The utility of quantitative measurement using radioisotope in various medical diagnostic procedures
臨床診断における放射性同位元素を用いた定量的評価指標の有用性についての検討
長崎大学大学院医歯薬学総合研究科 放射線医療科学専攻 Myssayev Altay (ミセイエフ アルタイ）
【目的】画像診断は近年の医療に欠かせない診断ツールである。画像診断は通常画像 の視覚的評価から始まるが、視覚的評価は診断者の経験に依存するところが多く、観 察者間の変動も大きい。核医学は放射性医薬品を用いて診断を行う領域であるが、他 の画像診断と異なり定量的な評価に向いている。腫瘍核医学では、 F-18 FDG が頻用 され SUV(standardized uptake value)等の多数の指標が得られる。しかしどの指標がど のような評価に適しているかについては、明らかであるとはいえない。また、心臓核 医学では虚血性心疾患の診断を主として取り扱うが、虚血量を定量的に評価する従来 の手法に加えて、左室心筋の収縮タイミング（位相：Phase）解析等の新たな指標が出 現しており、その有用性についてはまだ確立した評価が得られていない。
本研究の目的は、様々な診療領域に用いられる核医学の定量指標が核医学以外の指標 とどのように関連しているかを評価し、核医学における定量指標の有用性を検証する ことである。
【方法】
1）膵癌における FDG PET 指標
長崎大学病院において術前に FDG PET を行った 48 例の膵癌患者の画像を評価した。
FDG PET から得られる定量指標として、SUVmax（腫瘍内 SUV 最大値）SUVpeak
（SUVmax を示すピクセル周囲 1cm3 の平均値）、TBR(正常領域と腫瘍領域の比）、
MTV( 高集積を示す腫瘍容積） TLG （高集積を示す腫瘍容積中の SUV 総和）を求めた。
手術標本から得られる、リンパ管、静脈、神経浸潤度と FDG PET の定量指標との関 係を評価した。
2 ）肝細胞癌における FDG PET 指標
長崎大学病院において FDG PET が行われた肝細胞癌症例 26 例に対して、 FDG PET の 定量指標として SUVmax, SUVpeak, TBR, MTV, TLG を求めた。また、臨床的指標とし て、腫瘍マーカー（血中アルファフェトプロテイン（ AFP) および PIVKA-II ）治療回 数、治療方法、予後の情報を収集し、FDG PET の定量指標との関係を評価した。
3）虚血性心疾患における位相解析
長崎大学病院において虚血性心疾患診断目的で行われた、アデノシン負荷心筋血流シ ンチグラフィ（Tc-99m 標識心筋血流製剤使用）61 例に対し、自動解析ソフトウエア を用いて計測される、位相指標（Bandwidth, PhaseSD, entropy)を測定、心筋血流シンチ グラフィから得られる虚血の程度との関係を求めた。
【結果】
1 ）膵癌
リンパ管、静脈、神経浸潤度を軽度群・重度群に二分して、 SUVmax, SUVpeak, TBR,
MTV, TLG との関係を求めたところ、静脈浸潤において FDG PET のパラメーターの
うち SUVmax, SUVpeak, TBR が静脈侵襲の重症度と有意に関係した。腫瘍容積を加味
した指標である MTV, TLG は浸潤との関係を見いだせなかった。
一方、臨床的に手術可能と評価された症例と、手術不能であると評価された症例の間
では、 MTV, TLG に有意な差を認めた。
2 ）肝細胞癌
肝細胞癌においては、 SUV, TBR と AFP, PIVKA-II の log 値の間に有意な相関が認めら れた。
FDG PET parameters Hepatocellular carcinoma parameters
Log AFP Log PIVKA-II
R
2P value R
2P value
SUV max e 0.4323 0.0004 0.5082 0.0001
SUV peak e 0.5684 0.0189 0.5749 0.0179
TBR e 0.4591 0.0002 0.4565 0.0002
一方、予後については、 FDG PET 上で測定される腫瘍サイズが大きい症例において予 後が悪いという結果が得られた。
3 ）虚血性心疾患
虚血のある症例とない症例の二群に分けたところ、虚血のある症例において、移送の 指標である Bandwidth および PhaseSD の負荷時と安静時との差 （Delta Bandwidth, Delta PhaseSD ）が虚血群において有意に大きかった。 DeltaEntropy には有意差を認めなかっ た。 収縮機能の指標である Delta EF, Delta EDV, Delta ESV には有意差を認めなかった。
全体 虚血有り 虚血無し
p-value Age 69.7 (85-44) 69.8 (85-44) 69.9 (85-53) p=0.8455 (n.s.)
Gender (M:F) 41:20 31:18 10:2 p=0.1644 (n.s.)
Delta EF -2.30 ± 3.79 -2.51 ± 3.80 -1.42 ± 3.79 p=0.3750 (n.s.) Delta EDV -0.24 ± 8.21 -0.43 ± 8.29 0.55 ± 8.21 p=0.7149 (n.s.) Delta ESV 2.11 ± 4.02 2.20 ± 4.33 1.73 ± 2.45 p=0.7194 (n.s.) Delta peakPhase 0.84 ± 5.10 0.57 ± 4.92 1.92 ± 5.92 p=0.4177 (n.s.) Delta Bandwidth 8.85 ± 17.44 6.49 ± 11.88 23.58 ± 28.04 p=0.0017 (<0.01) Delta PhaseSD 2.98 ± 4.29 2.29 ± 3.11 5.78 ± 6.89 p=0.0103 (<0.05) Delta Entropy 0.05 ± 0.05 0.05 ± 0.05 0.07 ± 0.05 p=0.2831 (n.s.)
軽度 高度 軽度 高度 軽度 高度
6.59 (4.17;7.65)
5.94 (4.01;8.49)
4.60 (4.11;5.51)
7.24 (4.63;7.78)
4.61 (3.56;7.77)
6.84 (4.20;7.61)
5.5 (3.54;6.59)
5.22 (3.50;7.01)
3.80 (3.99;6.79)
5.75 (3.99;6.79)
3.99 (3.09;6.67)
5.63 (3.61;6.60)
2.53 (1.85;3.29)
2.96 (1.87;3.72)
1.92 (1.84;2.04)
3.18 (2.30;3.71)
1.97 (1.50;4.32)
3.09 (2.06;3.69) SUV
peak P - 0.8836 P - 0.0346 P - 0.2572
TBR
P - 0.3564 P - 0.0406 P - 0.0693
リンパ管浸潤 静脈浸潤 神経浸潤
SUV
max P - 0.6166 P - 0.0356 P - 0.1195
【考察】
腫瘍診断において FDG PET は有用ではあるが多数のパラメーターを提供し、臨床医 の混乱の原因ともなっている。本研究の膵癌の検討では SUVmax, SUVpeak, TBR が 腫瘍の侵襲度と関連しており、これらの指標を用いて術前の腫瘍侵襲度をある程度予 測可能であると考えられた。過去の報告では、 MTV, TLG が予後と相関するとする報 告が多いが、本検討では侵襲度との関係を見いだすことが出来ず、SUVmax 等を用 いて腫瘍の活動性を評価することが、隠れた腫瘍侵襲を予測し手術可能性を評価する ためにより重要であると考えられた。
また、肝細胞癌の検討では、AFP と PIVKA-II が高い症例ほど FDG PET から得ら れる定量指標が大きいとする関係が示された。 PIVKA-II は予後と相関することが知 られており、 FDG の定量指標と PIVKA-II の相関は FDG PET による予後予測の可 能性を示唆している。我々の検討でも FDG PET での集積のサイズが大きい群が小さ い群よりも予後が悪いことが示された。肝細胞癌は複数回の治療が行われることが多 いため、治療回数と FDG の定量指標の関係が得られることが期待されたが、症例数 の少なさから、有意な関連性は見いだせなかった。
虚血性心疾患においては、薬物負荷においても虚血重症例では位相の乱れが生じてい ることが示された。薬物負荷では、負荷による心筋酸素需要が増加しないため、真の 虚血は生じない。位相の乱れは虚血による酸素需要・供給のバランスの乱れによって 生じると考えられるため、薬物負荷での位相の乱れが生じるかどうかは不明であった が、本研究では薬物負荷でも重症虚血では位相が乱れることが証明され、位相のパラ メーターが薬物負荷においても診断に有用であることが示された。
今回の複数の検討を通して、核医学の画像から得られる様々な定量指標は、臨床診断 をより客観的にすることに有用であるが、どの指標が有用であるかは、対象となる疾 患、画像診断に求められる目的（予後の予測、疾患重症度の決定、組織診断の推定な ど）によって異なることが明らかとなった。同じ腫瘍診断においても、組織侵襲度の 推定を目的とするか、予後の予測を目的とするかで有用な指標は異なっていた。虚血 性心疾患においても位相指標の有用性は虚血の重症度によって異なっていた。核医学 の定量指標の選択は様々な観点から決定されるべきであることが明らかであった。
【基礎となった学術論文】
1. Myssayev A. Kudo T. et al. Usefulness of FDG PET/CT derived parameters in prediction of histopathological finding during the surgery in patients with pancreatic adenocarcinoma: PLoS One. 14, e0210178. (2019)
2. Myssayev A. Kudo T. et al. Association of FDG PET/CT-derived parameters with tumor markers and survival rate in Hepatocellular carcinoma: Acta Medica Nagasakiensia In press. (2020)
3. Myssayev A. Kudo T. et al. Can Stress-induced Phase Change Be Observed on
99m
