技術解説(フィリップス・ジャパン)

2012年12月号

核医学分野の最新技術動向

フィリップス社製SPECT,PET/CTの最新技術

三好 永哲((株)日立メディコ)新山 大樹((株)フィリップスエレクトロニクスジャパン)

■フラットパネルCT搭載SPECT装置「BRIGHTVIEW X」

SPECT検査は,検査の診断精度向上のため,さまざまな取り組みが行われており,CTデータを用いたSPECTデータの減弱補正も有用な手段の1つである。多施設共同研究によると,心筋血流SPECT検査に対して減弱補正を行うことで,感度・特異度が向上することが報告されている1)図1)。
しかし,通常SPECT検査は,自由呼吸下,CT検査は呼吸停止下で行われるため,CTデータを用いたSPECTデータの減弱補正を行う場合,特に心尖部領域においてSPECTデータとCTデータの位置ずれが生じることもあり,正確な補正を行うためには注意を要する。
フラットパネルCTを搭載したSPECT装置BRIGHTVIEW X *1図2)は,フラットパネルCT検出器とSPECT検出器が同一平面に配置されていることから,最小限の天板移動で天板のたわみによる位置ずれを抑えることができ,CTデータの収集も自由呼吸下を考慮した体軸方向14.4cmを1回転60秒収集や,通常収集の1回転12秒,24秒収集が可能である。
さらに,診断精度向上に貢献する技術である“FIT(Full Iterative Technology)”を搭載している。これは,SPECTデータの再構成処理に,コリメータ開口径補正・減弱補正・散乱線補正(ESSE法)を組み込んだ逐次近似法“Astonish”を使用し,さらに,CTデータの再構成処理にも逐次近似法を行う,SPECTとCTの画質向上技術である。
本装置には,従来好評な技術である,目的臓器をSPECT視野マスクが追従する機構の“Roving Mask”(図3)とLEHRコリメータと比較して空間分解能・感度を保ちつつ,コリメータが厚いこと(ロングボア)が特徴であるCHRコリメータ(図4)を組み合わせた心筋SPECT収集を,高画質で撮像するための機構である“CardioTrac”も有する。
さらに,最大15種類までの異なるSPECT撮像条件を同時に撮像できる機能である“Concurrent Imaging”もあり,体格の小さい小児やsmall heart対策として,異なる拡大率のデータの同時収集を行い,診断データとしての撮像ミスを減らすことができる(図5)。

図1 SPECT減弱補正の有用性

図1 SPECT減弱補正の有用性

図2 SPECT装置BRIGHTVIEW X外観

図2 SPECT装置BRIGHTVIEW X外観

   
図3 Roving Mask機構によるCardioTracの視野マスク移動

図3 Roving Mask機構によるCardioTracの視野マスク移動

図4 深部の画質劣化,ペネトレーションへのCHRコリメータの対応

図4 深部の画質劣化,ペネトレーションへのCHRコリメータの対応

   
図5 小児・small heart対策

図5 小児・small heart対策

 

 

■Time-of-flight(TOF)搭載PET/CT装置について

フィリップスは2006年に商用装置として初めてtime-of-flight(以下,TOF)搭載のPET/CT装置を発売して以来,一貫してTOFを最大の特長とするPET/CT装置を販売してきた。2012年には,すでに350台を超えるTOF-PET/CT装置が世界中で稼働しており,日本国内でもTOF-PET/CT装置は増加の一途をたどっている。
ここで改めてTOFの原理について簡単に述べる。PET装置におけるTOF法は,対向する検出器に到達する消滅放射線の時間差を測定することで,line of response(以下,LOR)上のイベント位置の発生確率をある程度絞り込んで特定し,ノイズ成分を減少させるものであり,TOFが搭載されていないPET装置と比べてコントラストの高い画像が得られる(図6)。non-TOFでは,LOR上のイベント発生点が均等な確率となるのに対し,TOFはイベント発生点の確率が絞り込まれる。
フィリップスのTOF-PET/CT装置は,2012年現在,時間分解能が495ピコ秒であり,位置精度ΔXとして,約7.4cmの精度を有する。これにより,例えば体径(奥行き)=40cmの人だとsensitivity gainとしては,40cm/7.4cm=5.4の向上であり,TOFのSNRは従来のTOFに比べて2.3倍程度増加することになる(SNRTOF=(D/ΔX)−1/2SNRNon−TOF)。
これらから,TOFはPET撮像において,バックグラウンドノイズの大幅な低下による集積のコントラストが改善することで検出率の向上が期待できる。

図6 概念図(a:Non-TOF,b:TOF)

図6 概念図(a:Non-TOF,b:TOF)

 

■TOF-PET/CT「GEMINI TF」

GEMINI TFは時間分解能495ピコ秒のTOF標準搭載したPET/CT装置であり,LYSOシンチレータやセパレート型ガントリ,イベントごとに詳細な情報を記録するフルリストモードによるTOF-OSEM再構成,複雑で膨大な情報量によるTOF再構成を撮像終了後5分以内に行い画像作成する,超高速再構成サーバを特長とする(図7)。

図7 TOF-PET/CTのGEMINI TF

図7 TOF-PET/CTのGEMINI TF

 

■「GEMINI TF Big Bore」─Oncologyとの連携

放射線治療計画や治療成績の評価などに用いられるPET/CTには,高い位置精度の情報を求められる。フィリップスはそれらに必要なデザインを有するPET/CT装置GEMINI TF Big Boreを発表した(図8)。これは,TOF技術に加えてAAPM TG-66*2に準じた規格を満たし,高い位置精度の情報提供を可能にする。
広いボア径により,被検者が放射線治療計画の位置合わせなどにおいて,必要な挙上位の姿勢のままでも,寝台をボア内に送り込むことができる。
GEMINI TF Big Boreは,TOFによる画質向上とボア径の広いPET/CTを組み合わせることで,治療成績の向上に貢献し,放射線治療プロセスにおいて,腫瘍の代謝活性と構造に関する情報をシームレスに統合することが期待される(図9)。

図8 GEMINI TF Big Bore 平坦な天板や大口径のボアを有する。

図8 GEMINI TF Big Bore 平坦な天板や大口径のボアを有する。

 

図9 GEMINI TF Big Bore臨床画像

図9 GEMINI TF Big Bore臨床画像

 

●参考文献
1) Venero, C.V., Heller, G.V., Bateman, T.M., et al. : A multicenter evaluation of a new post-processing method with depth-dependent collimator resolution applied to full-time and half-time acquisitions without and with simultaneously acquired attenuation correction. J. Nucl. Cardiol., 16・5, 714~725, 2009.

*1 BRIGHTVIEW XのフラットパネルCTは診断を目的としたCTではありません。
*2 American Association of Physicists in Medicine, Task Group No.66

 

【問い合わせ先】
日立メディコ 核医学治療製品部 TEL 03-3526-8340
フィリップスエレクトロニクスジャパン フリーダイヤル:0120-556-494
【フィリップスお客様窓口】 土日祝休日を除く9:00~18:00

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