シンチグラフィー

シンチグラフィーは、ガンマカメラに組み込まれた放射性核種から放出される放射線を記録することで、患者の臓器や組織の画像を作成する方法です。

シンチグラフィーの生理学的本質は、放射性医薬品の臓器向性、すなわち特定の臓器に選択的に蓄積する能力、つまりコンパクトな放射性ボーラスの形で蓄積、放出、または通過する能力です。

ガンマカメラは、マイクロエレクトロニクスとコンピュータ技術を駆使した複雑な技術装置です。放射線検出器として、直径最大50cmの大型シンチレーション結晶（通常はヨウ化ナトリウム）が使用されます。これにより、検査対象の体全体から同時に放射線が記録されます。臓器から放出されるガンマ量子は、結晶内で閃光を発生させます。これらの閃光は、結晶の表面に均一に分散して配置された複数の光電子増倍管によって記録されます。光電子増倍管からの電気インパルスは、増幅器と弁別器を介して分析ユニットに送信され、分析ユニットはディスプレイ画面上に信号を形成します。この場合、画面上で光る点の座標は、シンチレータ内の閃光の座標と正確に一致し、結果として臓器内の放射性核種の位置が示されます。同時に、各シンチレーションの発生の瞬間が電子機器を使用して分析され、放射性核種が臓器を通過した時間を決定することが可能になります。

ガンマカメラの最も重要な構成要素は、もちろん、様々なコンピュータ画像処理を可能にする専用コンピュータです。画像上で注目すべき領域（いわゆる関心領域）を強調表示し、そこで様々な手順を実行します。例えば、放射能（全体および局所）の測定、臓器またはその一部の大きさの測定、この領域における放射性医薬品の通過速度の調査などです。コンピュータの助けを借りれば、画像の品質を向上させ、臓器に栄養を供給する血管など、画像上の興味深い詳細を強調表示することが可能になります。

シンチグラムの解析には、数学的手法、システム解析、生理学的および病理学的プロセスのチャンバーモデリングが広く用いられています。当然のことながら、得られたデータはすべて画面に表示されるだけでなく、磁気媒体に転送したり、コンピュータネットワークを介して送信したりすることも可能です。

シンチグラフィーの最終ステップは通常、紙（プリンターを使用）またはフィルム（カメラを使用）上に画像のハードコピーを作成することです。

原則として、シンチグラムは臓器の機能をある程度特徴づけます。放射性医薬品は主に正常で活発に機能する細胞に集積（および放出）されるため、シンチグラムは機能解剖学的画像です。これが放射性核種画像の特徴であり、X線検査や超音波検査、磁気共鳴画像法（MRI）で得られる画像とは区別されます。したがって、シンチグラフィーを処方するための主な条件は、検査対象臓器が少なくともある程度機能的に活性であることです。そうでなければ、シンチグラフィー画像は得られません。そのため、肝性昏睡の肝臓に対して放射性核種検査を処方することは無意味です。

シンチグラフィーは、治療、外科、腫瘍学、心臓病学、内分泌学など、臓器の「機能画像」が必要な臨床医学のほぼすべての分野で広く用いられています。1枚の画像が撮影される場合は、静的シンチグラフィーと呼ばれます。放射性核種研究の目的が臓器の機能を調べることである場合、分単位または秒単位の異なる時間間隔で一連のシンチグラムが撮影されます。このような連続シンチグラフィーは動的シンチグラフィーと呼ばれます。得られた一連のシンチグラムをコンピュータで解析し、臓器全体または一部を「関心領域」として選択すると、放射性医薬品がその臓器（またはその一部）を通過した経路を示す曲線が画面に表示されます。一連のシンチグラムのコンピュータ解析結果に基づいて作成されたこのような曲線は、ヒストグラムと呼ばれます。ヒストグラムは、臓器（またはその一部）の機能を調べることを目的としています。ヒストグラムの重要な利点は、コンピューター上で処理できることです。ヒストグラムを平滑化したり、個々の要素を分離したり、合計や減算を行ったり、デジタル化したり、数学的分析を行ったりすることができます。

シンチグラム（主に静的シンチグラム）を解析する際には、臓器のトポグラフィー、大きさ、形状に加え、画像の均一性の程度が評価されます。放射性医薬品の集積が増加する領域は、ホットスポットまたはホットノードと呼ばれます。これらは通常、臓器の過剰に活発に機能している領域、すなわち炎症組織、ある種の腫瘍、過形成領域に相当します。シンチグラム上で放射性医薬品の集積が減少する領域が検出された場合、これは臓器の正常に機能する実質が何らかの体積構造に置き換わっていることを意味します。いわゆるコールドノードです。これらは嚢胞、転移、局所性硬化症、および一部の腫瘍で観察されます。

腫瘍組織に選択的に集積する放射性医薬品、すなわち腫瘍親和性放射性医薬品が合成されています。これらの放射性医薬品は、主に有糸分裂および代謝活性の高い細胞に含まれています。放射性医薬品の濃度が上昇するため、腫瘍はシンチグラム上でホットスポットとして現れます。この検査法はポジティブシンチグラフィーと呼ばれ、この検査のために様々な放射性医薬品が開発されています。

標識されたモノクローナル抗体を用いたシンチグラフィーは免疫シンチグラフィーと呼ばれます。

シンチグラフィーの一種に二核種検査、すなわち同時に投与された放射性医薬品を用いて2枚のシンチグラフィー画像を取得する検査があります。このような検査は、例えば、より巨大な甲状腺組織の背景から小さな副甲状腺をより明確に区別するために行われます。この目的のために、2種類の放射性医薬品が同時に投与されます。1つは^99m Tc-塩化物で、両臓器に集積し、もう1つは^99m Tc-過テクネチウム酸で、甲状腺にのみ集積します。次に、識別器とコンピュータを用いて、2つ目の放射性医薬品を最初の（要約）画像から減算します。つまり、減算処理が実行され、その結果、副甲状腺の最終的な分離画像が得られます。

患者の全身を画像化するために設計された特殊なガンマカメラがあります。カメラのセンサーは検査対象の患者の上を移動します（あるいは逆に、患者がセンサーの下を移動します）。こうして得られるシンチグラムには、患者の全身における放射性医薬品の分布に関する情報が含まれます。これにより、例えば骨格全体の画像が得られ、隠れた転移を明らかにすることができます。

心臓の収縮機能を調べるために、ガンマカメラが使用されます。ガンマカメラには特別な装置（トリガー）が装備されており、心電計の制御下で、心拍周期の厳密に指定された時相（収縮期と拡張期）においてカメラのシンチレーション検出器が作動します。その結果、受信した情報がコンピューターで分析され、心臓の収縮期と拡張期の2つの画像がディスプレイに表示されます。これらの画像をディスプレイ上で組み合わせることで、心臓の収縮機能を検査することができます。

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