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特色:PET(陽電子放射断層撮影法)

当教室の特色

PET検査

PET(ペット)とは、positron emission tomographyの略で日本語では陽電子放射断層撮影法という特殊な核医学検査法です。

PET検査は、全身の癌の早期発見に用いられ、最近ではPETを用いた腫瘍ドック検査も広く行われています。我々が用いるPET装置も原則的には同じですが、目的が癌の発見ではなく主に脳腫瘍や脳血管障害の診断や治療効果の判定、認知症や高次脳機能障害の診断などに役立てています。

脳腫瘍のPET

脳腫瘍の診断では、放射線科と協力してFDG(フルオロデオキグルコース)以外に、メチオニン、酢酸(アセテート)、FLT(フルオロチミジン)、4DST(チオチミジン)を利用しています。これらの核種を併用することにより、脳腫瘍のブドウ糖代謝以外にも腫瘍のアミノ酸代謝や核酸代謝を評価することが可能であり、脳腫瘍の術前に悪性度を評価したり、腫瘍の伸展を確認することができます。
また近年では悪性脳腫瘍における治療抵抗領域を検出する低酸素部位イメージングとしてFMISO(フルオロミソニダゾール)をトレーサとして用いたPET検査も行っており、我々が臨床で利用可能なPET用トレーサの種類は、放射線医学総合研究所などの特殊な施設を除いて日本で有数の医療機関です。

脳腫瘍診断に用いるPETトレーサ
ブドウ糖代謝
 18F-FDG(フルオロデオキシグルコース)
酸素代謝(細胞膜代謝)
 11C-酢酸(アセテート)
アミノ酸代謝
 11C-メチオニン
 18F-FMT(フルオロメチルチロシン)
低酸素部位イメージング
 18F-FMISO(フルオロミソニダゾール)
 62Cu-ATSM
ヌクレオシド誘導体代謝
 18F-FLT(フルオロチミジン)
 11C-4DST(チオチミジン)
アポトーシスイメージング
 18F-アネキシンV

*赤字は現在、我々の施設で使用しているPETトレーサ

ここでは、我々が行ってきた各種のPETトレーサを用いた臨床研究の一部を紹介します。

1.FDG(フルオロデオキシグルコース)

FDG-PETは、ブドウ糖の代謝を評価するPETトレーサであり、半減期が約2時間と長いため、ハブサイクロトロンで合成したFDGをdeliveryすることで自家サイクロトロンを有していない施設でも検査が可能であり、現在最も多く用いられています。我々は、FDGの動的解析(FDGの移送やリン酸化過程を分けて測定する定量解析法)におけるリン酸化定数が、原発性中枢神経悪性リンパ腫の鑑別診断や予後予測に有用であることを報告しています。

2.メチオニン

メチオニンは必須アミノ酸であり、メチオニンPETは脳腫瘍のアミノ酸代謝(蛋白質合成能)の指標として広く用いられ始めています。我々は、メチオニンの集積は腫瘍の増殖能や血管新生能と相関することが報告しています。

3.FLT(フルオロチミジン)

チミジンはピリミジンデオキシヌクレオチシドに属し、細胞分裂の際DNAに取り込まれる。その誘導体であるFLTは、受動的拡散とヌクレオチシド移送体による能動的移送により細胞に取り込まれ、チミジンキナーゼによりリン酸化され細胞内に留まり、DAN合成能の評価が可能です。我々は、神経膠腫におけるFLTの集積は、メチオニンに比較して腫瘍の増殖能(Ki-67 index)を正確に表していること、FLTの集積には血液脳関門破綻によるFLTの受動的拡散が大きな役割を果たしており、集積評価には注意が必要であることを報告しています。

4.FMISO(フルオロミソニダゾール)

悪性神経膠腫において組織の壊死はしばしば認められる所見であり、局所の低酸素がその原因と考えられています。低酸素下の腫瘍細胞は、放射線療法やある種の化学療法に抵抗性を示すことは以前から知られており、低酸素状態で活性化する転写因子、代表的なものとしてHIF-1(hypoxia-inducible factor-1)が低酸素状態に抵抗する種々の蛋白質を過剰発現させることが明らかとなっています。悪性神経膠腫において組織の低酸素領域を非侵襲的に検出する方法としてFMISO(フルオロミソニダゾール)を用いたPET検査が可能となり、FMISOの集積は腫瘍の悪性度やメチオニンの集積と関連し、また組織におけるVEGF(vascular endothelial growth factor:血管内皮成長因子)の発現と相関することを報告しています。悪性神経膠腫においてFMISOの集積がVEFGの発現と相関することから、FMISO-PETがVEGFをターゲットとする新たな分子標的療法のベバシズマブ(アバスチン®)治療におけるバイオマーカーとして利用できる可能性があります。

脳血管障害のPET

15Oガスを用いたPET検査は、脳梗塞などの脳血管障害の患者様においても治療の方法を決めるのに大変役立ちます。PET検査により、脳血流量、脳酸素代謝率、脳酸素摂取率などの脳循環代謝を測定することが可能であり、脳血流量が低下し、脳酸素摂取率が上昇している脳の領域は「貧困灌流領域」と呼ばれ、脳梗塞を起こす危険性が高いと考えられています。15Oガスを用いたPET検査は、貧困灌流を検出するgold standardであるとされています。このような場合、脳の血流を増やすバイパス手術が有効であるとされています。脳循環代謝を測定するためのPET検査も用いる標識ガス(15Oガス)の半減期が2分と極端に短いためにサイクロトロンを有する施設でしか行えず、現在日本で15Oガスを用いたPET検査を積極的に行っているのは数施設しかありません。
15Oガスを用いたPET検査は、従来までの方法ですと一連の検査に40分以上かかっていましたが、我々は医用物理学と協同して迅速法を導入し、現在では一連の検査が約20分で終了します。短時間で行うことにより、患者さんの負担が軽減し、従来では行うことが困難であった急性期や周術期前後の検査にも用いています。さらに検査時間を短縮することを現在試みており、tPAで治療する脳梗塞患者(発症4.5時間以内)への応用を考えております。

高次脳機能障害と認知症のPET

高次脳機能とは、知覚、記憶、学習、思考、判断などの認知過程と行為の感情(情動)を含めた精神(心理)機能を総称します。病気(脳血管障害、脳症、脳炎など)や、事故(脳外傷)によって脳が損傷されたために、認知機能に障害が起きた状態を、高次脳機能障害とよびます。高次脳機能障害患者は、注意力や集中力の低下、古い記憶は保たれているのに新しいことが覚えられない、感情や行動の抑制が利かなくなる等の症状が現れ、周囲の状況に見合った適切な行動がとれなくなり、生活に支障をきたすようになります。
我々は、脳外傷に伴う慢性期の頭部CTやMRIなどの形態学的画像診断法では病変が明らかでない高次脳機能障害患者において、フルマゼニルを用いたPET検査を行ってきました。フルマゼニルは、大脳皮質神経細胞障害の分布やその程度を定量的に評価することが可能なPET用トレーサであり、脳外傷慢性期の高次脳機能障害患者においてフルマゼニルPETで前部帯状回や内側前頭回の神経細胞障害が示されており、障害程度が認知機能検査と相関することを報告しています。

また脳外傷急性期の脳内にアミロイドβの沈着が認められていることが、病理学的に報告されており、アミロイドβはアルツハイマー病における認知機能障害の原因病理であることから、脳外傷後に高次脳機能障害が後遺した患者においてPIB(ピッツバーグ化合物B)を用いたPET検査を施行しました。結果的には、脳外傷後の高次脳機能障害の患者にはPIBの集積が認められず、高次脳機能障害の原因はアミロイドβの神経毒性によるものではないことを報告しています。

症例11には中等度のアミロイド沈着が認められるが、78歳と高齢であり、脳外傷とは関連しない加齢に伴うアミロイドの沈着を有していたと考えられる。

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