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PET-CTはどのように作動しますか。

PET-CTはどのように作動しますか。

PET-CTを使って、体を傷つけずに内臓の解剖と働きに関する情報を得ることができます。

技術

キーワード

陽電子, コンピュータ断層撮影スキャナ, X線, レントゲン管, 腫瘍, フッ素放射性同位元素, フッ素, アイソトープ, ガンマ, γ線, 光子, グルコース

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シーン

PET-CT室

  • PET-CT装置 - 中に動くベッドが入っている円筒形の機械です。
  • 移動床

医療用の撮像技術を使うことによって、外科的切開をしなくても、体の内臓に関する視覚情報を得ることができます。陽電子放出断層撮影法(PET)はこれらの方法の一つです。この技術により、組織の解剖的特徴のみではなく、機能も分析可能です。PET画像は組織の血流と組織の細胞の代謝に関する三次元の情報です。

内臓に病気が発生する場合は、最初は機能障害が現れ、解剖的な変化がより後で見られます。こういうわけで、PETは早期の病気を診断するには便利です。PETは主に腫瘍を探検するために使われていますが、神経学的変化を見つかるに、そして心臓の冠状動脈で流れる血液を測定するにも便利です。

PETは一般的にコンピューター断層撮影(CT)という診断法と一緒に使われています。PET-CT装置で撮影される画像はより多くの解剖学的詳細を明らかにすることによって、診断もより正確にできます。

PET-CT装置

  • 探知機リング - X線に対して敏感である結晶を含んでいる。これらの結晶がX戦に当たると電気信号を発生する。
  • レントゲン管 - 体を通過し、検出器に入るX線を放出する。
  • スキャナードラム

PET-CTの前に、患者の体に少量の放射性物質(放射性同位体、放射性追跡子)を注入します。放射性追跡子の放射性崩壊の間に放出されるガンマ線は検出リングに検出されます。検出器は全ての方向からの線を検出できます。CTとPETスキャンは同時に行うので、患者の位置を変える必要がありません。

FDG

  • 2-デオキシ-2-フルオロ-D-グルコピラノース (FDG)
  • フッ素18放射性同位体 - 半減期が短い同位体です。陽電子の源とする役割がある。

フッ素18同位体とグルコース分子が結合して形成されるフルオロデオキシグルコースはPET診断によく使われています。FDGグルコースを最も多く取る組織に入ります。そのような組織の代謝過程が激しいです。
フッ素18は、酸素¹⁵、窒素¹³と炭素¹¹など他のPET同位体のように半減期がとても短い(2-110分)です。短い半減期の弱点とは、PETスキャンは短い期間の間でしか取れません。しかし、利点なのは、患者にかかっている放射性の負担が少ないです。

PET-CTを使って 腫瘍診断

  • フッ素18放射性同位体 - 半減期が短い同位体です。陽電子の源とする役割がある。
  • PET-CT装置 - 中に動くベッドが入っている円筒形の機械です。
  • 腫瘍 - この細胞は制御されていない細胞増殖を行う。腫瘍の細胞は健康の細胞と同じ役割を果たすほど発達していない。腫瘍細胞の増殖によって、健康な細胞に届く栄養が少なくなる。
  • FDG
  • 陽電子 - 素電荷+1の亜原子粒子であり、電子の反粒子です。どの物質の場合でも、陽電子は電子と衝突し、全滅します。その結果として、高エネルギーの光子が発生する。
  • 電子 - 素電荷-1の亜原子粒子。大きさは<10⁻¹⁸ mです。
  • ガンマ光子 - 励起された原子核のより低いエネルギー状態への変化の途中で発生する。

同位体の静脈内投与の後、50-60分後PET-CTを始めます。同位体は循環器系のすべての内臓までたどり着くにはこのぐらいの時間がかかります。その後、同位体は代謝過程が多く行う組織にしか残りません。同位体濃縮は脳、心臓、膀胱と腎臓でも見られます。体内に腫瘍性組織がある場合は、多くのエネルギーとグルコース濃度の上昇を必要とする細胞増殖のため、PET-CTは検出できます。フッ素同位体は破壊する際、陽電子を放出します。陽電子は同位体の近くにある電子と結合し、PETに検出できるガンマ線が発生されます。

画像生成

PETとCTで撮影される画像は体の縦軸に垂直に、解剖的なセクションを重ねて投影します。これらのセクションを合わせて、体全体的に再構成します。画像のおかげで、腫瘍の場所を正確に特定できます。

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