心血管疾患に対する PET-MRI の検証

陽電子放出断層撮影法 (PET) は、代謝プロセスを非侵襲的に画像化する方法です。 代謝活性が増加している領域をがんの可能性として特定することを主な目的として、長年にわたって臨床医学で使用されてきました。 これには、特定の代謝プロセスに関与する化学物質に標識された放射性核種 (または放射性トレーサー) の使用が含まれます。 放射性トレーサーからの PET 信号をスキャナーで検出するために、放射性核種は少量の電離放射線を放出します。 一般的に使用される放射性核種の例には、18FDG および 18 フッ化ナトリウム (18NaF) が含まれます。 これらの異常または増加した代謝活動の領域がどこにあったかを正確に特定するために、コンピュータ断層撮影法 (CT) が伝統的に解剖学的相関に使用されてきました。

最近まで、PET-CT は主に腫瘍学での使用に限定されていました。 しかし最近では、PET-CT が冠動脈疾患患者の不安定プラークを検出するために利用されています。 冠動脈疾患では、18F-フッ化物がプラーク内の新しい石灰化活性のマーカーとして機能します。 他の状態と同様に、冠動脈アテロームの石灰化は、激しい壊死性炎症に対する治癒反応として発生するため、18F-フッ化物は高リスクのアテローム硬化性プラークの有用なマーカーになります。 これは、安定狭心症の患者で実証されているだけでなく、90% の症例で心筋梗塞の原因プラークの位置を突き止めています。

磁気共鳴画像法は心血管画像法でますます採用されており、造影剤の有無にかかわらず軟部組織構造に関する情報を提供する能力、および電離放射線への曝露がないことによる安全性と迅速な画像化速度により、特に魅力的です。これは、心臓のような動く臓器に役立ちます。

PET-MR は PET-CT とは動作が異なります。 PET は、電子による陽子の消滅に依存しており、511 keV の光子を生成します。これらの光子は、電子密度 (例えば、 心臓は肺より密度が高い）。 このため、PET 画像は組織によって明るくなったり暗くなったりすることがあります。 これを説明するために、減衰補正の技術が採用されています。 これは通常、組織密度を等級分けし、それに応じて PET 信号を補正する透過スキャン (低強度 CT スキャン) と呼ばれるものの形式です。 MRI が陽子密度を測定し、電子密度を測定しない場合、異なる減衰補正技術が必要です。 さまざまな手法を使用した複数の取り組みにもかかわらず、これを行う最善の方法はまだ確立されていません。

以前の単一センターの研究では、MRI-PET の実現可能性が実証されています。 信頼できる減衰補正方法が世界的に不足しているため、この技術の臨床への応用は限られています。 ニューヨークでの最近の臨床研究イメージング フェローシップで、共同研究者 (Dweck 博士) は、組み合わせた PET-MR スキャナーでの減衰補正の新しい自由呼吸法を開発しました。 エディンバラでは、同様の組み合わせの PET-MR スキャナー (mMR、Siemens、Erlangen、Germany) が設置されていますが、この手法はまだ再現または検証されていません。 研究者が、容認でき、MRI-PET と PET-CT 画像の良好な比較可能性を示す減弱補正の方法を実証して適用できれば、PET-CT の代替としてこの画像処理方法を使用できる可能性があります。

臨床的に変換される可能性のある利点には、優れた軟部組織の特性評価と大幅な放射線量の削減が含まれます。 この技術は、心血管疾患や腫瘍学に加えて、さまざまな病状に適用できます。

研究者らは、適切な減弱補正方法を確立して、低放射線量で心血管疾患患者に正確な生物学的、解剖学的、および機能的情報を提供するイメージング技術として、PET-MR が PET-CT に匹敵するか、またはそれを置き換えることさえできると期待しています。