-123MIBG 検査の定量評価とその標準化

心筋 Ⅰ ‑ 1 23MI BG 検査の定量評価 とその標準化

金沢大学医学部附属病院核 医学診療科

中 嶋 憲 一

要 旨

Ⅰ ‑ 1 2 3MI BG 検査 は心筋交感神経 の情報 を得 るこ とがで きる優 れた放射性 医薬品 であ る

しか しなが ら ,Ⅰ ‑ 1 2 3 標識製剤 は,一般 に用 い られてい る低 エネル ギー あ るいは中エネル ギーの コ リメー タ特性 に よ り,診断 のための定量値 が影響 を受 け ることが課題 となっていた｡ この稿 では核 医学 の MI BG 検査 の定量法 を概観 す る

また,心筋 MI BG 検査 の定量 を コ リメー タに よ らず に標 準化 す るための試 み を紹 介す る｡

MI BG 結果の定量法

MI BG の定量法 にはい くつかの方法が提案 されてい るが,一般 的に核 医学 におい て用 い られ る基本 的な定量法 と同様 に考 えることがで きる

1)投与量 に対する心筋集積量

注射器 のカウン トを最初 に測定 しておき,心筋 カウン トをシンチグラフィまたは

He a r t / Me d i a s t i n u m , He a r t nl o t a l Cou n t

■Myocardialuptakeperinjected dose

ISyringecountvs.myocardium lTotaHramecountduringl.V.

lnJeCtionvs.myocard山m

←Whole‑bodyscan

■Comparisontocontrolarea

■Heart/Mediastinumratio

■Model

■Compartmentmode一

〜Normalvalues

■H/M(E,D):2.10+/‑0.15,2.41+/‑

0.28

■ H/T:1.5%+/‑0.4%

図

Heart‑t0‑mediastinum ratioandothermethods forquantifying

L123

QuantiBcationandstandardizationof

I 1 1 2 3

DepartmentofNuclearMedicine,KanazawaUniversityHospital,Kanazawa,Japan

‑ 21‑

S PECT か ら求 める と,両者 の比 ( すなわち心筋 /全体 の比)が心筋集積 の指標 となる

注射 時 に動態検査 を記録 してカメ ラの視野 の下 を通 る RIの全量 を推定 し,心筋集 積 との比 を求 める方法 もある

また,全身 シンチグラフィか ら心筋 の集積量 の割合 を検討す ることもで きる｡いずれの場合 も,身体 でのガ ンマ線 の減弱が あるため適 宜補正 を行 う

これ らの値 は,必ず しも同等で はな く, 例 えば心筋 /投与量比 ( H/ T)

と心筋縦隔比 ( H/ M)の関係 を示す と Fi g. 1の よ うにな る1 ) ｡

2) 対照領域 との比較

臨床的には簡便 であるためによ く用 い られ る方法であ る ｡Ⅰ ‑ 1 2 3MI BG の場合 は, 心筋 /縦隔比や,心筋 とその他 のバ ックグラウン ド領域 との比が用 い られ る

心筋 縦 隔比 は Me r l e t らの提案 に よるもので あ り,心不全 にお ける定量で その有用性 が 実証 され,以後簡便 な方法 として広 く用 い られてい る2 ･ 3 ) ｡図 2 は筆者 らが肥大型 心筋症 における Ⅰ ‑ 1 2 3MI BG の定量 に用 いた方法である4 ) ｡

この定量法 は,予後 評価 上 の価値 か ら注 目されて きたが,図 3に示 す よ うに, 最適 のカ ッ トオ フ値 ( すなわち正常 と異常 を分 ける心筋 /縦隔比) は,報告 によ り 大 き く異 なってい る｡ これ は対象 とす る疾 患,解析 のエ ン ドポイ ン トの設定, デ

l ‑ 123MI BGの定量化

Pr ognos t i ci nf or mat i on

■Appropriate

cutoffforhighrisk?

Study N(male/ Age/

EF(%) SuⅣivalof Criteria female) FU ow/hi9hr

isk ofhigh period pts risk Merlet

1992 76

/14 52yr27mos/ 22+/‑8 98%/16% <1.20 Nakata

1998

271/143

61yes/

22mo 49+/‑18 9

5%/

‑ 22‑

図

Quantificationof

MI

BG

図

Heart‑tomediastin

一夕収集法 な ど種 々の要因が考 え られ る

心筋縦隔比 に影響す る様 々な要因を図 4 に記載 した｡

図 4

luencing

H/M

3) モデルによる定量の解析 心筋集

積量 をよ り正確 に定量す るためにはコンパー トメ ン ト解析 を用 い る方法が あ る｡

vitch

らは コンパ ー トメ ン ト解析 の可能性 を図 5 の よ うなモデル に よ り解析 して

い る5 ) ｡ このモデルか ら作成 され る微分方程式 は数学 的 に解 くことが可 能 で あ るため, その結果 に よ り作成 した各 コンパ ー トメ ン トの時間的変化 を図 6

Compar t mentmode l

Vesicul

ar

⊂= k21 l mp u l s

I

u

c t i

G ) メ

JNM1993;34:589Rabinovitchetal 33volun teers,10 cardiactranspl

ant kO

l

S ･ 2

pts

‡ wlthchron icLV ov

erload.

C y t

HeartS

c a n

Typ

I Cal Cl ear ancePat t er ns

L MainlyreleasefromCytoplasm,kOl=0.5;k21

■ MainlymovetoVesicle,kOl=0.1;k2 1=0.5

■ Balanced,kOl=0.3;k21=0.3

■ Bloodclearance:monoexpon ential hctlVlt

y Sum ‑ 23‑hctl叫 =0.1

図

に示 した｡ 図の左 図 は c yt opl as m か らの放 出が主 で あ る場合, 中図 は ves i c l e への 移行が主である場合,右図 は両者 が同一の割合 と仮定 した ものである

実際 に血 中 と心筋か らのク リアランスを求 めれ ば, 各

ラメータが計算で きる可能性があるが, 時間 に対す るポイ ン ト数が少ないため,現状ではその定量 は容易で はない｡

コリメータの違いによる Ⅰ ‑ 1 23MI BGの定量の差異

I ‑ 1 2 3 のエネルギー分布 とコ リメータの選択

図 7は LMEGP と LEHRコ リメー タか ら求 めたエネル ギースペ ク トル を示 して い る ｡Ⅰ ‑ 1 2 3 で は, 1 5 9 k e V の主 エネル ギー に対 して ,5 2 9 k e V に高 エネル ギー部分 が あ り,放 出割合 が少 ない とはいえ, これ に由来 す るコ リメー タ隔壁通過 と散乱 線が Ⅰ ‑ 1 2 3 の定量 に大 き く影響す る

これ らを補正す るための方法 について はい く つかの提案が あるが, 中エネル ギー コ リメータ ( ME) を用 い る方が優 れてい ると い う報 告 が あ るものの6 ) ,実 際 には低 エネル ギー用高分 解能 また は汎用 ( LEHR , LEGP)の コ リメータを用 いてい る施設が多いため,直 ちに変更す るのは難 しいか

もしれない｡複数 のエネルギー ウイン ドウを用 い る方法 として は,3エネルギーウ イン ドウ ( TEW)演, ヨー ド2ウイン ドウ ( I DW,図 8) 法が提案 されてい る

8

0

‑

12

:Physl Cal tT1 / Char 2: 1 3. 2h ac t er i s t i

I LMai nEn er gyofGam m ( Me

V)

■0. 1 59‑

83%

■0. 529‑

1 . 4%

■0. 0275‑ Te‑ X L

E HR

G

･1 .Z .3 .4 .

5 .6 Energy Modi丘ed

/Mot

I DW

法 ‑ 529k eV

図

Ener

gy spectra ofI‑123

wi th l ow‑

medi um‑

ener gyand

(MeV)

l o w‑ e ne r g yc

o l l i ma t o r s

(虜医学36 997‑1005,1

999) 蜘DSl■LYl‑k'W細 tThrttW u肝 ■

Culx.ヽ･l Corr

ectedC叫 棚) vCn(x.y)

‑Ds(x.y) 汰 :estim

atioTl榔 喝 Ⅵ血

fkisI.0withstTtI8htext rtpdAlion) xJ.:PjldCooTdiJt山 Prifn■且Ed■La

怒ne相y併せV1

‑ 24‑

図 I

odi ned

ualener gy met hodp

r oposedby

Mo t o mu

ブロックモデルによる

‑ 1 23 定量の改善に関する検討

従来, フアン トムを用 いた心筋縦 隔比 の検討 はあったが,形態が複雑 なためその 精度 の検討や再現性 が問題 となっていた｡ そ こで,計算 を単純化 し数学 的 に計算 し やすいブロ ックモデル による検討 を行 った｡1つの ブロ ックの厚 さは 3 2 mm で あ り, 減 弱係 数 を 入‑ 0. 1 4 〝 c m として,放射 能 の あ るブロ ック とない ブロ ックを組 み合 わせ ることで,様 々 な心筋縦 隔比 を作成 で きる ( 図 9,10) ｡データ収集 の ウイン ド ウは, 図 1 1 に示 す よ うに, 同時 に 5 つ の ウ イ ン ドウを開 き, I DW , TEW のた め の計 算 を行 っ た｡ な お, I DW2 は本 村 らの原 著 に従 って設 定 した ウ イ ン ドウ

,

真値の計算

■yOI0=Suml ( 100/ n) ' Expl ‑ 一 ambda( t hi ckness + t hi ckness / ∩/ 2 + t hi ckness / n★ ( ト 1) ) 】

■t hi ckness = 3. 2cm ; ∩ ≡100;l ambda = 0. 1 47 / cm

100a.am叫 thckmss･U11'thn加 sS･土等 ≡竿】

0 1 Ⅹ 1 0

0

0 0 0

9model s

m o d e l 2 m ^{o d e l 3}

二 二 二 二 二 二 二 二 二 二 二 二 二 二 二 二 コ ^{二二二二 二: 二二 二 二 二 二 二 コ}

m o d e l 4 m o d e I 5 m o d e l 6

⊂=r二 二 ‑ ‑ 工コ [ =丁二二 □

m o d e l 7 m o d e 】 8 m o d e l 9

1 1 1 ‑ l l l ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■

〜

Cul bot t t l ur es e

⊂コ二 二⊂]⊂=Ⅰ : : : コ

= コ

Wi ndowの設定

醜En er gy:

Bgl32‑142ke V[wl]

Egl43‑175keVl w2]

Ei176‑186keVlw31

郡 187‑208keVlw4]

BX209‑294keVlw5]

盟Wi ndowf or

c or r ec t i on

はIDWl:1431175keV=[W2],sub176‑294keV

[W3,W4,wS]

EHDW2:143‑175keV‑lwZ],sub176‑208keV [W3,W4]

BiTEW:143‑175keV‑lw2],sub132‑142keV,176‑

186keV

[wl,W3]

‑ 2 5‑

図

Calculation of attenuati on by ma

‑ t hema t i c a lf or mu

l a

図 E 1 0 xa m pl e

o fbl oc

m o de

sus e d i k

I DWl は上 のサ ブ ウ イ ン ドウを それ よ りも広 くとった ウ イ ン ドウに よ るもので あ る

図 1 2 は, 1 つ のモデル につ いて, 5 つ のエネル ギー ウ イン ドウでの画像 の例 を 示 してい る｡各 エネル ギー領域 での画像 パ ター ンの特徴 が良 く現 れてい る

I DW と TEW に よ り補 正 した結 果 を, 各 モ デ ル につ い て平 均 した結 果 で示 す ( 図 1 3)

上段 は,理論値 に対 して測定値 の比 を示 した｡補正 を行 わない場合 には, 真値 に対 す る比が LEHR コ リメー タで 0 . 6 6 ,ME コ リメー タで 0 . 8 4 といず れ も過 小評価 とな るが, I DW2 で は LEHR コ リメータで 0 . 8 4 , ME コ リメータで 0 . 9 3 に改 善す る

さ らに TEW で は ME コ リメータによ り 1 . 0 3 と理論値 に近 い値 が計算で き て い る こ とが分 か る

また,下段 に示 す よ うに,補正 しない ME コ リメー タで の 測定値 に対 す る LEHR コ リメー タの測定値 の比 を見 る と, I DW2 , TEW 法 に よ り, 1 に近 い値 とな る

す なわち,理論値 に近 い値 を得 るためには ,ME コ リメータを 用 いて TEW 法 を用 い ることが望 ま しい｡しか し , LEHR コ リメー タを用 い るな らば,

I DW または TEW 補正 に よ り,未補正 の ME コ リメータ と同程度 の精度 が得 られ る こ とが明 らか になった9 ) ｡

m o d e 1 9

■ ^‑ l ma g e si ne a c he n e r g ywi n d o w因 _{[ =コ[ : =] : =コ}

鞄Max425 78 61 89 222

丑Max278 52 36 60

■ 1 43‑ 1 7 5

まとめ

Ⅰ ‑ 1 23MI BGの定量法 と影響す る様 々 な因子 につ いて概要 を述 べた

コ リメー タの差 異 は Ⅰ ‑ 1 23MI BGの定量 に大 き く影響 し,標準化 を行 う際 の妨 げ となってい るが,TEW または I DW 法 の併用 によ り克服 で きる可能性 が あ るこ とが 示 された｡今後 この点 について はさ らに検討 を進 め る予定 で あ る

謝辞

本研 究 の施行 にあた りご協 力頂 いた,松原孝祐技 師 ( 金 沢大学放射線部),本村 信篤氏 ( 東 芝 メデ ィカル システムズ),石川丈洋氏,前 田 遼氏 ( 第一 ラジオ アイ ソ トー プ研 究所 ),Na s i maAkht er 氏 ( 金 沢大学大学 院) に謝 意 を表 す る

本 フ ア ン トム実験 等 の研 究 の一部 は平成 1 7 年度科学研 究費補 助金 ( 課題 番号 17 591 252) の援助 を受 けた ことを付記す る｡

文 献

1 )Na ka j i maK,Ta kiJ ,To na m i N,Hi s a d aK.De c r e a s e d1 23I I MI BGupt a k ea ndi nc r e a s e d c l e a r a nc ei nva r i o usc a r d i a cd i s e a s e s . Nuc I Me dCo mmun. 1 5: 31 7 ‑ 3 23, 1 9 9 4.

2)Mer l etP ,Va l et t eH,Duboi s I Ra ndeJ L,eta l .Pr ognos t i cva l ueofc a r di acmet a‑

i o d o be nz yl gua ni d i nei ma gi ngi npa t i e nt swi t hhe a r tf a i l ur e. ∫Nuc IMe d.33:471 ‑ 47 7 , 1 9 9 2.

3)Me r l e tPBe nve nut iC,Mo ys eD,e ta l .Pr o g nos t i cv a l ueo fMI BGi ma g ingi ni d i o pa t hi c d i l a t e dc a r d i o myo p a t h y . JNuc I Me d. 40: 91 7 1 9 2 3.1 9 9 9.

4)Na ka j i ma K ,BunkoH,Ta ki J ,Shi mi z uM,Mur a mo r iA,Hi s a d a K. Qua nt i t a t i vea na l ys i s o f1 2 3Ⅰ ‑ me t a ‑ i o d o be nz yl gua ni d i ne( MI BG)upt a kei nhype r t r o phi cc a r d i o myo pa t hy .Am He a r t J .11 9:1 3 29 ‑ 1 3 37 , 1 9 9 0.

5)Ra b i no v i t c hMA,Ro s eCP ,Sc hwa bAJ ,e ta l .Ame t ho do fd y na mi ca na l ys i so fi o d i ne‑ 1 2 3‑

me t a i od o be nz yl gua ni d i nes c i nt i gr a msi nc a r d i a cme c ha ni c a lo ve r l o a dhype r t r o phya nd f a i l ur e. JNuc I Me d. 34･ . 5 8 9 1 6 0 0,1 9 9 3.

6)Ver ber neHJ ,Fee ns t r aC,deJ ongWM,Soms enGA,va nEc k‑ Smi tBL,Bus e ma nn So k o l eE.I nf lue nc eo fc o l l i ma t o rc ho i c ea nds i mul a t e dc l i ni c a lc o nd i t i o nso n1 2 3I I MI BG he a r t / me d i a s t i nu mr a t i o s : apha nt o ms t ud y . EurJNuc IMe dMo II ma g in g. 32:1 1 0 0 1 1 1 0 7.

20 0 5.

‑ 2 7‑

7)I c hi ha r aT Oga waK,Mo t o mur aN,KuboA,Ha s hi mo t oS.Co mpt o ns c a t t e rc o mpe ns a t i o n us i ngt het r i pl e‑ e ne r gywi ndo wme t hodf o rs i ngl e‑a ndd ua l ‑ i s o t o peSPECT∫Nuc IMe d.

34: 221 6‑ 22 21 .1 99 3.

8)Mo t o mur aN , I c hi ha r aT, Ta ka ya maT, Ao kiS,Ku boH, Ta ked aK.l pr a c t i c a lc o mpe ns a t i o n me t hodo fd o wns c a t t e r edc o mpo ne ntduet ohi ghe ne r g ypho t o ni n1 2 3Ⅰi ma gi ng].Ka k u l ga ku. 36: 997 ‑ 1 0 05,1 999.

9)Na ka j i ma K ,Mo t omur aN,Ma t s uba r aK,e ta l .Qua nt i f i c a t i o no fL1 23MI BGupt a k eb y t r i pl e‑ ene r gywi ndo w a nddua l ‑ wi ndo w me t hodsi nde pende ntonc ol l i ma t o rs e l e c t i o n. ∫

Nuc IMe d. 2006;( Soc i e t yo fNuc l e a rMe d i c i neAnnua lMee t i ng, Sa mDi e go, US)

10)Na ka t aT Mi ya mot oK,DoiA,eta l .Ca r di a cdea t hpr edi c t i ona ndi mpa i r edc a r di a c s ympa t he t i ci nne r va t i o na s s es s edbyMI BGi npa t i e nt swi t hf a i l i nga ndno nf a i l i nghe a r t s . J

Nuc ICa r di o l . 5:57 9‑ 5 90,1 998.

‑ 2 8‑