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核医学

核医学において，不安定な同位元素を運ぶトレーサー分子が患者に投与されます．

この分子は，生体内の代謝プロセスに関わります．その問，不安定な同位元素は検出可能なカンマ線を放出します．

そのカンマ線によって，時間との相関関係で生体内のトレーサー分子の濃度を計測することができます．

核医学で最も重要な臨床適用は，骨代謝，心筋潅流，心筋バイアピリティ，肺塞栓症，腫瘍と甲状腺機能の精査です。

ＳＰＥＣＴとＰＥＴの２種類の核医学検査が使用できます。

ＳＰＥＣＴは，２次元（2D）画像を複数の角度から収集するガンマカメラを用いて行われます.

PETは．放射線源として投与されたポジトロン放出核種に依存します．ポジトロンは，陽電子です．

ポジトロンは，放出後すぐに標準陰電子と結合し，お互いに反対方向に放出される511 keV の２つのカンマ線を生じます．

これは，崩壊している同位元素による単光子の放出に依存しているＳＰＥＣＴと較べてＰＥＴの際立った特徴です.

PETでは，同時計測法(coincidence detection)と呼ばれるペアのカンマ線を同時に検出することによって，カンマ線を記録した検出器の位置間に線を引くことでカンマ線の元の軌道を決定できます．

フツ素-18 (18F),炭素-11 (11C).窒素-13 (13N),酸素-15 (150)のような生物学的に重要な要素の同位元素を使うことで. PETは組織の血液瀧流やグルコースのような物質の代謝などの生理的過程を調べることができます．

最も広く用いられている薬剤は, 18fフルオロデオキシグルコース(fluorodeoxyglucose, FDG)です．

これはグルコースの類似体で，腫瘍細胞で増加するグルコース代謝に比例して細胞に取り込まれます.

FDGを用いたＰＥＴは，特にがんの病期分類と追跡に役立ちます.

ＰＥＴは一般的に(standardized uptake value)と呼ばれる指標を推定することで定量化すします.

ＳＵＶは，体全体の平均値と比較して調べたい構造部位の撮像プローブにおける相対的濃度の推定値を表します.

SUVを推定するには，生ＰＥＴ画像の減衰を修正します．注入された活性の正確な値を決定します，

注入から画像収集までの間の放射線崩壊を計算するなどの数ステップを要します．

解剖学的なＣＴまたはＭＲＩ画像診断と比較して機能的なＰＥＴ画像診断の低い空間分解能は,ハイブリッドスキャナの開発を進めるきっかけとなりました.

PETは.ＣＴまたはＭＲＩシステムとさえ合体することができます，

実際に，現在市販されているほとんどのPETスキャナは，単一のガントリシステムにＰＥＴとCTが組み込まれているPET/CT 一体型スキャナです．

このシステムは，画像を両方の装置から同じセッションで患者から収集でき，それらの画像を重ね合わせた単一画像に融合することが可能です．

さらに. CT画像は, PET画像の減衰補正にも用いられます．

このように，代謝活性を表すようなＰＥＴによって得られる機能的な画像は．解剖学的な画像とより正確に融合することができます.

ＰＥＴ/ＣＴは，解剖学的画像診断に機能的画像診断を合体することで,腫瘍学,手術計画，放射線治療などの画像診断の多くの分野で変革をもたらしました。

この分野における最新の進歩は. PETとＭＲＩを一体化した統合MRI/PETスキャナです。

順次走査は，構造および機能的な情報を融合する画像レジストレーションを解決するＰＥＴ/ＣＴと違って，同時MRI/ＰＥＴ撮像は多くの付加的特徴があります.

まず第一に，同時撮像により画像収集時間を減らし，同じ生理的条件の下で撮像することを可能にします．

第二には，高磁場ＭＲは，ＣＴと比較して良好な軟組織コントラスト分解能とより広い組織コントラストを提供する高解像度の解剖学的および構造的画像を作り出します．

第三に，ＭＲ画像は，空間的に一致した局所の生化学物質を測定する磁気共鳴分光学と融合することができます．

最後に，ＭＲは電離性放射線を全く使用しないため，連続撮像に制限がなく使用できます.

ＰＥＴ放射性医薬品の欠点は，比較的短い半減期(half-life)を有することです．

半減期とは，崩壊し放射能活性が50％になるまでにかかる時間を指します.

ＰＥＴ同位元素の半減期は通常，18Fの約２時間から11Ｃの20分間や150の２分です．

これらの同位元素の多くが短い半減期のため，放射性同位元素(radioisotope)を生成する施設内でのサイクロトロンが必要となります．

市販合成および配達に対応できる半減期を有する唯一の同位元素は18Fです．

インターベンショナルラジオロジー

インターベンショナルラジオロジー(interventional radiology, IVR)は，侵襲的診断分野としての診断放射線医学から派生しました.

IVRは，幅広い範囲の画像ガイド下低侵襲的治療技術と侵襲的診断技術から構成される治療・診断分野です.

1929年, Werner Forssmannは，自分自身の前肘静脈にカテーテルを挿入し，カテーテルを進め．右房にカテーテルが届いたことを証明するためにＸ線写真を撮影しました．彼は，1956年にノーベル医学生理学賞を受賞しました.

1950年代〜1960年代にかけて, IVRにおいて，数多くの飛躍的進歩を遂げました.

1953年に. Sven-Ivar Seldingerは，血管への安全な挿入を行うための手順を報告しました。

1964年に, Charles Dotter は上腕動脈を通してカテーテルを使用し末梢動脈を開存させる経管的血管形成術を始めました．

画像ガイド下治療および診断手法に適している疾患および臓器の領域は広範囲にわたり，着実に広がっています．

その領域には，血管系，胃腸系，肝・胆道系，尿生殖器系，呼吸器系，筋骨格系，中枢神経系などの疾患と要素がありますが，これらに制限されるものではありません。

通常のインターペンション画像装置(interventional imaging modality)には，Ｘ線透視. CT.超音波，ＭＲＩなどがあります．

Ｘ線透視とＣＴは電離性放射線を使用しますが，両者の手技は高速で，幾何学的に正確です．

超音波は，画質や組織コントラストの課題がありますが，高速で安価です. MRIは高価で，特別な装置を必要としますが，優れた組織コントラストを提供してくれます．
一般的なＩＶＲの手技には，血管造影，血管形成術／ステント，化学塞栓，塞栓，血栓溶解，生検，高周波アプレーション．クライオアブレーション，冷凍切除，下大静脈フィルターなどがあります.

核医学は、不安定な同位元素を含むトレーサー分子を患者に投与し、その代謝や分布を追跡する医療分野です。このトレーサー分子は生体内の特定の代謝プロセスに関与し、不安定な同位元素が放出するガンマ線を検出することで、体内での分布や濃度を時間的に追跡します。核医学の臨床応用は多岐にわたり、骨代謝の評価、心筋潅流や心筋バイアビリティの診断、肺塞栓症の検出、腫瘍の評価、甲状腺機能の解析などに利用されています。核医学の主な検査方法にはSPECTとPETの2種類があり、それぞれ特徴的な技術と応用を持っています。SPECT（単一光子放射断層撮影法）は、ガンマカメラを用いて複数の角度から2次元画像を収集し、それを組み合わせて断層画像を生成します。一方、PET（陽電子放射断層撮影法）は、ポジトロン放出核種を利用しており、これらの核種が陽電子を放出すると、近くの陰電子と結合して2つの511keVのガンマ線を反対方向に放出します。この特徴は、崩壊する同位元素から単光子を放出するSPECTと異なり、PETにおいて特に顕著です。PETでは、このペアのガンマ線を同時計測する「コインシデンス検出」技術を用いることで、ガンマ線の発生源の位置を高精度で特定することができます。この技術は、生物学的に重要な元素の同位体（例：18F、11C、13N、15O）を使用して、組織の血流や代謝を詳細に解析することを可能にします。特に18Fフルオロデオキシグルコース（FDG）は腫瘍細胞で増加するグルコース代謝を標的とし、がんの病期分類や治療効果のモニタリングに広く利用されています。PETの診断は、SUV（標準摂取値）と呼ばれる指標を用いて定量化されます。SUVは、特定部位でのプローブの相対濃度を表し、これを正確に推定するためには、PET画像の減衰補正や注入放射線量の計算が必要です。PETの機能的画像は、CTやMRIなどの解剖学的画像と融合することで診断精度を向上させるため、現在の多くのPETスキャナはPET/CT一体型であり、両方の装置からのデータを同じセッションで収集し、単一画像として融合します。さらに、MRI/PETの統合スキャナも登場しており、同時撮像による時間短縮や高精細な軟組織コントラストの提供が可能です。また、MRIは非電離性放射線を使用するため、安全性が高く、連続撮像にも適しています。しかし、PETの課題として、短い半減期を持つ放射性同位体を利用するため、施設内にサイクロトロンが必要であることが挙げられます。特に18Fは、比較的長い半減期（約2時間）を持つため、合成と配送が可能な唯一の同位体として重要です。一方、IVR（インターベンショナルラジオロジー）は、画像ガイド下で低侵襲の診断および治療を行う分野であり、診断放射線医学から派生しました。この技術は、血管系、胃腸系、肝胆道系、尿生殖器系、呼吸器系、筋骨格系、中枢神経系などの広範な疾患に適用され、着実に発展を続けています。IVRの代表的な手技には、血管造影、血管形成術やステント留置、化学塞栓、塞栓術、血栓溶解、生検、高周波アブレーション、クライオアブレーション、冷凍切除、下大静脈フィルター留置などがあります。これらの手技は、X線透視、CT、超音波、MRIなどの画像モダリティを利用して実施され、それぞれの特性が治療や診断に活かされています。X線透視とCTは、電離性放射線を使用しながら高速かつ幾何学的に正確な画像を提供します。一方、超音波は非侵襲的で安価ですが、画質や組織コントラストに課題があります。MRIは高価で特別な装置が必要ですが、優れた軟組織コントラストを提供し、診断精度を向上させます。IVRの歴史を振り返ると、1929年にWerner Forssmannがカテーテル挿入技術を初めて実演し、1956年にノーベル賞を受賞したことが挙げられます。その後、1953年にSven-Ivar Seldingerが血管への安全なカテーテル挿入手順を発表し、1964年にはCharles Dotterが末梢動脈を開通させる経管的血管形成術を始めるなど、多くの進展がありました。これらの技術革新により、IVRは治療分野として確立され、診断と治療の境界を超える新たな可能性を開きました。このように核医学とIVRは、それぞれの技術と応用分野において医療の進歩を支えており、今後も新たな技術革新が期待されています。