テクネチウム99m

テクネチウム99m、 ^99分TC

最初のテクネチウム99mジェネレータ、1958年。99m Tc過テクネチウム酸塩溶液が、クロマト グラフィー基質に結合した99 Moモリブデン酸塩から溶出されている。
一般的な
シンボル	99m TC
名前	テクネチウム-99m、99mTc、Tc-99m
陽子 ( Z )	43
中性子 ( N )	56
核種データ
半減期 （t 1/2）	6.0067時間[1]
同位体質量	98.9063日
スピン	1/2−
余剰エネルギー	−87327.195キロボルト
結合エネルギー	8613.603 キロボルト
親同位体	99月 （65.976時間）
崩壊生成物	99 TC
減衰モード
減衰モード	崩壊エネルギー( MeV )
異性体遷移 γ発光87.87%	98.6%: 0.1405 MeV 1.4%: 0.1426
テクネチウムの同位体 核種の完全な表

テクネチウム 99m ( ^99m Tc) は、テクネチウム 99 (テクネチウムの同位体)の準安定 核異性体であり、^99m Tc と表記され、毎年何千万もの医療診断手順に使用されており、世界で 最も一般的に使用されている医療用放射性同位体となっています。

テクネチウム 99m は放射性トレーサーとして使用され、体内で医療機器 (ガンマカメラ) によって検出できます。この同位体は、140  keVの光子エネルギーで容易に検出可能なガンマ線を放出し(これらの 8.8 pmの光子は、従来の X 線診断機器によって放出されるのとほぼ同じ波長です)、ガンマ線放出の半減期は 6.0058 時間 (つまり、24 時間で93.7% が^{99 Tc に崩壊する) であるため、この役割に適しています。この同位体の比較的「短い」物理的}半減期と1 日の生物学的半減期(人間の活動と代謝の観点から) により、スキャン手順で迅速にデータを収集しながら患者の総放射線被曝量を低く抑えることができます。同じ特性により、この同位体は治療用途には適していません。

テクネチウム 99m は、モリブデンのサイクロトロン衝撃の生成物として発見されました。この手順により、半減期が長い (2.75 日) 放射性核種のモリブデン 99 が生成され、 ^99m Tc に崩壊します。この長い崩壊時間により、⁹⁹ Mo は医療施設に輸送され、そこで生成されるサンプルから^99m Tc が抽出されます。次に、⁹⁹ Mo は通常、いくつかの国にある少数の研究用および材料試験用の原子炉で 高濃縮ウランの核分裂によって商業的に生成されます。

1938年、エミリオ・セグレとグレン・T・シーボーグは、アーネスト・オーランド・ローレンスの放射線研究所の37インチ（940 mm）サイクロトロンで天然モリブデンに8 MeVの重陽子を照射し、初めて準安定同位体テクネチウム99mを単離した。^[2] 1970年にシーボーグは次のように説明した。^[3]

私たちは科学的に非常に興味深い同位体を発見しました。なぜなら、それはほぼ完全に内部転換されたガンマ線遷移から来る電子の線スペクトルの放出を伴う異性体遷移によって崩壊したからです。[実際には、崩壊のわずか 12% が内部転換によるものです] (...) これは、この時までに観測されたことのない放射性崩壊の形態でした。セグレと私は、原子番号 43 の元素のこの放射性同位体が半減期 6.6 時間 [後に 6.0 時間へ更新] で崩壊し、67 時間 [後に 66 時間へ更新] のモリブデン親放射能の娘であることを示すことができました。この崩壊連鎖は後に質量数 99 であることが示され、(...) 6.6 時間の放射能は「テクネチウム 99m」という名称を得ました。

1940年後半、エミリオ・セグレと呉建雄はモリブデン99を含むウラン235の核分裂生成物の分析実験結果を発表し、半減期が6時間の元素43の異性体の存在を検出した。これは後にテクネチウム99mと名付けられた。^{[4] [5]}

^99m Tcは、1950年代にパウエル・リチャーズがテクネチウム99mの医療用放射性トレーサーとしての可能性に気づき、医療界でその使用を推進するまで、科学的な好奇心の対象であり続けました。リチャーズがブルックヘブン国立研究所のホットラボ部門で放射性同位元素の製造を担当していた一方で、ウォルター・タッカーとマーガレット・グリーンは、ブルックヘブン黒鉛研究炉で生成された、半減期が短い溶出 娘生成物である ヨウ素132をその親であるテルル132（半減期は3.2日）^{から分離するプロセスの純度を向上させる方法に取り組んでいました。 [6]彼らは、他の核分裂生成物の分離プロセスの化学的性質においてテルルに続いて99m} Tcであることが判明した微量汚染物質を検出しました。テルル-ヨウ素親子ペアの化学的類似性に基づいて、タッカーとグリーンは1958年に最初のテクネチウム99mジェネレーターを開発しました。 ^{[7] [8]} 1960年にリチャーズが初めてテクネチウムを医療トレーサーとして使用するアイデアを提案しました。^{[9] [10] [11] [12]}

^99m Tcの医療スキャンに関する最初の米国の出版物は1963年8月に発表されました。^{[13] [14]}ソレンセンとアルシャンボールは、静脈内に注入されたキャリアフリーの⁹⁹ Moが肝臓に選択的かつ効率的に濃縮され、^{99m Tcの内部発生器になることを実証しました。99m} Tcが蓄積した後、彼らは140 keVのガンマ線放出を使用して肝臓を視覚化することができました。

1960 年代には、ガンマカメラの開発と継続的な改良の恩恵を受けて、 ^99m Tcの生産と医療用途が世界中で急速に拡大しました。

1963年から1966年にかけて、数多くの科学的研究により、^{99m Tcが}放射性トレーサーや診断ツールとして使用できることが実証されました。 ^{[15] [16] [17] [18]}その結果、^99m Tcの需要が飛躍的に増加し、1966年までにブルックヘブン国立研究所は需要に対処できなくなりました。99m Tcジェネレータの製造と配布は民間企業に移管されました。最初の商用^{99m Tcジェネレータである}「TechneKow-CSジェネレータ」^は、Nuclear Consultants, Inc.（ミズーリ州セントルイス）とUnion Carbide Nuclear Corporation（ニューヨーク州タキシード）によって製造されました。^{[19] [20]} 1967年から1984年まで、^{99 Moは}ミズーリ大学研究用原子炉（MURR） でMallinckrodt Nuclear Company向けに製造されました。

ユニオンカーバイドは、1968年から1972年にかけてニューヨーク州タキシードのスターリングの森（41°14′6.88″N 74°12′50.78″W / 41.2352444°N 74.2141056°W / 41.2352444 ^; -74.2141056 ）に建設されたシンティケム施設（旧ユニオンカーバイド研究センター）で開発された原子炉で高濃縮ウラン（HEU）ターゲットを照射して生じた混合核分裂生成物から、99 Moなどの有用な同位体を製造および分離するプロセスを積極的に開発しました。^[21]シンティケムプロセスでは、当初、円筒形のターゲットの内側にUO ₂として堆積された93%の高濃縮U-235が使用されていました。 ^{[22] [23]}

1970年代末には、 いわゆる「シンティケム（化学分離）プロセス」を使用して、20～30個の原子炉に照射されたHEUカプセルから毎週20万Ci（7.4 × 10 ^{15 Bq）の核分裂生成物放射線が抽出された。 [24]} 1961年に建設された5MWのプール型研究炉を備えた研究施設は、後にホフマン・ラロシュに売却され、シンティケム社となった。^{[25] 1980年、シンティケム社は自社の原子炉で99Mo}の製造/分離を開始し、1980年代には米国で唯一の^99Mo製造者となった。しかし、1989年、シンティケム社は地下からの放射性物質の漏洩を検知し、原子炉の停止と廃止措置に至り、米国での^99Moの商業生産は終了した。 ^[26]

⁹⁹ Moの生産は1970年代初頭にカナダで始まり、1970年代半ばにNRU原子炉に移行しました。^[27] 1978年までに、原子炉は十分な量のテクネチウム-99mを供給し、AECLの放射化学部門で処理されました。この部門は1988年にNordionとして民営化され、現在はMDS Nordionとなっています。^[28] 1990年代には、老朽化し​​たNRU原子炉を放射性同位元素の生産に置き換えることが計画されました。多目的応用物理格子実験（MAPLE）は、専用の同位元素生産施設として設計されました。当初、チョークリバー研究所に2基の同一のMAPLE原子炉が建設され、それぞれが世界の医療用同位元素需要の100％を供給できる予定でした。しかし、MAPLE 1原子炉の問題、特に反応度の正の出力係数の問題により、2008年にプロジェクトは中止されました。

最初の商用^99m Tcジェネレータは1967年にアルゼンチンで製造され、 ^{99 Moは}CNEAのRA-1エンリコフェルミ原子炉で製造されました。^{[29] [30]} CNEAは国内市場に加えて、南米のいくつかの国にも⁹⁹ Moを供給しています。 ^[31]

1967年、ニュージーランドのオークランドで最初の99m Tc実験^が行われた。^{[32] 99Mo}は当初イギリスのアマシャムから供給され、その後オーストラリアのルーカスハイツにあるオーストラリア原子力科学技術機構（ANSTO）から供給された。^[33]

1963年5月、シェアーとマイヤー・ボルストは、医療用途に^99m Tcの使用を初めて導入しました。 ^{[13] [34]} 1968年、フィリップス・デュファー（後のマリンクロット、現在のコヴィディエン）は、ヨーロッパで製造され、オランダのペッテンから流通された最初のテクネチウム99mジェネレータを販売しました。

テクネチウム99mの世界的不足は、半減期がわずか66時間のモリブデン99の世界供給量の約3分の2を供給していた老朽化した原子炉2基（ NRUとHFR ）が、長期間のメンテナンスのために繰り返し停止されたために、2000年代後半に発生した。 ^{[35] [36] [37]} 2009年5月、カナダ原子力公社は、 NRU原子炉で小規模な重水漏れを検出したと発表し、2010年8月に修理が完了するまで原子炉は停止したままであった。

2008年8月に一次冷却水回路の変形の一つからガス泡の噴出が観測された後、HFR原子炉は徹底的な安全調査のために停止された。NRGは2009年2月に医療用放射性同位元素の生産に必要な場合にのみHFRを運転する暫定ライセンスを取得した。HFRは2010年初めに修理のために停止し、2010年9月に再開された。^[38]

1990年代に建設されたカナダの代替原子炉2基（MAPLE原子炉を参照）は、安全上の理由から、稼働開始前に閉鎖されました。 ^{[35] [39]}ミズーリ州コロンビアに建設される新しい生産施設の建設許可は、 2018年5月に発行されました。^[40]

テクネチウム 99m は、質量数99の後に「m」が付いていることからわかるように、準安定核異性体です。これは、励起 (準安定) 状態にある核種であり、通常よりずっと長く持続することを意味します。核は、ガンマ線または内部転換電子の放出によって、最終的に基底状態に緩和 (つまり、脱励起) します。これらの崩壊モードは両方とも、テクネチウムを別の元素に 変換することなく、核子を再配置します。

^99m Tc は主にガンマ線放出によって崩壊し、その割合は 88% をわずかに下回ります ( ^99m Tc → ⁹⁹ Tc + γ)。これらのガンマ崩壊の約 98.6% は 140.5 keV のガンマ線となり、残りの 1.4% はわずかに高いエネルギーの 142.6 keV のガンマ線となります。これらは、^{99m Tc が}医療用画像診断用の放射性トレーサーとして使用される場合にガンマカメラで検出される放射線です^。99m Tc 崩壊の残りの約 12% は内部変換によるもので、高速内部変換電子が約 140 keV でいくつかの鋭いピーク (この種の崩壊による電子に典型的) で放出されます ( ^99m Tc → ⁹⁹ Tc + ⁺ e ⁻ )。これらの変換電子はベータ線電子と同様に周囲の物質をイオン化し、140.5 keV および 142.6 keV のガンマ線とともに総照射線量に寄与します。

純粋なガンマ線放出は、他の粒子がカメラよりも患者の体内に多くのエネルギー（放射線量）を蓄積するため、医療用画像診断には望ましい崩壊モードです。準安定異性体遷移は、純粋なガンマ線放出に近づく唯一の核崩壊モードです。

^99m Tc の半減期は 6.0058 時間で、ほとんどの核異性体よりもかなり長い (少なくとも 14 桁長い) が、唯一の半減期ではない。これは、他の多くの既知の放射性崩壊モードと比較するとまだ短い半減期であり、医療用画像診断に使用される放射性医薬品の半減期の範囲の中央に位置する。

ガンマ線放出または内部転換後、結果として生じた基底状態のテクネチウム 99 は、半減期 211,000 年で崩壊し、安定した ルテニウム 99になります。このプロセスでは、ガンマ線を放出しないソフト ベータ線が放出されます。娘核種からの放射能がこのように低いことは、放射性医薬品にとって望ましい特性です。

${\displaystyle {\ce {^{99\!m}_{43}Tc->[{\ce {\gamma \ 141keV}}][{\ce {6h}}]{}_{43}^{99}Tc->[{\ce {\beta ^{-}\ 249keV}}][211,000\ {\ce {y}}]\overbrace {\underset {(stable)}{^{99}_{44}Ru}} ^{ruthenium-99}}}}$

^99m Tcの親核種である⁹⁹ Moは、主に中性子照射されたウラン235ターゲットで生成された核分裂生成物から医療目的で抽出され、その大部分は高濃縮ウラン（HEU）ターゲットを使用して世界中の5つの原子炉研究で生成されています。 ^{[41] [42]}少量の⁹⁹ Moは、少なくとも3つの原子炉で 低濃縮ウランから生成されています。

天然モリブデンの中性子放射化による^99Moの製造、または^{98Moに濃縮されたモリブデンの製造[46]}は、現在では小規模ではあるが、別の製造ルートである。^[47]

医療用サイクロトロンで¹⁰⁰ Moターゲットに22MeVの陽子を照射して^99m Tcを製造する可能性は1971年に実証された。 ^{[48]最近の99m} Tc不足により、¹⁰⁰ Mo(p,2n) ^99m Tc反応後に同位体濃縮¹⁰⁰ Moターゲット（>99.5%）に陽子を照射して「即時」99mTcを製造することへの関心が再燃した。^{[49]カナダは、} Advanced Cyclotron Systems社が設計したサイクロトロンをアルバータ大学とシャーブルック大学で^99m Tc製造用に稼働させており、ブリティッシュコロンビア大学、TRIUMF、サスカチュワン大学、レイクヘッド大学でも計画している。^{[50] [51] [52]}

¹⁰⁰ Moの (p,2n) によるサイクロトロン生成の特有の欠点は、^99g Tcが大量に同時生成されることです。この核種の優先的な増殖は、基底状態に至る反応断面積経路が大きいために発生します。この反応断面積経路は、同じエネルギーでの準安定状態と比較して、断面積最大値でほぼ 5 倍高くなります。ターゲット材料の処理と^{99m Tc の回収に必要な時間に応じて、 99g} Tcに対する^99m Tcの量は減少し続け、その結果、利用可能な^{99m Tc の比活性が低下します。99g} Tc の増殖と他の Tc 同位体の存在は、その後の標識付けや画像化に悪影響を及ぼす可能性があることが報告されています。 ^{[53]しかし、高純度の100Mo}ターゲット、特定の陽子線エネルギー、適切な使用時間の使用は、サイクロトロンから市販のジェネレーターと同等の99mTcを^{生成するのに十分であることが示されている。 [54] [55]}液体金属モリブデン含有ターゲットは、プロセスの合理化に役立ち、より良い生産収率を保証することが提案されている。^{[56]リサイクルされ濃縮された100Mo}ターゲットの継続的な再利用に関連する特定の問題は、他のMo同位体が照射中に生成され、処理後に簡単に除去できないため、ターゲットの不可避的な変換である。

他の粒子加速器ベースの同位体製造技術も研究されてきた。2000年代後半の^{99 Moの供給途絶と製造原子炉の老朽化により、産業界は代替製造方法の検討を余儀なくされた。 [57]}サイクロトロンまたは電子加速器を使用して、それぞれ(p,pn) ^{[58] [59] [60]}または(γ,n) ^{[61]反応により100 Moから99} Moを製造する方法がさらに研究されてきた。100 Moの(n,2n)反応は、熱中性子による⁹⁸ Moの(n,γ)反応よりも高エネルギー中性子の反応断面積が大きい。^{[62]特に、この方法では、DT [ 63]}またはその他の核融合ベースの反応、^[64]または高エネルギーの破砕反応やノックアウト反応を使用する加速器など、高速中性子スペクトルを生成する加速器が必要である。^[65]これらの技術の欠点は、濃縮された^100Moターゲットが必要であることです。これは天然同位体ターゲットよりも大幅に高価であり、通常は材料のリサイクルが必要であり、コストがかかり、時間がかかり、困難です。^{[66] [67]}

テクネチウム99mは半減期が6時間と短いため、保管が不可能で、輸送に非常に費用がかかります。その代わりに、その親核種である^99Moが、中性子照射されたウラン標的から抽出され、専用の処理施設で精製された後、病院に供給されます。^{[注 1] [69]これは、専門の放射性医薬品会社によって}テクネチウム99mジェネレータの形で世界中に出荷されるか、または現地市場に直接流通されます。口語でモリブデンカウと呼ばれるジェネレータは、輸送中の放射線遮蔽を提供し、医療施設での抽出作業を最小限に抑えるように設計された装置です。輸送中、99mTcジェネレータから1メートルでの典型的な線量率は^20-50μSv /hです 。^{[70]これらのジェネレータの出力は時間とともに低下し、 99Mo}の半減期が依然として66時間しかないため、毎週交換する必要があります。

モリブデン99はベータ崩壊により99Tc^の励起状態に自発的に崩壊する。崩壊の87%以上は^{99m Tcの}142 keV励起状態。A
β⁻
電子と
ν
_e 電子反ニュートリノは（ ⁹⁹ Mo → ^99m Tc +）の過程で放出されます。
β⁻
+
ν
_e）。
β⁻
電子は輸送時に簡単に遮蔽され、^99m Tc 発生器は、主に電子によって生成される二次 X 線 (制動放射線とも呼ばれる) による軽微な放射線危険しかありません。

病院では、⁹⁹ Mo の崩壊によって形成される^99m Tc は、テクネチウム 99m ジェネレータから化学的に抽出されます。市販の⁹⁹ Mo/ ^99m Tc ジェネレータのほとんどはカラムクロマトグラフィーを使用しており、水溶性モリブデン酸塩 MoO ₄ ^{2−の形の99} Moが酸性アルミナ (Al ₂ O ₃ )に吸着されます。 ^{99 Mo が崩壊すると、}過テクネチウム酸塩TcO ₄ ⁻を形成しますが、これは単一電荷であるため、アルミナにあまり強く結合していません。固定化された⁹⁹ MoO ₄ ²⁻のカラムに通常の生理食塩水を通すと、可溶性の^99m TcO ₄ ⁻が溶出され、過テクネチウム酸塩の溶解したナトリウム塩として^99m Tcを含む生理食塩水が得られます。わずか数マイクログラムの⁹⁹ Mo を保持するテクネチウム 99m ジェネレータ 1 台で、 1 週間以上にわたって ^99m Tc を強力に生成するため、潜在的に 10,000 人の患者を診断できます^{[要出典] 。}

_{テクネチウムは、過テクネチウム酸イオン TcO 4} ⁻の形でジェネレータから出てきます。この化合物の Tc の酸化状態は +7 です。これが直接医療用途に適しているのは、骨スキャン(骨芽細胞に取り込まれる) と一部の甲状腺スキャン (正常な甲状腺組織にヨウ素の代わりに取り込まれる) のみです。^99m Tc を利用するその他の種類のスキャンでは、還元剤を過テクネチウム酸溶液に加えて、テクネチウムの酸化状態を +3 または +4 に下げます。次に、配位子を加えて配位錯体を形成します。配位子は、標的となる特定の臓器に対する親和性を持つように選択されます。たとえば、酸化状態が +3 の Tc のエキサメタジム錯体は、血液脳関門を通過して脳内の血管を流れ、脳血流イメージングを行うことができます。その他のリガンドとしては、心筋灌流イメージング用のセスタミビや腎機能を測定するMAG3スキャン用のメルカプトアセチルトリグリシンなどがある。 ^[71]

^{1970年、エッケルマンとリチャーズは、発生器から抽出された99m} Tcを患者に投与するための化学的形態で放出するために必要なすべての成分を含む最初の「キット」を発表しました。 ^{[71] [72] [73] [74]}

テクネチウム99mは、毎年2000万件の核医学診断処置に使用されています。核医学における診断画像処置の約85％で、この同位元素が放射性トレーサーとして使用されています。クラウス・シュヴォッハウの著書「テクネチウム」には、脳、心筋、甲状腺、肺、肝臓、胆嚢、腎臓、骨格、血液、腫瘍の画像診断と機能研究のための^99m Tcベースの放射性医薬品31種が記載されています。^[75]より最近のレビューも入手可能です。^[76]

手順に応じて、^99m Tc は、必要な場所に輸送する医薬品にタグ付け（または結合）されます。たとえば、^99m Tc がエグザメタジム（HMPAO）に化学的に結合されると、薬剤は血液脳関門を通過して脳の血管を流れ、脳血流イメージングを行うことができます。この組み合わせは、感染部位を視覚化するために白血球を標識（^99m Tc 標識 WBC）するためにも使用されます。^99m Tc セスタミビは、心臓内の血液の流れの良さを示す心筋灌流イメージングに使用されます。腎機能を測定するためのイメージングは​​、 ^99m Tc をメルカプトアセチルトリグリシン（MAG3 ）に結合させて行われます。この手順はMAG3 スキャンとして知られています。

テクネチウム 99m (Tc-99m) は、140.5 keV の ガンマ線(従来の X 線診断装置が放出するのとほぼ同じ波長) を放出し、ガンマ線の半減期が 6 時間 (24 時間で 94% が⁹⁹ Tc に崩壊する) であるため、医療機器で体内で容易に検出できます。また、ベータ線をほとんど放出しないため、放射線量を低く抑えることができます。崩壊生成物である⁹⁹ Tc は半減期が比較的長く (211,000 年)、放射線をほとんど放出しません。99m Tc の物理的半減期が短く、^生物学的半減期が 1 日であることや、その他の好ましい特性により、スキャン手順でデータを迅速に収集し、患者の総放射線被曝量を低く抑えることができます。化学的には、テクネチウム 99m は胃、甲状腺、唾液腺に選択的に濃縮され、脳脊髄液には含まれません。過塩素酸塩と組み合わせると選択性が失われます。^[77]

テクネチウム99mを用いた診断治療は、技師、患者、通行人の放射線被曝につながる。SPECT検査などの免疫シンチグラフィー検査で投与されるテクネチウムの典型的な量は、成人で400～1,100MBq（11～30mCi）（ミリキュリーまたはmCi、メガベクレルまたはMBq）である。^{[78] [79]}これらの線量により、患者は約10mSv （ 1000mrem  ）の放射線被曝となり、これは胸部X線被曝約500回分に相当する。^{[80]このレベルの放射線被曝は、}線形閾値モデルにより、患者が固形がんまたは白血病を発症する生涯リスクが1000分の1であると推定される。 ^[81]このリスクは若い患者ほど高く、高齢の患者ほど低い。^[82]胸部X線検査と異なり、放射線源は患者の体内にあり、数日間持ち歩くことになるため、他の人が間接放射線にさらされることになる。その間ずっと患者のそばにいる配偶者は、患者の1000分の1の放射線量を受ける可能性がある。

同位体の半減期が短いため、スキャン手順で迅速にデータを収集できます。また、この同位体はガンマ線放射体としては非常に低いエネルギーレベルです。エネルギーは約 140 keV で、他のガンマ線放射体と比較して電離が大幅に減少しているため、より安全に使用できます^。99m Tcからのガンマ線のエネルギーは、市販の診断用 X 線装置からの放射線とほぼ同じですが、放出されるガンマ線の数は、コンピューター断層撮影などの X 線検査と同等の放射線量になります。

テクネチウム 99m には、他の放射性同位元素よりも安全であるいくつかの特徴があります。ガンマ崩壊モードはカメラで簡単に検出できるため、少量で使用できます。また、テクネチウム 99m は半減期が短いため、放射能のはるかに低いテクネチウム 99 に急速に崩壊し、投与後の初期放射能単位あたりの患者への総放射線量は、他の放射性同位元素と比較して比較的低くなります。これらの医療検査で投与される形態 (通常は過テクネチウム酸塩) では、テクネチウム 99m とテクネチウム 99 は数日以内に体内から排出されます。^[要出典]

単光子放出コンピュータ断層撮影(SPECT) は、ガンマ線を使用する核医学画像診断技術です^。99m Tcを含む、あらゆるガンマ線放出同位元素で使用できます。テクネチウム 99m を使用する場合、放射性同位元素が患者に投与され、放出されたガンマ線が移動するガンマカメラに照射され、画像が計算および処理されます。SPECT 画像を取得するには、ガンマカメラを患者の周囲に回転させます。回転中に、通常 3 ～ 6 度ごとに、指定されたポイントで投影が取得されます。ほとんどの場合、最適な再構成を取得するために、360 度の回転が使用されます。各投影を取得するのにかかる時間も変動しますが、通常は 15 ～ 20 秒です。合計スキャン時間は 15 ～ 20 分になります。

テクネチウム 99m 放射性同位元素は、主に骨および脳のスキャンに使用されます。骨スキャンでは、過テクネチウム酸イオンが直接使用されます。これは、骨格の損傷を治癒しようとする骨芽細胞に取り込まれるため、または (場合によっては) 骨の腫瘍 (原発性または転移性) に対するこれらの細胞の反応として取り込まれるためです。脳スキャンでは、^99m Tc がキレート剤 HMPAO に結合してテクネチウム ( ^99m Tc) エグザメタジムが生成されます。これは、脳内の血流に応じて局在化する薬剤であり、局所的な脳の血流と代謝を低下させる脳卒中や認知症の検出に役立ちます。

最近では、テクネチウム 99m シンチグラフィーと CT 共登録技術を組み合わせて、SPECT/CTスキャンが作成されるようになりました。これらは、SPECT スキャンと同じ放射性リガンドを使用し、同じ用途がありますが、より細かい解像度が必要な場合に、高摂取組織のさらに細かい 3D 位置特定を提供できます。一例として、^99m Tc 放射性リガンドセスタミビを使用して実行されるセスタミビ副甲状腺スキャンがあり、SPECT または SPECT/CT マシンのどちらでも実行できます。

一般に骨スキャンと呼ばれる核医学技術では、通常99m Tc を使用します^。これは、低被ばくの X 線検査で骨密度を測定し、骨粗鬆症や、骨が再構築活動なしで質量を失うその他の疾患の有無を調べる「骨密度スキャン」、 DEXA と混同しないでください。核医学技術は、放射性医薬品が骨を形成する骨芽細胞に取り込まれるため、異常な骨再構築活動領域に敏感です。したがって、この技術は骨折や、転移を含む骨腫瘍に対する骨の反応に敏感です。骨スキャンでは、患者に 700～1,100 MBq (19～30 mCi) の^99m Tc-メドロン酸などの少量の放射性物質を注射し、ガンマカメラでスキャンします。メドロン酸はリン酸誘導体で、骨の成長が活発な領域で骨のリン酸と位置を交換することができるため、放射性同位元素をその特定の領域に固定します。特に脊椎の小さな病変（1センチメートル（0.39インチ）未満）を観察するには、SPECTイメージング技術が必要になる場合がありますが、現在、米国ではほとんどの保険会社がSPECTイメージングに別途承認を求めています。

心筋灌流イメージング（MPI）は機能的心臓イメージングの一種で、虚血性心疾患の診断に用いられる。その基本原理は、ストレス状態下では、病変心筋は正常心筋よりも血流が少ないということである。MPIは心臓ストレステストの1つである。核ストレステストとして、平均放射線被曝量は9.4mSvで、一般的な2方向胸部X線（0.1mSv）と比較すると、94回の胸部X線撮影に相当します。^[83]

これには、それぞれ異なる情報を提供する複数の放射性医薬品および放射性核種が使用されることがあります。^99m Tc を使用した心筋灌流スキャンでは、放射性医薬品^99m Tc-テトロフォスミン(Myoview、GE Healthcare ) または^99m Tc-セスタミビ(Cardiolite、Bristol-Myers Squibb ) が使用されます。これに続いて、運動、または心拍数を増加させるアデノシン、ドブタミン、ジピリダモール(Persantine)による薬理学的処置、あるいは血管拡張薬であるリガデノソン(Lexiscan) によって心筋ストレスが誘発されます。 (アミノフィリンは、ジピリダモールおよびリガデノソンの効果を逆転させるために使用できます)。その後、従来のガンマカメラまたは SPECT/CT を使用してスキャンを実行できます。

心室造影検査では、放射性核種（通常は^99m Tc）を注入し、心臓を撮影して血流を評価し、冠動脈疾患、心臓弁膜症、先天性心疾患、心筋症、その他の心臓疾患を評価します。核ストレステストとして、平均放射線被曝量は9.4 mSvで、一般的な2ビュー胸部X線（0.1 mSv）と比較すると、胸部X線94回分に相当します。^{[83] [84]同等の}胸部X線検査よりも患者の被曝量が少なくなります。 ^[84]

通常、機能的脳画像診断で使用されるガンマ線放出トレーサーは^99m Tc-HMPAO (ヘキサメチルプロピレンアミンオキシム、エグザメタジム) です。同様の^{99m Tc-EC トレーサーも使用できます。これらの分子は、脳血流が高い領域に優先的に分布し、}認知症のさまざまな原因病状の診断と区別を目的として、脳の代謝を局所的に評価する働きをします。3-D SPECT技術と組み合わせて使用​​すると、脳組織の局所代謝率をマッピングする技術として、脳FDG-PETスキャンやfMRI脳スキャンと競合します。

^99m Tcの放射性特性は、乳がんや悪性黒色腫などのがんを排出する主なリンパ節を識別するために使用できます。これは通常、生検または切除時に実行されます。^99m Tc で標識した濾過硫黄コロイドまたはテクネチウム (99mTc) チルマノセプトを、予定する生検部位の周囲の皮内に注射します。センチネル リンパ節のおおよその位置は、生検部位の周囲に事前に注射されたテクネチウム 99m で標識されたトレーサーを検出するガンマ センサー プローブを備えたハンドヘルド スキャナーを使用して決定されます。同時にメチレン ブルーまたはイソスルファン ブルーを注射して、排出リンパ節を目に見えるほど青く染めます。次に、放射性核種の最も高い蓄積領域を切開し、切開部を検査してセンチネル リンパ節を特定します。イソスルファンブルー染色は通常、腫瘍の周囲から排出されるリンパ節を青く染めます。^[85]

免疫シンチグラフィーでは、がん細胞に結合できる免疫系タンパク質であるモノクローナル抗体に^99m Tcを組み込む。注射後数時間で、医療機器を使用して^{99m Tc から放出されるガンマ線を検出する。濃度が高いほど腫瘍の位置がわかる。この技術は、}腸に影響を与えるがんなど、見つけにくいがんを検出するのに特に有効である。これらの改変抗体は、ドイツの会社Hoechst (現在はサノフィ・アベンティスの一部) によってScintimunという名前で販売されている。^[86]

^{99m Tc は}スズ化合物と組み合わせると赤血球に結合するため、循環器系の障害をマッピングするために使用できます。消化管出血部位の検出、駆出率、心臓壁運動異常、異常なシャント、および心室造影検査を行うためによく使用されます。

^99m Tcを含むピロリン酸イオンは、損傷した心筋のカルシウム沈着物に付着するため、心臓発作後の損傷を測定するのに役立ちます。^{[引用が必要]}

^99m Tcの硫黄コロイドは脾臓によって除去され、脾臓の構造を画像化することが可能になる。^[87]

過テクネタ酸は胃粘膜の粘液細胞によって活発に蓄積・分泌されるため^{[88] 、メッケルスキャンで}メッケル憩室に見られるような異所性胃組織を探す際には、Tc99mで放射標識したテクネタ酸(VII)を体内に注入する。^[89]

テクネチウム99mで標識された炭素吸入エアロゾル（テクネガス）は、肺換気の可視化と肺塞栓症の評価に適応されます。 ^{[90] [91] [92]}

• 胆管シンチグラフィー
• テクネチウムの同位体
• 過渡的平衡

引用