脳科学辞典

「陽電子断層撮像法」の版間の差分

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陽電子断層撮像法 (ソースを閲覧)

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→‎計測原理と装置
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　これら短寿命の陽電子放出核種は、[[wikipedia:ja:加速器|加速器]]の[[wikipedia:ja:サイクロトロン|サイクロトロン]]でターゲットとなる[[wikipedia:ja:原子核|原子核]]に[[wikipedia:ja:プロトン|プロトン]]などの荷電粒子を入射することで生成される。
　これら短寿命の陽電子放出核種は、[[wikipedia:ja:加速器|加速器]]の[[wikipedia:ja:サイクロトロン|サイクロトロン]]でターゲットとなる[[wikipedia:ja:原子核|原子核]]に[[wikipedia:ja:プロトン|プロトン]]などの荷電粒子を入射することで生成される。


　生体イメージングでは、陽電子放出核種で標識された化合物を投与（主に溶液は[[wikipedia:ja:静脈|静脈]]内、ガスは吸引）し、生体内でβ<sup>+</sup>壊変して放出された陽電子と自由電子の衝突によって対消滅した際に一対の511keVの[[wikipedia:ja:消滅γ線|消滅γ線]]（annihilation γray）を生じる。この消滅γ線はリング状に配置されたシンチレータと[[wikipedia:ja:光電子増倍管|光電子増倍管]]（PMT, photomultiplier） を組み込んだガンマ線検出器に入射し、同時計数検出器により検出された場合のみに検出器間の直線上でのイベントとして記録され、累積した空間情報から定量的な断層画像として再構成される（図1）。
　生体イメージングでは、陽電子放出核種で標識された化合物を投与（主に溶液は[[wikipedia:ja:静脈|静脈]]内、ガスは吸引）し、生体内でβ<sup>+</sup>壊変して放出された陽電子と自由電子の衝突によって対消滅した際に一対の511keVの[[wikipedia:ja:消滅γ線|消滅γ線]]（annihilation γray）を生じる。この消滅γ線はリング状に配置されたシンチレータと[[wikipedia:ja:光電子増倍管|光電子増倍管]]（PMT, photomultiplier） を組み込んだγ線検出器に入射し、同時計数検出器により検出された場合のみに検出器間の直線上でのイベントとして記録され、累積した空間情報から定量的な断層画像として再構成される（図1）。


　放射性トレーサーを用いることで生体における分子発現や機能を観察することができるが、[[CT]]や[[MRI]]装置のような体の構造や組織の形態などの解剖学的な情報を得ることはできない。現在では、両者を補完するために、陽電子断層撮像法とCTを一体化した装置、PET/CT（図2左）が主流であり、さらに最近では、MRIの中に陽電子断層撮像法を組み込んだPET/MR（図2右）も開発されている。
　[[wj:放射性トレーサー|放射性トレーサー]]を用いることで生体における分子発現や機能を観察することができるが、[[CT]]や[[MRI]]装置のような体の構造や組織の形態などの解剖学的な情報を得ることはできない。現在では、両者を補完するために、陽電子断層撮像法とCTを一体化した装置、PET/CT（図2左）が主流であり、さらに最近では、MRIの中に陽電子断層撮像法を組み込んだPET/MR（図2右）も開発されている。


　それぞれのモダリティーの画像を重ね合わせた融合画像を作成することで、からだの正確な位置情報が得られるだけでなく、PET/MRでは、陽電子断層撮像法による[[局所糖代謝率]]と[[機能的MRI]]による[[BOLD効果]]といった脳機能に関する二つの異なる情報を同時に収集することもできる<ref name=ref1><pubmed>24833493</pubmed></ref>。
　それぞれのモダリティーの画像を重ね合わせた融合画像を作成することで、からだの正確な位置情報が得られるだけでなく、PET/MRでは、陽電子断層撮像法による[[局所糖代謝率]]と[[機能的MRI]]による[[BOLD効果]]といった脳機能に関する二つの異なる情報を同時に収集することもできる<ref name=ref1><pubmed>24833493</pubmed></ref>。
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{| class="wikitable"
{| class="wikitable"
|+表1．
|+表1. PETを用いた分子イメージングに用いられる標識プローベ
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| colspan="2" | '''神経伝達のイメージング'''
| colspan="2" | '''神経伝達のイメージング'''
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| colspan="2" | ドパミン系
| colspan="2" | [[ドーパミン]]系
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|　合成 || [<sup>18</sup>F]FDOPA, [<sup>11</sup>C]DOPA
|　[[ドーパミン#生合成と代謝|合成]] || [[FDOPA|[<sup>18</sup>F]FDOPA]], [[DOPA|[<sup>11</sup>C]DOPA]]
|-
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|　小胞体トランスポーター || [<sup>11</sup>C]DTBZ
|　[[小胞モノアミントランスポーター|小胞トランスポーター]] || [[DTBZ|[<sup>11</sup>C]DTBZ]]
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|　トランスポーター || [<sup>18</sup>F/<sup>11</sup>C]CFT, [<sup>18</sup>F/<sup>11</sup>C]PE2I
|　[[ドーパミントランスポーター|トランスポーター]] || [[CFT|[<sup>18</sup>F/<sup>11</sup>C]CFT]], [[PE2I|[<sup>18</sup>F/<sup>11</sup>C]PE2I]]
|-
|-
|　D1受容体 || [<sup>11</sup>C]SCH23390
|　[[D1受容体]] || [[SCH23390|[<sup>11</sup>C]SCH23390]]
|-
|-
|　D2/D3受容体 || [<sup>11</sup>C]raclopride, [<sup>11</sup>C]MNPA, [<sup>11</sup>C]FLB457, [<sup>18</sup>F]fallypride
|　[[D2受容体|D2]]/[[D3受容体]] || [[raclopride|[<sup>11</sup>C]raclopride]], [[MNPA|[<sup>11</sup>C]MNPA]], [[fallypride|[<sup>11</sup>C]FLB457, [<sup>18</sup>F]fallypride]]
|-
|-
| colspan="2" | セロトニン系
| colspan="2" | [[セロトニン]]系
|-
|-
|　合成 || [<sup>11</sup>C]αMethyl-L-tryptophan, [<sup>11</sup>C]5-HTP
|　[[セロトニン#合成|合成]] || [[αMethyl-L-tryptophan|[<sup>11</sup>C]αMethyl-L-tryptophan]], [[5-HTP|[<sup>11</sup>C]5-HTP]]
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|-
|　トランスポーター || [<sup>11</sup>C]McN5652, [<sup>11</sup>C]DASB, [<sup>11</sup>C]RTI-357  
|　[[セロトニントランスポーター|トランスポーター]] || [[McN5652|[<sup>11</sup>C]McN5652]], [[DASB|[<sup>11</sup>C]DASB]], [[RTI-357|[<sup>11</sup>C]RTI-357]]
|-
|-
|　5-HT1A受容体 || [<sup>11</sup>C]WAY100635, [<sup>18</sup>F]MPPF
|　[[5-HT1A受容体|5-HT1<sub>A</sub>受容体]] || [[WAY100635|[<sup>11</sup>C]WAY100635]], [[MPPF|[<sup>18</sup>F]MPPF]]
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|-
|　5-HT2A受容体 || [<sup>11</sup>C]MDL100907, [<sup>18</sup>F]setoperone
|　[[5-HT2A受容体|5-HT2<sub>A</sub>受容体]] || [[MDL100907|[<sup>11</sup>C]MDL100907]], [[setoperone|[<sup>18</sup>F]setoperone]]
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| colspan="2" | アセチルコリン系
| colspan="2" | [[アセチルコリン]]系
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|　小胞体トランスポーター || [<sup>11</sup>C]FEOBV　
|　[[小胞アセチルコリントランスポーター|小胞トランスポーター]] || [[FEOBV|[<sup>11</sup>C]FEOBV]]　
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|　コリンエステラーゼ || [<sup>11</sup>C]MP4A, [<sup>11</sup>C]MP4P
|　[[コリンエステラーゼ]] || [[MP4A|[<sup>11</sup>C]MP4A]], [[MP4P|[<sup>11</sup>C]MP4P]]
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|　ムスカリン受容体 || [<sup>11</sup>C]NMPB, [<sup>11</sup>C]TRB, [<sup>18</sup>F]FP-TZTP
|　[[ムスカリン受容体]] || [[NMPB|[<sup>11</sup>C]NMPB]], [[TRB|[<sup>11</sup>C]TRB]], [[FP-TZTP|[<sup>18</sup>F]FP-TZTP]]
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|-
| colspan="2" | ヒスタミン系
| colspan="2" | [[ヒスタミン]]系
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|　H1受容体 || [<sup>11</sup>C]doxepine
|　[[H1受容体|H<sub>1</sub>受容体]] || [[doxepine|[<sup>11</sup>C]doxepine]]
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|-
| colspan="2" | GABA系
| colspan="2" | GABA系
|-
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|　GABAA受容体 || [<sup>11</sup>C]Ro15-1788 (flumazenil), [<sup>11</sup>C]Ro15-4513
|　[[GABAA受容体|GABA<sub>A</sub>受容体]] || [[Ro15-1788|[<sup>11</sup>C]Ro15-1788]] ([[flumazenil]]), [[Ro15-4513|[<sup>11</sup>C]Ro15-4513]]
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| colspan="2" | オピオイド系
| colspan="2" | [[オピオイド]]系
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|　μ受容体 || [<sup>11</sup>C]carfentanil
|　[[μ受容体]] || [[carfentanil|[<sup>11</sup>C]carfentanil]]
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|　μ, σ, κ 受容体 || [<sup>11</sup>C]diprenorphine
|　μ, [[σ受容体|σ]], [[κ受容体]] || [[diprenorphine|[<sup>11</sup>C]diprenorphine]]
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| colspan="2" | '''アルツハイマー病のイメージング'''
| colspan="2" | '''[[アルツハイマー病]]のイメージング'''
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|　βアミロイド || [<sup>11</sup>C]PIB,  [<sup>11</sup>C]AZD2814, [<sup>18</sup>F]AV-45（Flobetapir）, [<sup>18</sup>F]Flutemetamol
|　[[βアミロイド]] || [[PIB|[<sup>11</sup>C]PIB]],  [[AZD2814|[<sup>11</sup>C]AZD2814]], [[AV-45|[<sup>18</sup>F]AV-45]]（[[flobetapir]]）, [[flutemetamol|[<sup>18</sup>F]flutemetamol]]
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|　タウ || [<sup>11</sup>C]PBB3, [<sup>18</sup>F]THK5117
|　[[タウ]] || [[PBB3|[<sup>11</sup>C]PBB3]], [[THK5117|[<sup>18</sup>F]THK5117]]
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