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Planar positron imaging systemを用いたマウス移植腫瘍のイメージング

国立がんセンター東病院

機能診断開発部、*薬剤部、**粒子線医学開発部

藤井博史、梅田泉、井上一雅、武藤泰子、斎藤豊和、

山口雅之、小島良紀*、西尾禎治**、荻野尚**

（2008/07/05、東京）

第69回日本核医学会関東甲信越地方会

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背 景

• がん治療の最適化に画像診断が果たす役割は大きく、特にPET装置の応用に対する期待は大きい。しかし、通常のPET装置は大型で応用範囲は限られている。

• Planar positron imaging system（PPIS）は、コンパクトなPET核種イメージング装置で、装置の改良により人体の部分撮像も可能となるため、image-guided therapyへの応用が期待できる。

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目 的

• 腫瘍内の不均一性は、がん治療抵抗性の原因となりうるため、がん治療の最適化を図るうえで

腫瘍内部の性状の画像化は重要である。

• PPISにより腫瘍の内部構造をどの程度観察することが可能か、マウス移植腫瘍を対象として、臨

床用PET/CT装置と比較検討した。

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装 置

• PPIS （浜松フォトニクス、浜松）– 対向する2つの検出器を有する– 検出器間距離 50cm

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装 置

• PPIS （浜松フォトニクス、浜松）– 検出器部分は、– BGOシンチレータとposition-

sensitiveな光電子増倍管からなる。– BGO結晶の大きさは

2mm×2mm×20mm。– 同時計数したデータから、陽電子の分布の平面像を再構成する。

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装 置

• 臨床用PET/CT装置– Discovery ST (GE, Milwaukee, WI)– BGO シンチレータ– シンチレータの大きさ

6mm × 6mm × 30mm

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分解能測定

• 評価方法

– Na-22点線源

– 体軸方向とそれに直行する方向

– FWHM

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動物実験

• Sarcoma 180を移植したddYマウス 8匹– 腫瘍のサイズ： 2.04g - 4.99g （平均: 3.12g ）

• MRI：– Signa HDx (3.0T)(GE, Milwaukee, WI)

+ Special birdcage coil (Robert Lenkinski, Ph.D., BIDMC, Boston, MA)

– 実験前に移植腫瘍を撮像し、腫瘍の内部構造を観察し、内部構造がほぼ同様であることを確認

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PET核種のイメージング• 使用核種： Cu-62 (半減期： 9.74分)• 使用薬剤： Cu-62標識diacetyl-bis(N4-

methylthiosemicarbazone) (ATSM)（低酸素イメージング剤）

• 投与量： 17.2MBq ～ 56.1MBq

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動物実験

• PPIS: 10-30秒/フレームで投与30分後まで撮像後、10～20分後の画像を重ね合わせて評価した。（3匹）

• PET:投与10分後から10分間、3次元収集を行い、OSEM法で再構成した（subset 16, iteration 10) 。（3匹）

• 画像の評価方法– 腫瘍の中心部と辺縁部のカウント比の最高値

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動物実験

• Autoradiography:投与10分後から腫瘍の摘出を行い、摘出した腫瘍を1mm厚にスライスし、5分間の露光時間で撮像。画像はFLA7000 (富士フイルム、東京)で画像化 （2匹）

• 本研究は国立がんセンター実験動物倫理委員会の承認を得て実施した。

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空間分解能

FWHM PET/CT: 5.68 mmPPIS: 2.17 mm

体軸方向FWHM PET/CT: 5.04 mmPPIS: 2.39 mm

横方向

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マウス腫瘍イメージング

PPIS PET/CT

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マウス腫瘍イメージング

0.7241.52.043

0.6626.73.53Mean

0.6317.23.572

0.6321.44.991

Center/Margin

Injection (MBq)

Weight (g)No.

0.7956.12.553

0.7847.12.42Mean

0.7834.12.232

0.7851.12.481

Center/Margin

Injection (MBq)

Weight (g)No.

PPIS PET/CT

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マウス腫瘍

MRI Tumor specimen ARG Fusion

MRI: Signa HDx (3.0T)(GE, Milwaukee, WI) + Special birdcage coil provided by Professor Robert Lenkinski, Ph.D. (Beth Israel Deaconess Medical Center, Boston, MA)

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考 察

• PPISは、臨床用PET装置より優れた空間分解能を示した。BGO結晶の大きさが小さいことに因ると考えられる。

• 実際のマウス腫瘍のイメージングにおいても、臨床用PET装置と同等以上と考えられるコントラストでマウス移植腫瘍内の信号差を描出した。PPISにより、腫瘍の不均一な内部構造を示せる可能性が示された。

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考 察

• 良好な分解能と引き替えにFOVは20cm程度に制限されるが、ヒト腫瘍病巣の多くは10cm以下であり、このFOVは腫瘍病巣の内部構造を観察するのに十分と考えられる。

• PPISを他の装置と一体化させ、image-guided therapyへ応用することが期待されるが、ヒト腫瘍では、今回検討したマウス腫瘍よりも周囲軟部組織からの放射線の影響が大きく、この影響により画質の低下につながるおそれがある。

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結 論

• PPISによりマウス移植腫瘍内のPET核種の不均等分布を観察することができた。

• 観察部位は限られるが、ヒト腫瘍の不均一性の画像化も可能と考えられる。

• 本装置を放射線治療装置に組み込むなどして腫瘍不均一性を考慮したがん治療を検討したい。

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Thank you for your attention.