核医学とPET画像
陽電子放出断層撮影（PET）を含む核医学画像は、解剖学的構造を直接表示するのではなく、投与された放射性トレーサーの分布を示す。信号はトレーサーの生化学的挙動に由来するため、これらの技術は生理学的および代謝的機能をマッピングする。特に陽電子放出体は、トレーサー取り込みの断層再構成を可能にする。したがって、PETは主に機能的モダリティであり、解剖学的位置特定のためにCTまたはMRIと融合されることが多い。
Definition
核医学画像は、投与された放射性トレーサーから放出される放射線から画像を生成する。陽電子放出断層撮影では、トレーサーが陽電子を放出し、その消滅によって生成される対になった光子が同時検出され、トレーサー分布の断層マップが再構成される。
Scope
このトピックでは、放射性トレーサーがどのように画像信号を生成するか、PETの基礎となる消滅光子の同時検出、放出断層像の再構成、定量化のための標準化された取得プロトコルの使用、および機能画像が断層解剖学とどのように組み合わされるかを扱う。これは、これらの画像がどのように生成されるかに関する参照であり、臨床的ガイダンスではない。
Core questions
- 投与された放射性トレーサーは、核医学においてどのように画像信号を生成するのか？
- 消滅光子の同時検出は、どのようにPET再構成を可能にするのか？
- 機能画像は、なぜ通常、CTやMRIなどの解剖学的画像と融合されるのか？
- 取り込み値が比較可能になるように、取得と定量化はどのように標準化されるのか？
Key concepts
- 放射性トレーサーの原理
- 陽電子消滅と同時検出
- 放出断層撮影再構成
- 機能的および代謝的画像
- 標準化された取り込み定量化
- ハイブリッドPET/CTおよびPET/MRI
- セラノスティクス
Mechanisms
放射性核種で標識された放射性医薬品が投与され、その生化学的標的（ターゲット）に従って分布する。そこから放出される放射線は外部で検出され、その分布がマッピングされる。PETでは、放射性核種が陽電子を放出し、それが近くの電子と対消滅し、互いに反対方向に進む2つの511 keV光子を生成する。これらを同時に検出することで、消滅が線に沿って局在化され、そのような多くの線が断層画像に再構成される。最尤期待値最大化法などの反復統計的再構成は、画像品質を向上させるために放出プロセスをモデル化する（Shepp & Vardi, 1982）。信号は構造ではなく機能を反映するため、PETは通常、取り込みを解剖学的構造に局在化できるようにハイブリッドPET/CTまたはPET/MRIとして取得され、標準化された取得は定量的比較をサポートする（Boellaard et al., 2014）。
Clinical relevance
核医学とPETは、解剖学的画像に機能的および代謝的側面を追加し、その適切な使用と標準化された性能に関する推奨事項は、一貫した解釈をサポートする（Fletcher et al., 2008; Boellaard et al., 2014）。診断用トレーサーと治療用放射性核種を組み合わせるセラノスティクスは、成長分野として記述されている（Turner, 2018）。この項目は、これらの画像がどのように生成されるかを説明するものであり、個々の診断または治療の決定の根拠となるものではない。
History
核医学は、20世紀半ばの放射性トレーサーとガンマカメラの使用から発展した。陽電子放出断層撮影は、陽電子放出トレーサーの断層撮影法として登場し、最尤期待値最大化法などの統計的再構成アプローチは、放出画像の品質を向上させた（Shepp & Vardi, 1982）。ハイブリッドPET/CT、そして後にPET/MRIの導入により、機能画像と解剖学的画像が組み合わされ、標準化されたガイドラインは定量的実践を体系化した（Boellaard et al., 2014）。
Key figures
- Lawrence Shepp
- Yehuda Vardi
Related topics
Seminal works
- shepp-vardi-1982
Frequently asked questions
- PETはCTやMRIとどう違うのですか？
- CTとMRIは解剖学的構造を直接マッピングするのに対し、PETは投与された放射性トレーサーの分布をマッピングするため、機能や代謝を示します。PETは、機能的所見を解剖学的構造に位置特定できるように、CTまたはMRIと融合されることが一般的です。
- PET画像を形成するために何が検出されるのですか？
- トレーサーは陽電子を放出し、それが電子と対消滅します。それぞれの消滅は反対方向に2つの光子を生成します。これらの光子を同時に検出することで、事象が局在化され、トレーサー分布を断層的に再構成することができます。