はじめに
酸素 15（15O）標識ガス・水による PET（15O-PET）は， 脳血流量（CBF）を含む基本的な脳循環・酸素代謝量が 測定でき1~4），臨床的有用性が知られている5, 6）．加え て，他モダリティ（MRI, CT）による新規測定法開発の リファレンス利用の役割も重要であり，gold-standard である PET との直接比較が威力を発揮する．CBF に 加え，脳血液量（CBV），平均通過時間（MTT＝CBV/ CBF），脳酸素摂取率（OEF）による総合的な脳循環病 態評価が可能であり，新規手法のより深い理解に繋が る．我々の最近の研究，1）造影剤 bolus-tracking 法に よる CBF 測定7）および 2）動脈血スピンラベリング
（arterial spin labeling: ASL）MRI 法による脳循環評価8）， を紹介したい．
造影剤 bolus-tracking 法による CBF 測定
―deconvolution 解析の妥当性検証―
造影剤急速静注による脳循環計測法が bolus-tracking 法であり，CT/MR perfusion（CTP/MRP）と呼ばれるこ とが多い．しかしながら，その信頼性は議論が残る． CBF導出のためのデコンボリューション解析の精度は，動脈-組織到達時間（arterial-to-tissue delay: ATD）と MTT に影響を受ける9, 10）．ATD は動脈（入力関数測定 点）から関心組織までの造影剤の到達時間なのに対 し，MTT は関心組織の毛細血管内通過に要する時間 である．もし真の CBF が同値でも，ATD および MTT が異なる場合は，デコンボリューション解析は異なる CBF推定値を与える9, 11）．この ATD および MTT 依存 性は，動脈狭窄閉塞症例において問題になる．灌流圧 低下による血流速低下で，ATD および MTT 延長が生 じるためである．エラーの程度はデコンボリューショ ン法により異なり，混乱の一因となっている．最初期 に提案された standard SVD（sSVD）法は強い ATD 依存 性 を 持 ち，ATD 延 長 領 域 で CBF 過 小 評 価 を 生 じ る11, 12）．ATD 依存性を克服する目的で改良 SVD 法が 提案されてきたが13, 14），残念ながらもう一方の MTT
● 新評議員
15O-PET
による脳循環測定：
他モダリティ評価のためのツールとして
茨木 正信
要 旨 酸素 15 標識ガスおよび標識水を用いた PET 測定（15O-PET）により，脳血流量（CBF）を含む主要な脳循環パラ メータが高精度に，しかも 1 回の検査で取得可能である．脳血管障害の病態評価における臨床的有用性が広く 知られているが，近年では他モダリティによる脳循環測定法開発の評価ツールとしての役割も大きくなってき た．CT または MR 造影剤の急速静注による bolus-tracking 法や，最近急速に普及した動脈血スピンラベリング MRI法が臨床利用されているが，CBF 測定手法としての妥当性は明確でない．これらの手法評価には，15 O-PETによる脳循環測定との直接比較が非常に有効である．15O-PETのさらなる応用促進のため，検査法の短時 間化，簡略化を目指した研究が期待される． （脳循環代謝 30：53～58，2018） キーワード : ポジトロン断層撮影法，酸素 15，酸素代謝，脳血流量 秋田県立脳血管研究センター放射線医学研究部 〒 010-0874 秋田市千秋久保田町 6-10 TEL: 018-833-0115 E-mail: iba@akita-noken.jp doi: 10.16977/cbfm.30.1_53依存性の問題は十分には認識されていない． 我々は CTP による CBF マップの妥当性検証を目的 に，主幹動脈狭窄閉塞症例を対象とする PET との直 接比較を行った7）．デコンボリューション法として， sSVD12）および 2 種の改良法〔delay-corrected SVD15） （dSVD）, block-circulant SVD13, 14）（cSVD; bSVD とされ る場合もあり）〕を検証した．PET と CTP の CBF 計算 結果の乖離と ATD および MTT の関連を検証した． ATDは CTP ダイナミックデータから推定される一 方，MTT は PET で測定可能である． 特徴的な症例（左内頸動脈狭窄）を Fig. 1 に示した． PETでは左半球で著明な CBF 低下，OEF 上昇，CBV 上昇がみられ，重度の灌流圧低下が示唆される．同様 に ATD も延長している．CTP による CBF マップは， sSVDおよび dSVD と異なり，cSVD では半球間コン トラストが非常に弱い．全 27 例の ROI 解析によると （Fig. 2），健常領域に対する CBF 比で評価する場合， cSVDは MTT 延長領域で CBF 比が高値を示し，本来 の CBF 低下がみえないという問題がある．cSVD は ATD依存性がなく sSVD より優れるとされるが，MTT 依存性が強く，とくに主幹脳動脈狭窄閉塞症例への応 用は要注意である．テストした中では dSVD が最も適 切だが，フィッティング処理が必要等の実用上の問題 が残る．より MTT 依存性の小さい新手法の実用化が 望まれる9, 16, 17）．
動脈血スピンラベリング MRI 法による
脳循環評価
―pCASL CBF マップ変動係数の応用―
ASL MRI 法は完全非侵襲な脳循環測定法であり， 近年の pseudo-continuous ASL（pCASL），高速 3D 収 集，バックグラウンド信号抑制（background suppres-sion）の導入により画質が劇的に向上し，臨床利用が急 速に進んだ18, 19）．pCASL 収集における最重要ポイント は，ラベル後から撮像までの時間，つまり post-label-ing delay（PLD）の最適設定である．ラベル血液が完全 に組織に到達する十分遅いタイミングが理想だが，遅 すぎると T1 緩和によるラベル減衰により画質が極端 に劣化する．両者の兼ね合いにより 2,000 msec が推奨 され，健常人では良好な画質が得られる19）．しかしながら，動脈狭窄閉塞症例では arterial transit time（ATT； 前項の ATD と同義）の局所遅延により，arterial transit artifact（ATA）の出現が問題となる20, 21）．ATA は，ラベ ル未到達による低信号，および組織に到達する前での 滞留による血管異常高値と考えられる．CBF 評価は困
Fig. 1．CTP と PET の比較（左内頸動脈狭窄症例）
CTPは 3 種のデコンボリューション法による CBF マップを提示．cSVD の結果は血管除去処理を行
15O-PETによる脳循環測定
難な一方，ATA 自体を脳循環評価に使う別のアプロー チがありうる．最近，pCASL CBF マップの空間的変 動係数（spatial coefficient of variation ［CoV］）が提案され た22, 23）．
我々は pCASL CBF マップの spatial CoV が脳循環指 標となりうるかの検証を目的に，主幹動脈狭窄閉塞症 例を対象に PET との比較研究を行った8）．Spatial CoV を PET 測 定 値， お よ び ATT 値（マ ル チ タ イ ミ ン グ
pulsed ASL測定による）と比較した．大脳半球両側に
関心領域（ROI）を設定し，pCASL CBF マップに対して spatial CoVを計算した（100％×ROI 内分散値/ROI 内平 均値）．この指標は CBF マップの空間的な変動が大き い，すなわち ATA が出現すると高値となる． 典型症例（右中大脳動脈閉塞）を Fig. 3 に示した． PETでは，右半球での CBF とその反応性の低下，お よび CBV, OEF, MTT の上昇がみられた．それに対応 して ATT は延長し，pCASL CBF マップには明瞭な ATAが出現した．この時，spatial CoV は患側で 55.9％ と健側（25.0％）の 2 倍以上であった．全 17 例に対する ROI解析によると（Fig. 4），spatial CoV は ATT および
MTTと有意に正相関した．MTT, ATT は共に血流速と 直接関係していることを考えると，この結果は非常に 妥当である．MTT に加え CBF とその反応性に対して も有意な負相関がみられた．pCASL における ATA は CBF定量の阻害要因であるが，それ自体を数値評価し た spatial CoV は脳循環指標となることが示されたと考 える．
今後の課題と展望
15O-PETの臨床，研究両面での有用性は認識されて いるものの，短い半減期（約 2 分）のため専用の15Oガ ス生成・供給装置が必要であり，検査施設が限られる 現状である．絶対値導出のためには侵襲的な動脈採血 が必要であるうえ，長い検査時間もネックである．近 年，15O-PET検査の短時間化および非採血化の研究が 活発化しており，実用化が期待される24~29）． 本論文の発表に関して，開示すべき COI はない．Fig. 2．CBF 比（健常領域に対する相対 CBF としての評価）の CTP と PET の差異（％単位）と ATD（上段）および MTT
（下段）との関係
文 献
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Fig. 4．pCASL CBF マップの spatial CoV と ATT（a）および MTT（b）との相関解析（文献 8 より著者作成） Fig. 3．ASL と PET の比較（右中大脳動脈閉塞症例）
pCASL CBFの ROI 内分布も提示した．健常側の分布に対して病側における分布は全体的に低値側
にシフトする一方，信号内異常高値を反映して高 CBF への tail 成分がみられた．（文献 8 より引用）
15O-PETによる脳循環測定
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