北海道旭川市に位置する旭川赤十字病院は，病床数440床を有し，診療科は27科を標榜する。救命救急センターを併設しており，近隣で発生した脳外科関連疾患の救急患者の多くは当院を受診する。
われわれは，キヤノンメディカルシステムズの3検出器型SPECT「GCA-9300R」を用いて，ファンビームコリメータ（FANHR）を用いた¹²³I-IMP製剤用非採血脳血流定量法（simple none-invasive microsphere method：SIMS法）^1）について検討を行った。本講演では，本法の概要を述べた上で，ファンビームコリメータを用いたダイナミック収集に関する検討およびSIMS法の実際と検討について報告する。

ファンビームコリメータを用いたSIMS法の概要

¹²³I-IMPは静注後，初回循環時にきわめて高率に肺に取り込まれ，その後徐々に動脈血中に放出され，脳内へ集積する。そのため，肺への流入と肺からの洗い出し（washout）は動脈血中の¹²³I-IMPの放射能濃度を反映する。SIMS法はこの特性を利用して，画像解析により入力関数を得る非採血定量法である。図1は¹²³I-IMPを用いた持続動脈採血法（microsphere：MS法）の理論式であるが，脳内のトレーサー量はSPECTカウントから取得し，また，入力関数の部分についてはRI-angiographyのグラフ解析を行うことで，非採血定量法として置き換えられる。
流入量の推定においては，肺動脈（PA）にROIを設定してtime activity curve（TAC）を作成し，ピーク部分に対してガンマフィッティングを行い，算出されたarea under the curve of PA（AUC_PA）を肺への流入量の指標とする^1）（図2）。また，肺からのwashout ratio（WR）は，肺にROIを設定して作成したclearance curveのピークから肺に流出するトレーサー量を推定して算出する^1）（図3）。新たな入力関数は，AUC_PA×WRから求めることができる。

図1　MS法の理論式

図2　流入量の推定^1）

図3　肺からのWRの算出^1）

ファンビームコリメータを用いたダイナミック収集についての検討

ファンビームコリメータを用いたダイナミック収集における，カウントの数え落としの有無について検討を行った。¹²³I-IMPシリンジを，カメラ上を端から端まで等速で移動させながらダイナミック収集を行い，TACを作成した。実験の詳細は以下のとおりである。
●当日検定の¹²³I-IMP（222MBq）を使用
●実測で31.4MBqのポイントソースを作成（約0.2mL）
●ポイントソースをコリメータに貼り付けて，約200MBq（約1.8mL）のシリンジを等速で移動させ，ダイナミック収集
●移動には減速ギアを介したプラモデル用のモーターを使用
●ダイナミック収集：1frame / 1s，エネルギーウインドウ：160keV 20％
線源–コリメータ間距離は160mmとし，線源を縦・横・斜め方向にそれぞれ移動させ，ダイナミック収集を行った（図4）。
図5は，線源を縦方向に移動した場合のTACであるが，線源とポイントソースの桁をそろえると数え落としは発生していなかった。また，横方向，斜め方向も同様であり，GCA-9300Rのダイナミック収集において，数え落としは発生していないことが確認された。

図4　ファンビームコリメータを用いたダイナミック収集の実験方法（線源移動方向：縦方向）

図5　線源を縦方向に移動した場合のTAC

ファンビームコリメータを用いたSIMS法

1．SIMS法と動脈採血による入力関数の比較検討
SIMS法に対応したソフトウエアを用いて入力関数を測定し，同時に施行した動脈採血による入力関数と比較検討を行った。GCA-9300R，ファンビームコリメータ（FANHR），処理ワークステーション，ウエルカウンタなどを使用し，同一患者に対して施行したMS法から得られた入力関数と，胸部の2分間のダイナミック収集にて取得した画像を解析して得られた入力関数を比較した。また，得られた入力関数から脳血流量（CBF）を求め，MS法と比較した。
図6に，当院におけるMS法のデータ収集プロトコールを示す。トレーサー注入と同時に持続採血を5分間行い，その後，1分間のstatic撮像，続いて20分間のダイナミックSPECT撮像を行い，最後に1分間のstatic撮像を行っている。これに追加でSIMS法を用いた入力関数測定用のデータ収集として，トレーサー注入と同時に胸部のダイナミックスキャンを2分間行っている。図7は，実際の検査の様子である。
データ処理では，前述のとおり，肺動脈の分岐部手前にROIを設定するが，今回は半径2.5ピクセルの円形ROIを設定した。ここからTACを作成し，ガンマフィッティングを行ってAUCPAを求めた（図8）。また，肺からのWRは，肺にROIを設定して2分間のダイナミック収集を行い，そこから7分間の値を推定した（図9）。図10は結果であるが，横軸は画像解析から求めた入力関数（AUC_PA×WR），縦軸は実測された入力関数であり，相関係数は0.71と良好な相関が得られた。
次に，上記の画像解析から求めた入力関数（AUC_PA×WR）から，次式を用いてオクタノール1ccカウントを求めた。

図6　当院におけるMS法のデータ収集プロトコール

図7　実際の検査の様子

図8　データ処理：AUCPAの算出（自験例）

図9　データ処理：肺からのWRの推定（自験例）

図10　結果：実測値と画像解析から得られた入力関数の比較（自験例）

　y＝21.024x＋4529.6
　　y：オクタノール1ccカウント
　　x：AUC_PA×WR

求められたオクタノール1ccカウントを，GCA-9300Rの処理ワークステーションのMS法のソフトウエアに代入した（抽出率は0.8を使用）。定量画像は，脳血流自動解析ソフトウエアを使用してROIを設定し，左右の大脳基底核を通るスライスで比較した。図11は脳血流値の比較で，横軸はCBFの実測値，縦軸は画像解析から得られたCBFである。傾きは約0.9，相関係数は0.71と良好な相関を認めた。

図11　結果：実測値と画像解析から得られた入力関数を用いた脳血流値の比較（自験例）

2．入力関数の変動要因の検討
画像解析から得られた入力関数は，PAのROIの設定により値が変わることが考えられるため，ROIの設定位置の違いによる入力関数の変動について検討した。
演者が主観的に設定したROIを，X軸方向に−2ピクセル，＋2ピクセル，Y軸方向に−2ピクセル，−4ピクセル動かし，計9点におけるAUCPAの変化を確認した。図12に結果を示す。59例について検討したものの傾向を認めなかったが，座標を少し動かすだけでAUCPAの値が20〜30％変化することがわかった。
なお，AUC_PAの値が大きい位置が正しいのか，またROIは円形でよいのか，などの問題もあり，再現性に課題が残る。ROI設定の自動化による課題の解決が求められる。また，TACからAUCPAを求める際に現時点では手動ガンマフィッティングを用いるが，再現性の観点から今後は設定の自動化が求められる。そのほか，静脈注射の手技によってTACが変化すると考えられた。

図12　入力関数の変動要因の検討結果：AUCPAの変化（自験例）

3．肺からのwashoutの推定方法
肺のROIのTACは現在，2分間のダイナミック画像を用いて7分後までのwashoutを推定している。そこで，GCA-9300R，ファンビームコリメータ（FANHR）を使用し，肺からのWRを求める際のSIMS法のダイナミック収集時間は2分と5分で違いがあるか比較検討を行った。
図13に結果を示す。横軸を5分のデータから推定されたWR，縦軸を2分のデータから推定されたWRとしたところ，傾きは約1，相関係数も約0.96と，ほぼ同等の値であった。図14はCBFの比較であるが，傾きは約1，相関係数も約0.99と，非常に良好な相関を認めた。
以上より，入力関数の変動要因は，肺動脈のROI設定に依存していることが明らかとなった。また，肺からのwashoutの推定には2分間のダイナミック収集で問題ないと考えられる。

図13　ダイナミック収集時間2分と5分におけるWRの比較（自験例）

図14　ダイナミック収集時間2分と5分におけるCBFの比較（自験例）

まとめ

画像解析から求めた入力関数は，動脈血から求めた入力関数と良好な相関が得られた。また，画像解析から求めたCBFと採血から求めたCBFは，良好な相関を示した。画像解析から求めた値は，ファンビームコリメータを用いたSIMS法に応用可能であると考える。

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^{●参考文献
1）Ofuji, A., et al. : Development of a simple non-invasive microsphere quantification method for cerebral blood flow using I-123-IMP. Ann. Nucl. Med., 30（3） : 242-249, 2016.}

一般的名称：核医学診断用検出器回転型SPECT装置
販売名：デジタルガンマカメラ GCA-9300R
認証番号：225ADBZX00120000

岡林　篤弘（Okabayashi Atsuhiro）
1988年3月　駒澤短期大学
放射線科卒業。1988年4月　旭川赤十字病院に入職。2004年2月　学士（保健衛生学）を取得（大学評価・学位授与機構，学第12913号）。2010年　核医学専門技師認定。

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