放射性核種血管造影検査

放射性核種血管造影検査
通常のMUGAスキャン
ICD-9-CM	92.05
メッシュ	D015635 D011875; D015635
OPS-301 コード	3-704, 3-708
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放射性核種血管造影法は、心臓の右心室と左心室の機能を示す画像化に特化した核医学の分野であり、これにより心不全に対する情報に基づいた診断介入が可能になります。この検査では、患者に注入される放射性医薬品と、画像取得用のガンマカメラを使用します。MUGAスキャン（マルチゲート画像取得）では、心周期のさまざまな時点でトリガー（ゲート）された画像取得を行います。MUGAスキャンは、平衡放射性核種血管心臓造影法、放射性核種心室造影法（RNVG）、またはゲート血液プール画像化、およびSYMAスキャン（同期マルチゲート画像取得スキャン） とも呼ばれます。

この撮影法は、鼓動する心臓のシネタイプの画像を独自に提供し、解釈者が個々の心臓弁と心室の効率を判断できるようにします。MUGA/シネスキャンは、現在ではより一般的になった心エコー図の強力な補助手段となります。心拍出量( Q ) の取得に関する数学は、これらの方法の両方によって十分にサポートされています。また、収縮期の心臓/心筋の産物として駆出率をサポートする他の安価なモデルによってもサポートされています。心エコー図や血管造影図に対するMUGA スキャンの利点は、その正確さです。心エコー図は心室の短縮率を測定するもので、ユーザーの能力によって制限されます。さらに、血管造影図は侵襲的で、多くの場合、より高価です。MUGA スキャンは、心臓の駆出率をより正確に表します。^[1]

MUGAスキャンは1970年代初頭に初めて導入され、すぐに左室駆出率（LVEF）を高精度で測定するための推奨技術として受け入れられました。いくつかの初期の研究では、MUGAから得られたLVEFと心臓カテーテル法によるコントラスト心室造影で得られた値との間に優れた相関関係があることが実証されました。^[2]

放射性核種心室造影検査は、冠動脈疾患（CAD）、弁膜症、先天性心疾患、心筋症、その他の心臓疾患を評価するために行われます。^[3] MUGAは通常、以下の患者に対して指示されます：^[要出典]

• 冠動脈疾患が既知または疑われる場合、疾患を診断し、結果を予測する
• 心臓弁に病変がある
• うっ血性心不全の場合
• 経皮的冠動脈形成術、冠動脈バイパス移植手術、または薬物療法を受けたことがある患者で、治療の有効性を評価するため
• 開胸手術後の心拍出量低下
• ドキソルビシンなどの化学療法や免疫療​​法（ハーセプチン）などの心毒性薬剤を投与されている人
• 心臓移植を受けた人

放射性核種心室造影法は、経胸壁心エコー図 (TTE) よりも左室駆出率 (LVEF) のより正確な測定を提供します。経胸壁心エコー図は検査者の技量に大きく依存するため、放射性核種心室造影法は LVEF のより再現性の高い測定法です。現在、この法の主な用途は、心毒性のある特定の化学療法剤 (アントラサイクリン: ドキソルビシンまたはダウノルビシン) を投与されている患者の心機能のモニタリングです。化学療法の投与量は、患者の心機能によって決定されることが多いです。この設定では、経胸壁心エコー図よりもより正確な駆出率の測定が必要です。^[3]

MUGA スキャンは、患者の赤血球を放射性トレーサーであるテクネチウム-99m-過テクネチウム酸(Tc-99m) で標識し、放射性血液が大血管と心腔を流れる際に前胸部の放射能を測定することによって実行されます。^{[引用が必要]}

放射性マーカーの導入は、生体内または試験管内で行うことができます。生体内での方法で、第一スズイオンを患者の血流に注入します。その後、放射性物質であるテクネチウム-99m-過テクネチウム酸を静脈注射して、生体内で赤血球に標識を付けます。投与される放射能は約800 MBqで、実効放射線量は約6 mSvです。^{[4] [5]}

試験管内法では、患者の血液の一部を採取し、スズイオン（塩化スズの形）を採取した血液に注入する。その後、生体内法と同様にテクネチウムを混合物に加える。どちらの場合も、塩化スズがテクネチウムイオンを還元し、処置中に赤血球から漏れるのを防ぐ。^{[6] [7]}

生体内技術は、時間がかかり、費用も安く、この方法では通常、注入された放射性核種の80％以上が赤血球に結合するため、大多数の患者にとってより便利です。放射性トレーサーの赤血球への結合は、通常、生体外標識よりも効率的であり、留置静脈カテーテルを使用している患者では、カテーテル壁へのTc-99mの付着を減らし、血液プール標識の効率を高めるために好まれます。^[8]

患者はガンマカメラの下に置かれ、テクネチウム 99m ( ^99m Tc)から放出される低レベルの 140 keV ガンマ放射線を検出します。ガンマカメラの画像を取得する際、患者の心拍を使用して取得を「ゲート」します。最終結果は、心拍周期の各段階で 1 枚ずつ、一連​​の心臓画像 (通常 16 枚) になります。^[要出典]

検査の目的に応じて、医師は安静時 MUGA または負荷時 MUGA のいずれかを実施することを決定する場合があります。安静時 MUGA では、患者は動かずに横たわりますが、負荷時 MUGA では、患者はスキャン中に運動するように求められます。負荷時 MUGA は、運動中の心臓のパフォーマンスを測定するもので、通常は疑われる冠動脈疾患の影響を評価するために実施されます。場合によっては、ニトログリセリンMUGA を実施することがあり、その場合はスキャンの前にニトログリセリン (血管拡張薬) が投与されます。^{[引用が必要]}

得られた画像から、心室の容積から算出された血液プールと時間画像をコンピューターで解釈して、心臓の駆出率と注入率を計算できることがわかります。マサルド法は、心室容積の計算に使用できます。この核医学スキャンは、心臓全体の機能を評価する上で重要な臨床指標の 1 つである心室の駆出率と注入率を測定および監視するための正確で安価で再現性の高い手段となります。^{[引用が必要]}

胸部X線検査に比べ、患者の被ばく放射線量は少ない。しかし、放射性物質は検査後数日間は患者の体内に残留するため、その間、空港などでは高性能な放射線警報が作動する可能性がある。^[3]放射性核種心室造影検査は、費用が安く、放射線被ばくを必要としない心エコー検査に大きく取って代わられている。 ^[要出典]

正常な被験者では、左室駆出率（LVEF）は約50％^[9]（範囲、50〜80％）であるべきである。異常な壁運動（低運動、無運動、またはジスキネシス）の領域はあってはならない。心機能の異常は、LVEFの低下および/または全体的および局所的な壁運動の異常の存在として現れることがある。正常な被験者の場合、ピーク充填率は1秒あたり2.4〜3.6拡張期終末容積（EDV）であり、ピーク充填率までの時間は135〜212ミリ秒であるべきである。^{[引用が必要]}

心臓におけるテクネチウムの不均一な分布は、患者が冠動脈疾患、心筋症、または心臓内での血液シャントを患っていることを示している。安静時の MUGA の異常は通常、心臓発作を示しているが、運動中に発生する異常は通常、虚血を示している。ストレス時の MUGA では、冠動脈疾患の患者は駆出率の低下を示すことがある。心臓発作を起こした患者、または心筋に影響を与える別の疾患の疑いがある患者の場合、このスキャンは心臓内で損傷を受けた位置を特定し、損傷の程度を評価するのに役立つ。MUGA スキャンは、心機能に影響を及ぼすことが知られている特定の化学療法 (例: ドキソルビシン (アドリアマイシン)) または免疫療法 (具体的にはハーセプチン) を受ける前および受けている最中に心機能を評価するためにも使用される。^[要出典]

マサルド法^[10]は、心室容積、ひいては駆出率を推定する数ある方法の 1 つです。MUGA スキャンは、放射性同位元素 ( Tc-99m )を注入してSPECTスキャナーで心臓のゲート2D 画像を取得する核イメージング法です。このような画像のピクセル値は、特定の時間間隔でその領域内で検出されたカウント数 (核崩壊) を表します。マサルド法では、次のような方法で、このような崩壊カウントの 2D 画像から 3D 容積を推定できます。^[要出典]

${\displaystyle V=1.38M^{3}r^{\frac {3}{2}}}$、

ここで、はピクセル寸法、は心室内の総カウント数と最も明るい（最も熱い）ピクセル内のカウント数の比です。マサルド法は、（i）心室内が球形であること、（ii）放射能が均一に分布していることという2つの仮定に基づいています。^{[引用が必要]}${\displaystyle M}$${\displaystyle r}$

駆出率、は次のように計算できます。 ${\displaystyle E_{f}}$

${\displaystyle E_{f}(\%)={\frac {\text{EDV - ESV}}{\text{EDV}}}\times 100}$、

ここで、EDV（拡張末期容積）は収縮直前の心室内の血液量であり、ESV（収縮末期容積）は収縮終了時に心室内に残っている血液量である。したがって、駆出率は、各拍動で駆出されている拡張末期容積の割合である。^[要出典]

シーメンス社のIntevo SPECTスキャナはMUGAスキャンにマサルド法を採用しています。心室容積を推定する方法は他にもありますが、マサルド法は十分に正確で実行が簡単で、血液サンプルや減衰補正、減衰補正の必要がありません。^{[11] [12] [13]}

この比率を、心臓の心腔内のカウント数と最も熱いピクセル内のカウント数の比率として定義します。^{[引用が必要]}${\displaystyle r}$

${\displaystyle r={\frac {\text{チャンバー内の総カウント数}}{\text{最も熱いピクセル内の総カウント数}}}={\frac {N_{t}}{N_{m}}}}$。

活動が均一に分布していると仮定すると、総カウント数は体積に比例します。したがって、最大ピクセルカウント数は、コリメータに垂直な最長軸の長さ とピクセルの断面積 の積に比例します。したがって、次のように書くことができます。^{[引用が必要]}${\displaystyle D_{m}}$${\displaystyle M^{2}}$

${\displaystyle N_{m}=KM^{2}D_{m}}$、

ここで は、単位がカウント/cm である比例定数です。総カウント は、 と書くことができます。ここで は心室の容積で、 は同じ比例定数です。これは、活動の均一な分布を仮定しているためです。マサルド法では、心室が球形であるという簡略化が行われ、次のようになります。 ${\displaystyle K}$${\displaystyle ^{3}}$${\displaystyle N_{t}}$${\displaystyle N_{t}=KV_{t}}$${\displaystyle V_{t}}$${\displaystyle K}$

${\displaystyle N_{t}=K\left({\frac {\pi }{6}}\right)D^{3}}$、

ここで は球の直径であり、上記と等しくなります。これにより、比率は次のように表すことができます^{[引用が必要]}${\displaystyle D}$${\displaystyle D_{m}}$${\displaystyle r}$

${\displaystyle r={\frac {N_{t}}{N_{m}}}={\frac {\pi D^{2}}{6M^{2}}}}$、

最後に、心室の直径を、つまり のみで表します。 ${\displaystyle r}$

${\displaystyle D^{2}=\left({\frac {6}{\pi }}\right)M^{2}r}$。

このことから、心室容積は単純に数だけで表すと

${\displaystyle V_{t}={\sqrt {\frac {6}{\pi }}}M^{3}r^{\frac {3}{2}}\approx 1.38M^{3}r^{\frac {3}{2}}}$。

• 米国国立医学図書館医学件名標目(MeSH)の放射性核種+血管造影