結晶にはどのようなものがありますか? A. 大きくわけて有機シンチレータと無機シンチレータがありますが,PETで使われるのは無機固体シンチレータのみです有機シンチレータは単一分子のエネルギー準位間の遷移によって発光します分子の種類に依存するため, 気体あるいは個体など物理的状態には依存しません一方, 無機固体シンチレータは材料の結晶格子で決まるエネルギー状態の遷移によって発光します前者の多くは発光が速いという利点がありますが, 511keVに対する検出効率が低いためPET 装置に向きません一方, 無機固体シンチレータの中で密度の高いものが核医学領域で使われていますたとえば,NaI(Tl),BGO,GSO,LSO などです新たな材料や添加物を加えるなどで発光効率や減衰時間を調整したりなど, 新しい無機固体シンチレータの研究が進められています Q. そもそもどうして結晶が光るのでしょうか? A. 消滅放射線がシンチレータと相互作用を起こした際に生成される光電子や反跳電子によって, シンチレータのエネルギー状態が励起され, 基底状態へ遷移することで光を発生します ( 図 2) 電子や陽電子のような荷電粒子性放射線は電荷を持つため, 物質中を通過すると, 物質の電子とクーロン力により相互作用します一方, 消滅放射線やγ 線のような非荷電性放射線は, クーロン力を伴わないため, 物質と相互作用を起こさないと何の痕跡も残さず突き抜け, その存在を知り得ません消滅放射線やγ 線と物質の相互作用として重要なものは, 光電吸収, コンプトン散乱, 電子対生成があります ( ただし, 電子対生成は核医学で取り扱うγ 線のエネルギー領域ではほとんど起きません ) 荷電粒子と物質との相互作用に比べると, 非荷電性放射線であるγ 線と物質との相互作用は急激で突然の変化, というイメージが妥当のようです光電吸収ではγ 線が完全に消失し,γ 線のエネルギーを電子 ( 光電子 ) が受け取りますまた, コンプトン散乱では消滅放射線やγ 線が散乱するときにエネルギーの一部を電子 ( 反跳電子 ) に与えますシンチレータには材料の結晶格子で規定されるエネルギー状態があり, 光電子反跳電子の運動エネルギーによってシンチレータのエネルギー状態が励起され, 基底状態へ遷移することで光を発生します図 2のように, 電子が存在しうる軌道は離散的なエネルギー帯に規定されていて, 電子にエネルギーが付与されると基底状態 ( 価電子帯 ) から禁止帯を超えて伝導帯へ移行します伝導帯から基底状態に遷移する際, 発光が起きますただし, このエネルギーギャップが可視光のエネルギーよりも大きい場合は, 添加物を入れることで新たなエネルギー状態を形成します新たなに形成されたエネルギーギャップは小さくなり, 可視光の放出確率を高めます多くのシンチレータ結晶では紫青色を発光し, そのエネルギーは3eV ( 光子 1つあたり ) くらいになります消滅放射線 59

12 臨床核医学図 2 シンチレータ結晶のエネルギー帯と発光過程のイメージ図を可視光に変換する利点は, 可視光エネルギーに対する受光素子の感度が高いということと, 発光量 ( 情報量 ) を多くできるということが挙げられます発光現象を伴わない遷移過程も複数存在し, まとめてクエンチングとも呼ばれますクエンチングは主には熱によるエネルギー損失です Q.PET 用のシンチレータ結晶はどのようなものが理想的ですか? A.1) 発光効率が高い 2) 発光速度が速く, 減衰時間が短い 3) 光電吸収の確率が高い ( 光電吸収確率は原子番号の4 5 乗に比例するため, 原子番号が大きいほうが良い ) 4) 密度が大きい 5) 発光波長に対して透明であること 6) 高価でないこと 7) 潮解性がないほうが望ましいといった点が挙げられます Q. エネルギーを光に変換する以外の方法はありますか? A. 放射線を半導体で直接検出する検出器も開発されていますが, 一般的にPET 用シンチレータよりも原子番号が小さい組成のため, 消滅放射線の検出効率が高くないという欠点がありますまた, 伝導率 ( 電気の流れやすさ ) に温度依存性があり, 高くなると電子が移動しにくくなり, 情報伝達が遅くなるという欠点がありますこのため, 低温で一定に保つ必要があります補足 1) 消滅放射線と γ 線は, しばしば同じように扱われ, 放射線計測の本を読む際, 混乱の原因ともなっているこれは, 検出器側から見たら両者は同じなので説明しやすいからしかし, 厳密に言うと, 陽子 ( 電子の反物質 ) と電子の消滅過程によって放出される消滅放射線は, 原子核から放出されると定義されるγ 線とは区別される 2)NaI(Tl)(Thallium activated sodium iodide, ヨウ化タリウムを添加したヨウ化ナトリウム ) 1948 年にHofstadterによって初めて発表された (R.Hofstadter, Phys. Rev. 74, 100) それまでの有機物シンチレータに比べ高い発光量を持ち, 当時,γ 線計測に大きなインパクトを与え, 今なお, ガンマカメラ SPECTなどで広く使われている結晶である発光量は1MeVのエネルギー付与に対し約 38,000 光子様々なシンチレータの発光量はこの相対値で示されることが多く, 現在,PET で広く使用されるシンチレータの一つであるLSO の発光量は相対値で約 75(NaI(Tl) を100とする ) NaI(Tl) は,LSOやBGOと比して密度が小さく, 消滅放射線の検出効率が低いまた, 発光減衰時間はそれぞれNaI(Tl)230ns,LSO 41ns, とLSO 60

13 2019 Vol. 52 No.4 の方が短く, 発光減衰時間が短いほうがPETには向いているこのためNaI(Tl) は現代のPET では使われていない 3) 主な参考図書放射線計測ハンドブック第 4 版 Glenn F. Knoll, 共訳神野郁夫他, 株式会社オーム社核医学物理学村山秀雄編著日本医学物理学会監修国際文献社編集後記今月から連載核医学物理が始まりました PET 装置の開発に関する話題を5 回シリーズでお届けする予定です核医学関係者でも物理系は苦手だという読者も多いと思います本号のシンチレータ結晶編では素朴な疑問に専門家がわかりやすく答えるという問答形式で書かれており, 読みやすい内容になっております次号もご期待ください問答形式といえば, 一般市民に説明するパンフレットでもよく用いられており, 一方的な講義や説明に比べて理解を深める効果があります実地研修で行う問答形式では相手がどれだけ理解しているかを確認できるのでより効果的です私も大学では核医学の学生実習で, 馴染みの薄い核医学をなんとかわかってもらおうと問答しながら学生を指導しています身近な内容から質疑応答し, ステップアップして理解させることができます間に復習として授業スライドを見せながら自学させ, 最後は実際の読影をしてもらいます学生は習得する歓び, 教育者は理解してもらう満足感を得ることが出来ます私が受けていた頃の教育は父権主義的なところがありました現代は目線をなるべく低くして相手の理解度を確認しながら進めていく教育が求められます都内のある中学校では定期試験をやめて小テストを小刻みに行い, 生徒の理解度を確認しながら教育したところ学力がアップしたそうですその学校の校長は, 定期試験は先生が生徒を単に評価するためのツールであり, 必ずしも生徒のためになっていないと言います世間ではネットに支配され情報が氾濫しています学力低下が叫ばれる現代, これらの情報を正しく判断するためにも基礎力, 学習能力, 批判的な能力を養う, 時代に合った教育の工夫が必要となるでしょう ( 編集委員長 ) 61

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16 放射線診療研究会会長橋本順神奈川県伊勢原市下糟屋 143 東海大学医学部専門診療学系画像診断学臨床核医学編集委員長百瀬満 ( 発行者 ) 杉並区清水百瀬医院内科循環器内科 TEL FAX momose.mitsuru@twmu.ac.jp 臨床核医学編集委員井上優介, 内山眞幸, 汲田伸一郎, 高橋美和子, 橋本順, 丸野廣大, 南本亮吾, 百瀬敏光 2019 年 7 月 22 日発行

2. 主婦パートの能力 2.6 個人正社員経験主婦パートの 9 割以上が正社員経験あり主婦パートに正社員 (または正職員 )でどのくらいの期間働いていたかを聞いたところ全体の 91.6%に正社員で働いた経

2. 主婦パートの能力 2.6 個人正社員経験主婦パートの 9 割以上が正社員経験あり主婦パートに正社員 (または正職員 )でどのくらいの期間働いていたかを聞いたところ全体の 91.6%に正社員で働いた経第 8 回社会保障審議会短時間労働者への社会保険適用等に関する特別部会平成 23 年 11 月 17 日資料 4 平田未緒委員 ( 株式会社アイデム人と仕事研究所所長 ) 提出資料 2. 主婦パートの能力 2.6 個人正社員経験主婦パートの 9 割以上が正社

ISSN NUCLEAR MEDICINE IN CLINIC 臨床核医学 2019 Vol.52No.4 7 月号 頁 放射線診療研究会 1968 年創刊通算 250 号 ( 奇数月刊行 ) http : // 本誌論

ISSN NUCLEAR MEDICINE IN CLINIC 臨床核医学 2019 Vol.52No.4 7 月号頁放射線診療研究会 1968 年創刊通算 250 号 ( 奇数月刊行 ) http : // 本誌論