陽電子放出断層撮影法 (PET) や単一光子放射型コンピューター断層撮影法 (SPECT) などの核医学モダリティは、がん診断や心臓イメージングなど、ヘルスケアの多くの分野で重要な役割を果たしています。 同時に、革新的な研究プロジェクトは、必要な放射性トレーサーの量を最小限に抑え、必要なイメージング時間を短縮し、画質を向上させることにより、これらの分子イメージング技術を継続的に改善することを目指しています。 最近では 年次総会 核医学・分子イメージング学会（SNMMI)、研究者は、PET および SPECT 機器の最新の進歩を発表しました。
CT不要のPETで放射線量を削減
軸方向の視野が長い全身 PET スキャナーは、非常に低線量の PET スキャンを可能にします。 しかし、減衰マップを取得するために並行して実行される CT スキャンは、かなりの放射線量を提供する可能性があり、これらの低線量の利点を無効にします。 SNMMI年次総会では、 モハマドレザ・テイモーリシチャニ シーメンス メディカル イメージングの は、付随する CT スキャンを必要とせず、患者に照射される放射線の量を劇的に削減する、完全に定量的な PET イメージング技術を発表しました。 このアプローチは、小児患者や複数回のスキャンを必要とする患者にとって特に有益であることが証明される可能性があります。
「最近のほとんどの PET スキャナーは、ルテチウムベースのシンチレーターを使用してガンマ光子を検出します」と Temoorisichani 氏はプレス ステートメントで説明しています。 「シンチレーター内のルテチウムには、放射性同位体が 3% 未満の少量しか含まれていません。 176スキャン中にバックグラウンド放射線を放出するLu。 私たちの研究では、このバックグラウンド放射線を透過源として使用して、CT を使用せずに減衰マップと定量的 PET 画像を同時に再構築しました。」
研究者らは、Siemens Biograph Vision Quadra PET/CT スキャナーで取得した臨床 FDG-PET スキャンからのデータを使用して、提案された再構成技術を評価しました。 患者はおよそ 170 MBq の 18F-FDG および 55 分間、注射後 10 分をスキャンしました。 からの 202 および 307 keV ガンマ光子の使用 176Lu は減衰マップを再構築するために、さまざまな CT を使用しない再構築アルゴリズムを使用して PET 画像を生成しました。
結果を標準の PET/CT 画像と比較すると、減衰マップの最大の定量化エラーが患者の境界付近に現れることがわかりました。 検査されたさまざまな臓器のうち、脳は最大の定量的エラーを示しました (15 ～ 21% の活動過小評価)。 ただし、CT を使用せずに再構成された PET 画像は、調べた 4.8 つの再構成技術で 10% と XNUMX% の平均臓器定量誤差を示しました。
提案された方法は、患者の線量を減らすだけでなく、CT スキャンと PET スキャンの間の患者の動きによって発生する可能性がある潜在的な減衰マップの位置ずれも排除します。 このアプローチは、ハイブリッド PET/MR スキャナーでの減衰補正のための信頼できる技術も提供できます。
「この研究は、実用的な CT を使用しない定量的 PET イメージングに向けた重要なステップです」と Temoorisichani 氏は述べています。 「真の低線量定量的 PET スキャンは、患者の放射線被ばくを減らすだけでなく、分子レベルで人間の生理機能をよりよく理解することを目的とした調査研究や、放射性医薬品の開発に関する研究に大きな影響を与える可能性があります。 このアルゴリズムは現在、その可能性を最大限に引き出すために多数の患者で評価されています。」
セルフコリメーティング SPECT による迅速な心臓イメージング
からチーム 清華大学 北京では、現在の SPECT デバイスよりも 10 倍から 100 倍高速にスキャンを実行する心臓 SPECT システムを設計しました。 新しいシステムは、検出とコリメーションの XNUMX つの機能を実行する多層アーキテクチャのアクティブ検出器を採用しています。 この「セルフコリメーション」の概念は、従来の SPECT アプローチを改善し、スキャン時間を大幅に短縮し、画質を向上させ、患者のスループットを向上させ、患者への放射線被ばくを低減します。
「SPECT は、冠状動脈性心疾患患者の診断とリスク層別化のための重要な非侵襲的イメージング ツールです」と述べています。 デビン・チャン プレス声明で。 「しかし、従来のSPECTは、機械式コリメータに依存しているため、スキャン時間が長くなり、画質が低下するという問題がありました。 新しいSPECTシステムは、高速フレームの動的スキャンを高品質で実行できます。」
自己視準心臓 SPECT は、球状の視野を囲む半六角形を形成するために結合された XNUMX つの同一の台形検出器ユニットで構成されています。 各検出器ユニットは、多くの開口部を含む内側のタングステン板と、それに続くXNUMXつの積み重ねられた検出器層で構成され、XNUMXつはチェス盤のパターンでまばらに配置されたシンチレーターを含み、外側のXNUMXつは密集したシンチレーターを含みます。 これらのシンチレータは、光子検出とコリメーションの XNUMX つの機能を実行します。
研究者は、金属板の 140 つの開口パターン (コリメーションの一部も提供) を比較し、48 の開口のランダムな分布が、グリッド パターンの 140 または 0.68 の開口よりも優れた S/N 性能を提供することを発見しました。 このランダムな構成を使用すると、心臓 SPECT の視野内の平均感度は XNUMX でした。
ファントムのスキャンでは、システムはホットロッド ファントムの 4 mm ロッドを分離でき、わずか 2 秒で心臓ファントムの欠陥を特定できました。
チームは、提案された検出器の設計は、患者の呼吸運動の影響を排除し、患者のスループットを向上させ、超低線量イメージングを可能にし、心筋血流と冠血流予備能を正確に定量化することにより、動的心臓 SPECT の臨床応用を拡大する可能性があると結論付けています。
