全国原子力緊急事態啓発週間丨原子力？核医学？この記事を読めば数秒で理解できます!

病院で医師が書いた検査票を受け取った患者の多くは、「核医学」という文字を見ると、違和感を覚え、一抹の恐怖さえ感じることが多い。

「核？核医学？」

「放射線は出ますか？」

「核医学検査は私にとってとても有害なものですよね？」

慌てないで！怖がらないで！本日は、北京協和医学院病院核医学科のハオ・ジーシン博士をお招きし、核医学の秘密をお話しいただきました。

核医学の「魂」——放射性核種

核医学は、放射性核種を使用して病気の診断、治療、医学研究を行う分野です。放射性核種は核医学の「魂」です。いわゆる放射性核種とは、自然崩壊によってさまざまな放射線を放出できる物質です。一般的な放射線の種類には、アルファ線、ベータ線、ガンマ線の 3 つがあります。

α線は透過力がもっとも悪く、A4用紙1枚で遮ることができますが、電離能力（電離すると体内の細胞内の物質にダメージを与える）は3種類の放射線の中で最も強いです。特に体外からのアルファ線に対する防御は容易ですが、アルファ線が体内に入ると周囲の組織に重大な放射線障害を引き起こします。

β線はα線よりも透過力が強いですが、電離力はα線よりも弱いです。通常の金属板や、ある程度の厚さのプレキシガラス板であれば、β線を遮断することができます。ベータ線には一定の透過性と電離性があるため、内部ベータ線と外部ベータ線の両方が人体組織に放射線損傷を引き起こす可能性があります。

ガンマ線は3種類の放射線の中で最も透過力が強く、物質と相互作用することで間接的に電離を引き起こす可能性があります。ガンマ線を効果的に遮断するには、通常、厚いコンクリートの壁または重い金属板が必要です。

▲遮蔽できる放射線は物質によって異なります。一枚の紙でもアルファ線を遮断できます。通常の金属はベータ線を遮断することができます。ガンマ線を遮断するには鉛や鉄筋コンクリートなどが必要です。

放射性核種には多くの種類がありますが、核医学で病気の診断や治療に使用できる放射性核種にはどのようなものがあるのでしょうか。

簡単に言えば、ガンマ線（99mTcテクネチウム、131Iヨウ素など）とベータ+線（18Fフッ素、68Gaガリウム、11C炭素など）を放出する放射性核種は病気の診断のための画像診断に適しており**、アルファ線（225Acアクチニウム、223Raラジウムなど）とベータ線（32Pリン、89Srストロンチウム、90Yイットリウム、131Iヨウ素、177Luルテチウムなど）を放出する放射性核種は病気の治療に適しています**。もちろん、放射性核種の選択には、放射線エネルギーや半減期などの要素も考慮する必要があります。

核医学の「ユニークな技術」：放射性医薬品

放射性医薬品は、一般的に「埋め込まれた」放射性核種と標識物質から作られています。標識物質は、化合物、血液成分、ペプチド、ホルモン、モノクローナル抗体などです。標識物質を標的とすることで、人体における放射性薬剤の所在を特定し、病気の特定の診断と治療の目的を達成します。

例えば：

腫瘍細胞は急速に成長し、エネルギーを供給するために大量のブドウ糖を必要とします。 FDG（フルオロデオキシグルコース）はグルコースの類似体です。 18F と FDG を18****F-FDG に「埋め込み」ると、体全体の腫瘍細胞を画像化できるため、病気の診断と病期分類が可能になります。

ソマトスタチン受容体 (SSTR) は神経内分泌腫瘍細胞の表面に多く発現しています。オクトレオチドは SSTR に特異的に結合します。オクトレオチドを99mTcで標識して得られる99mTc-オクトレオチドは、人体に入った後に神経内分泌腫瘍の非侵襲的な診断を行うことができます。

甲状腺組織および甲状腺癌細胞は131****I を吸収することができます。 131 I はガンマ線とベータ線を同時に放出することができるため、 131 I が人体に入ると、甲状腺（がん）の画像診断に使用できるだけでなく、甲状腺機能亢進症や甲状腺​​がんの治療にも使用できます。

▲ 放射性核種と標識物質が「埋め込まれて」放射性医薬品となり、人体に入ると細胞と特異的に結合します。

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核医学検査では何を調べるのですか?

核医学検査は、人体に放射性薬剤を導入し、さまざまな「検出器」を使用して放射性核種から放出される放射線を検出し、画像化する医療画像診断法です。

超音波、CT、MRI などの従来の画像検査では、主に臓器や組織の形態変化が示されます。簡単に言えば、病変がどこに発生し、どのように見えるか、どれくらいの大きさかなどを確認することです。

核医学検査は、病変の解剖学的情報を表示できるだけでなく、さらに重要なことに、臓器や病変の血流、機能、代謝、さらには分子レベルの変化を反映できるため、形態的および構造的異常がなく機能的変化のみがある段階で病変を表示し、病気の早期診断が可能になります。

核医学の「検出器」の一つ——PET/CT

最もよく知られている核医学「検出器」はPET/CTです。 PET/CT は現在利用可能な最も先進的な分子イメージング検査です。 PET/CTで最も一般的に使用される放射性薬剤は18F-FDGであり、腫瘍の早期診断、病期分類、有効性評価、予後評価などの「ワンストップサービス」を提供できます。

18F-FDG PET/CT は、心筋梗塞部位の心筋が生存可能かどうかを評価するためにも使用でき、冠状動脈疾患の治療に明確な根拠を提供します。さらに、てんかん、認知症、感染症、リウマチ、免疫疾患などにも 18F-FDG PET/CT の助けが必要です。 18F-FDG に加えて、核医学には、前立腺がんに対する68Gaまたは18F -PSMA (前立腺特異膜抗原)、エストロゲン受容体陽性乳がんに対する18F-FES (エストロゲン類似体)、神経内分泌腫瘍に対する68Ga-DOTATATE (ソマトスタチン類似体) など、さまざまな疾患に使用されるより特異的な放射性薬剤もあります。

▲PET/CT検査

核医学の2番目の「検出器」 - SPECT

核医学におけるもう一つの「検出器」はSPECTです。 PET/CTと比較すると、SPECTは核医学分野における「3世代のベテラン」と言えます。 SPECT は比較的知られていない検査ですが、多種多様な放射性薬剤を使用し、人体のさまざまな臓器や器官系に関係する幅広い検査項目があります。

例えば、骨イメージングは​​体全体の骨を画像化するために使用することができ、悪性腫瘍の骨転移を早期に診断したり、変形性関節症や変性病変を検出したりするために使用することができます。動態腎イメージングは​​非侵襲的に腎機能を評価できます。心筋灌流イメージングは​​、心筋への冠動脈の血液供給を調べることができ、冠動脈疾患の早期診断に重要な検査方法です。肺血流イメージングは​​肺への血液供給を反映することができ、肺塞栓症の早期診断と鑑別によく用いられる方法です。甲状腺画像検査では、甲状腺の形態、大きさ、位置、機能を把握でき、甲状腺結節が良性か悪性かを判断するのに役立ちます。

▲核医学における代表的な放射性薬剤とSPECTの検査項目

核医学検査ではどれくらいの放射線が放出されますか？

核医学検査には放射線が使われますが、核医学検査を行えば身体にダメージを与えたり、がんを引き起こしたりするのでしょうか？

実際、病院の放射線科や核医学科での放射線検査による放射線だけでなく、私たちの生活のいたるところに放射線が存在しています。私たちが毎日食べる食べ物、身の回りの家、空、大地、山、川、植物などには、すべて一定量の放射線が含まれています。低線量で短期間の放射線は身体の健康に影響を与えるほどではありませんが、人体に損傷を与える可能性のある高線量の放射線は、私たちの日常生活ではほとんど遭遇しません。

核医学検査で使用される放射性核種は、非常に速く崩壊します（99mTc、18F、68Gaなど）。核医学18F-FDG PET検査で受ける放射線量は、胸部CT検査で受ける放射線量とほぼ同等です。ほとんどの核医学検査で発生する放射線量は、胸部 CT 検査よりもさらに低くなります。核医学検査を「色眼鏡」で見る必要はありません。病気の診断や治療を目的として患者が行う核医学検査はすべて安全です。

▲放射線は生活のあらゆるところに存在している

核医学の“切り札”――精密治療

核医学療法は、治療用の放射性薬剤を人体に導入し、放射性核種から放出されるベータ線またはアルファ線を利用して、病気の細胞や腫瘍細胞を非常に正確に破壊し、死滅させるプロセスです。

核医学治療は、甲状腺疾患、多発性骨転移などの治療に大きな利点があります。ヨウ素は甲状腺が甲状腺ホルモンを合成するための原料の1つであるため、甲状腺細胞は131Iを吸収することができます。 131Iは、バセドウ病、中毒性多結節性甲状腺腫、中毒性甲状腺腺腫による甲状腺機能亢進症の治療だけでなく、分化型甲状腺癌の治療にも使用できます。その主な機能は、手術後に残存する甲状腺組織と隠れた転移病変を除去することです。 131I が体内で放出するβ線の平均飛程はわずか 1 mm であり、β線のエネルギーは病変部にほぼ完全に限定されるため、周囲の正常な組織や臓器にはほとんど影響がありません。

▲バセドウ病による甲状腺機能亢進症に対する131I治療

甲状腺疾患に対する 131I の使用に加えて、臨床現場では他の多くの核医学治療プロジェクトが行われています。

腫瘍の骨転移部位の骨組織の代謝は非常に活発で、骨転移の治療に使用される放射性薬剤（89SrCl2、223RaCl2など）をより多く吸収できるため、病気の進行を抑制し、骨の痛みを軽減するという目的を達成できます。

褐色細胞腫と神経芽腫は131I-MIBG を非常に選択的に取り込むことができるため、131I-MIBG は手術不能な患者や手術後に再発や転移を起こした患者の治療に使用することができます。

毛細血管腫やケロイドの治療に 32P アプリケーターを使用するのも、伝統的な核医学治療の 1 つです。手術や画像診断の指示のもと、放射性粒子を腫瘍組織に埋め込むことで、腫瘍を継続的に殺し、縮小させることができます。

近年、177Lu-PSMAは進行性前立腺癌患者に対しても非常に良好な治療効果を達成しており、177Lu-DOTATATEも進行性神経内分泌腫瘍患者に対して非常に良好な治療効果を達成しています。

核医学では、放射性薬剤を使用して病変の分子、代謝、機能の状態を反映します。画像化によって病変の分子情報の変化についての洞察が得られるだけでなく、放射線を使用して腫瘍を正確に殺すこともできます。

「原子力」は、エネルギー、医療、科学技術、産業、農業の分野でますます重要な役割を果たしています。 「核」が私たちにとってより役立つように、私たちは科学的な態度で「核」を見るべきです。

▌この記事の科学普及テーマは、「北京協和医学院誌」2023年第4号の特集「核診断と治療および臨床転換」から引用したものです。

編集者：劉楊、趙娜

校正: Li Na、Li Yule、Dong Zhe、Li Huiwen

プロデューサー: ウー・ウェンミン

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