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テクネチウム99m（99mTc）は、テクネチウム99（それ自体がテクネチウムの同位体）の準安定核異性体であり、 99mTcと表記され、毎年数千万件の医療診断処置に使用されており、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である。
テクネチウム99mは放射性トレーサーとして使用され、医療機器（ガンマカメラ）で体内で検出できます。この同位体は、140.5keVの光子エネルギー（従来のX線診断装置が放出する範囲内）を持つ容易に検出可能なガンマ線を放出し、半減期が6.0066時間（つまり、24時間以内に93.7%が99Tcに崩壊する）であるため、この役割に最適です。同位体の物理的半減期が比較的短く、生物学的半減期が1日（人間の活動と代謝の観点から）であるため、迅速にデータを収集しながら患者の総放射線被ばく量を低く抑えるスキャン手順が可能です。しかし、テクネチウム99mは透過性の高いガンマ線を放出し、急速に崩壊するため、病変組織を破壊する強力な局所線量を照射することができず、同じ特性から治療用途には適していません。
テクネチウム99mは、モリブデンをサイクロトロンで照射した際に発見されました。この方法で生成されたモリブデン99は、半減期が長い（2.75日）放射性核種であり、99mTcに崩壊します。この長い崩壊時間のおかげで、99Moは医療施設に輸送することができ、そこで99mTcは生成されたサンプルから抽出されます。一方、99Mo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原子炉で、高濃縮ウランの核分裂によって生成されます。
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の重水素を照射した後、準安定同位体テクネチウム-99mを初めて単離した。[ 3 ] 1970年、シーボーグは次のように説明した。[ 4 ]
私たちは、ほぼ完全に内部転換したガンマ線遷移から生じる電子の線スペクトルを放出する異性体遷移によって崩壊する、非常に科学的に興味深い同位体を発見しました。[実際には、崩壊のわずか 12% だけが内部転換によるものです] (...) これは、この時まで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 6.6 時間 [後に 6.0 時間に変更 ] の半減期で崩壊し、67 時間 [後に 66 時間に変更] 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。この崩壊系列は後に質量数 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。
その後、1940年にエミリオ・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。[ 5 ] [ 6 ]
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にとどまっていました。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体の製造を担当していた頃、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る半減期 3.2 日のテルル 132から、半減期の短い溶出娘核種であるヨウ素 132の分離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。[ 7 ]彼らは、 99 Mo から発生し、他の核分裂生成物の分離プロセスの化学でテルルに続いていた99m Tcであることが判明した微量の汚染物質を検出しました。テルル-ヨウ素親-娘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た。 [ 8 ] [ 9 ]リチャーズがテクネチウムを医療トレーサーとして使用するというアイデアを初めて提案したのは1960年のことだった。[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]
99mTcの医療スキャンについて報告した最初の米国出版物は1963年8月に発表された。[ 14 ] [ 15 ]ソーレンセンとアーシャンボーは、静脈注射されたキャリアフリーの99Moが肝臓に選択的かつ効率的に濃縮され、99mTcの内部発生源となることを実証した。99mTcが蓄積された後、 140keVのガンマ線放出を使用して肝臓を可視化することができた。
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、 99mTc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、放射性トレーサーまたは診断ツールとしての99mTcの使用が実証されました。 [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]その結果、99mTcの需要は指数関数的に増加し、1966年までにブルックヘブン国立研究所は需要に対応できなくなりました。99mTcジェネレーターの製造と流通は民間企業に移管されました。最初の商用99mTcジェネレーターである「TechneKow-CSジェネレーター」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。[ 20 ] [ 21 ] 1967年から1984年にかけて、ミズーリ大学研究炉（MURR）でMallinckrodt Nuclear Company向けに99Moが製造されました。
ユニオン・カーバイド社は、 1968年から1972年にかけてシンティケム施設（旧ユニオン・カーバイド研究センター、ニューヨーク州タキシードのスターリング森林に建設（北緯41度14分6.88秒、西経74度12分50.78秒、北緯41.2352444度、西経74.2141056度））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成された混合核分裂生成物から99Mo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。 [ 22 ]シンティケムプロセスでは、当初、円筒形ターゲットの内側にUO2として堆積した93%高濃縮U-235を使用していました。 [ 23 ] [ 24 ]
1970年代末には、いわゆる「シンティケム（化学的分離）プロセス」を用いて、原子炉で照射された20～30個の高濃縮ウランカプセルから、毎週合計20万Ci （7.4 × 10¹⁵Bq ）の核分裂生成物放射能が抽出された。 [ 25 ] 1961年製の5MWプール型研究炉を備えたこの研究施設は、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。[ 26 ] 1980年、シンティケム社は原子炉で99Moの生産/分離を開始し、1980年代には米国で唯一の99Mo生産者となった。しかし、1989年にシンティケム社は放射性生成物の地下漏洩を検出し、原子炉の停止と廃止措置につながり、米国での99Moの商業生産は終了した。 [ 27 ]
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 原子炉に移管されました。[ 28 ] 1978 年までに、原子炉はテクネチウム 99m を AECL の放射化学部門で処理されるのに十分な量で供給しました。AECL の放射化学部門は 1988 年に Nordion として民営化され、現在はMDS Nordionとなっています。[ 29 ] 1990 年代には、老朽化した NRU 原子炉の放射性同位体生産の代替が計画されました。多目的応用物理格子実験(MAPLE) は、同位体生産専用施設として設計されました。当初は、世界の医療用同位体需要の 100% を供給できる2 基の同一の MAPLE 原子炉がチョークリバー研究所に建設される予定でした。しかし、MAPLE 1原子炉の問題、特に正の反応度係数という問題により、2008年にプロジェクトは中止された。
最初の商用99mTcジェネレーターは1967年にアルゼンチンで製造され、99MoはCNEAのRA-1エンリコ・フェルミ原子炉で生産された。[ 30 ] [ 31 ] CNEAは国内市場に加えて、南米諸国にも99Moを供給している。 [ 32 ]
1967年、最初の99mTc手順がニュージーランドのオークランドで実施されました。[ 33 ] 99Moは当初、英国のアマーシャム社から供給され、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）から供給されました。[ 34 ]
1963年5月、シェーアとマイヤー＝ボルストは、医療用途に99mTcの使用を初めて導入した。 [ 14 ] [ 35 ] 1968年、フィリップス・デュファー（後にマリンクロット、現在はコビディエン）は、ヨーロッパで製造され、オランダのペッテンから販売された最初のテクネチウム99mジェネレーターを販売した。
テクネチウム-99mの世界的な不足は、半減期がわずか2.75日のモリブデン-99の世界的供給量の約3分の2を供給していた老朽化した2基の原子炉（ 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、2000年代後半に発生した。 [ 36 ] [ 37 ] [ 38 ] 2009年5月、カナダ原子力公社は、NRU原子炉で少量の重水が漏洩したことを発表し、2010年8月に修理が完了するまで運転停止状態が続いた。
2008年8月に一次冷却水回路の変形箇所からガス気泡ジェットが放出されたことが観測された後、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を運転するための暫定ライセンスを取得した。HFRは2010年初頭に修理のために停止し、2010年9月に再稼働した。[ 39 ]
1990年代に建設された2基の代替カナダ原子炉（MAPLE原子炉を参照）は、安全上の理由から運転開始前に閉鎖された。 [ 36 ] [ 40 ]ミズーリ州コロンビアに建設予定の新しい生産施設の建設許可は、 2018年5月に発行された。[ 41 ]
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、通常よりもはるかに長い時間励起（準安定）状態にある核種であることを意味します。原子核は最終的に、ガンマ線または内部転換電子の放出によって基底状態へと緩和（脱励起）します。これらの崩壊は陽子や中性子の数を変化させるのではなく、より低いエネルギーの「配置」を与えるだけであり、この場合はそれが基底状態となります。
基底状態より上の励起エネルギーは 142.7 keV ですが、99% の確率で、まず内部転換によってわずかに低い状態 (140.5 keV) に緩和し (この遷移の速度が半減期の不確実性を決定します)、すぐに崩壊します。合計で、99m Tc は約 89% ガンマ線放出 ( 99m Tc → 99 Tc + γ) で崩壊し、ほとんどの場合、140.5 keV のガンマ線が発生し、142.7 keV のガンマ線が発生するのはまれ (4,000 分の 1) で、後者の崩壊も大部分が転換されるためです。[ 2 ]残りの 11% の崩壊は完全に転換によって完了し、診断上の有用性はありませんが、内部放射線量には寄与します。
これらのガンマ線は、医療画像診断用の放射性トレーサーとして99mTcを使用した際にガンマカメラで検出される放射線です。純粋なガンマ線放出は、他の粒子がカメラ内で放出されるエネルギー（放射線量）に比べて患者の体内に放出されるエネルギーが多いため、医療画像診断において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最も近い唯一の核崩壊モードです。
99mTcの半減期は6.0066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、特異な値ではない。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依然として短い半減期であり、医療画像診断に用いられる放射性医薬品の半減期の範囲の中間に位置する。
ガンマ線放出または内部転換の後、生成された基底状態のテクネチウム99は、211,000年の半減期を経て安定なルテニウム99に崩壊します。この過程では軟ベータ線が放出されますが、ガンマ線は放出されません。半減期が長いため、この放射線量は比較的少なく、このような低い残留放射能は放射性医薬品にとって望ましい特性です。
99mTcの親核種である99Mo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、その大部分は世界中の5つの原子力研究炉で高濃縮ウラン（HEU）ターゲットを使用して生産されています。[ 42 ] [ 43 ]少なくとも3つの原子炉では、低濃縮ウランから少量の99Moが生産されています。
天然モリブデンまたは98Mo濃縮モリブデンを中性子活性化して99Moを製造する方法[ 47 ]は、もう一つの小規模な製造ルートである[ 48 ] 。これは元々の方法であり、放射性純度の高い製品が得られるが、残留する安定モリブデンの量が多いため、ジェネレーターの設計が複雑になる[ 49 ] 。
1971年に、医療用サイクロトロンで100Moターゲットに22MeVの陽子を照射して99mTcを製造する実現可能性が実証されました。 [ 50 ]最近の99mTcの不足により、100Mo ( p,2n) 99mTc反応に続いて同位体濃縮100Mo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び高まっています。[ 51 ]カナダは、Advanced Cyclotron Systemsが設計したこのようなサイクロトロンをアルバータ大学とシェルブルック大学で99mTc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、レイクヘッド大学にも計画しています。[ 52 ] [ 53 ] [ 54 ]
100 Mo上での (p,2n) によるサイクロトロン生成の特に欠点は、99g Tcの著しい共生成です。この核種の優先的な増加は、基底状態に至る反応断面積経路が大きいことに起因し、同じエネルギーでの準安定状態と比較して、断面積の最大値ではほぼ 5 倍高くなっています。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 の比放射能が低下します。99g Tc の増加や他の Tc 同位体の存在は、その後の標識化やイメージングに悪影響を与える可能性があることが報告されています。[ 55 ]しかし、高純度100 Mo ターゲットの使用、特定の陽子ビームエネルギー、および適切な使用時間により、市販のジェネレーターと同等の99m Tc をサイクロトロンから得るのに十分であることが示されています。 [ 56 ] [ 57 ]液体金属モリブデン含有ターゲットは、合理化された処理を助け、より良い生産収率を保証するために提案されています。[ 58 ]リサイクルされた濃縮100 Mo ターゲットの継続的な再利用に関連する特定の問題は、照射中に他の Mo 同位体が生成され、処理後に容易に除去できないため、ターゲットの不可避な核変換です。
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99Moの供給途絶と製造用原子炉の老朽化により、業界は代替製造方法を検討せざるを得なくなった。 [ 59 ]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) [ 60 ] [ 61 ] [ 62 ]または(γ,n) [ 63 ]反応を介して100Moから99Moを製造する方法がさらに研究されている。100Moに対する(n,2n)反応は、熱中性子を用いた98Moに対する(n,γ)反応よりも高エネルギー中性子に対する反応断面積が大きい。[ 64 ]特に、この方法では、DT [ 65 ]やその他の核融合ベースの反応[ 66 ]、高エネルギー核破砕反応またはノックアウト反応など、高速中性子スペクトルを生成する加速器が必要となる。[ 67 ]これらの技術の欠点は、濃縮された100 Mo ターゲットが必要であることであり、これは天然同位体ターゲットよりもかなり高価であり、通常は材料のリサイクルが必要であり、これは費用がかかり、時間がかかり、困難です。[ 68 ] [ 69 ]
テクネチウム-99mの半減期は6時間と短いため、保管は不可能であり、輸送も高額になる（不可能ではない。半減期がさらに短いフッ素-18は輸送されている）。代わりに、その親核種である99Moは、中性子照射されたウランターゲットから抽出され、専用の処理施設で精製された後、病院に供給される。[注1 ] [ 71 ]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、または直接現地市場に流通される。ジェネレータは、通称「モリ牛」と呼ばれ、輸送中の放射線遮蔽を提供し、医療施設で行われる抽出作業を最小限に抑えるように設計された装置である。99m Tcジェネレータから1メートル離れた場所での典型的な線量率は、輸送中に20～50μSv/hである。 [ 72 ]これらのジェネレータの出力は時間とともに低下し、 99Moの半減期は依然としてわずか66時間であるため、毎週交換する必要がある。
モリブデン99はベータ崩壊によって99Tcの励起状態に自発的に崩壊する。崩壊の87%以上が目的の99mTcにつながる。A β −電子とν この過程で反電子ニュートリノが放出されます ( 99 Mo→99mTc+β −+ νe )β −電子は輸送時に容易に遮蔽されるため、99mTc発生器は、主に電子によって生成される二次X線（制動放射とも呼ばれる）による放射線の危険性がごくわずかです。
病院では、99 Mo の崩壊によって生成される99m Tc は、テクネチウム 99m ジェネレーターから化学的に抽出されます。市販の99 Mo/ 99m Tc ジェネレーター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 −が生成されますが、これは電荷が 1 であるため、アルミナとの結合が弱くなります。固定化された99 MoO 4 2−のカラムに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99Moしか含まないテクネチウム99m発生器1台で、 1週間以上にわたって99mTcを強力に生成できるため、潜在的に1万人の患者を診断できる可能性がある。
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排出されます。この化合物中の Tc の酸化状態は +7 です。これは、骨スキャン(骨芽細胞に取り込まれる) および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) においてのみ、医療用途に直接適しています。99m Tc に依存する他のタイプのスキャンでは、テクネチウムの酸化状態を +3 または +4 に下げるために、過テクネチウム酸溶液に還元剤が添加されます。次に、配位錯体を形成するためにリガンドが添加されます。リガンドは、標的とす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 +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、腎機能測定のための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。 [ 73 ]
1970年、エッケルマンとリチャーズは、ジェネレーターから「搾り取られた」99mTcを患者に投与する化学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」を発表した。 [ 73 ] [ 74 ] [ 75 ] [ 76 ]
テクネチウム-99mは、毎年2000万件の核医学診断手順で使用されています。核医学における診断画像手順の約85%は、放射性トレーサーとしてこの同位体を使用しています。クラウス・シュヴォハウの著書「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、腫瘍の画像診断および機能研究のための99m Tcに基づく31種類の放射性医薬品が記載されています。[ 77 ]より新しいレビューも入手可能です。[ 78 ]
手順によっては、99m Tc は、必要な場所に運ぶ医薬品に標識（または結合）されます。たとえば、99m Tc がエキサメタジム(HMPAO)に化学的に結合すると、この薬は血液脳関門を通過して脳の血管を通って流れ、脳血流イメージングに使用できます。この組み合わせは、感染部位を可視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、心臓を通る血液の流れ具合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 ) に結合して行われます。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 線診断装置から放出される波長とほぼ同じ) を放出し、ガンマ線放出の半減期が 6 時間 (つまり、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。さらに、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。その崩壊生成物である 99 Tcは、比較的長い半減期 (211,000 年) を持ち、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、および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、患者の総放射線被ばく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、脳脊髄液からは排除されます。過塩素酸塩と組み合わせると、その選択性が失われる。[ 79 ]
テクネチウム-99mを用いた診断治療では、技師、患者、通行人が放射線に被曝します。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400～1,100 MBq（11～30 mCi）（ミリキュリーまたはmCi、メガベクレルまたはMBq）です。 [ 80 ] [ 81 ]これらの投与量により、患者は10 m Sv（1000 mrem ）程度の放射線に被曝し、これは胸部X線検査約500回分に相当します。[ 82 ]このレベルの放射線被曝は、線形無閾値モデルによって、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であると推定されています。 [ 83 ]リスクは若い患者では高く、高齢の患者では低くなります。[ 84 ]胸部X線とは異なり、放射線源は患者の体内にあり、数日間持ち運ばれるため、周囲の人々は二次放射線に被曝する。この間ずっと患者のそばにいる配偶者は、このようにして患者の放射線量の1000分の1を受ける可能性がある。
同位体の半減期が短いため、データを迅速に収集できるスキャン手順が可能になります。また、この同位体はガンマ線放出体としては非常に低いエネルギーレベルです。約140 keVのエネルギーを持つため、他のガンマ線放出体と比較して電離が大幅に抑制され、より安全に使用できます。99mTc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が多いため、放射線量はコンピュータ断層撮影などのX線検査とほぼ同等になります。
テクネチウム99mは、他の同位体よりも安全な特性を備えています。そのガンマ崩壊モードはカメラで容易に検出できるため、少量で済みます。また、テクネチウム99mは半減期が短いため、放射能の低いテクネチウム99へと速やかに崩壊し、投与後の初期放射能単位当たりの患者への総放射線量は、他の放射性同位体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。
単光子放出コンピューター断層撮影（SPECT）は、ガンマ線を用いた核医学画像診断法です。99mTcを含む、あらゆるガンマ線放出同位体で使用できます。テクネチウム99mを使用する場合、放射性同位体を患者に投与し、放出されたガンマ線が移動するガンマカメラに入射し、カメラが画像を計算・処理します。SPECT画像を取得するには、ガンマカメラを患者の周囲で回転させます。回転中に、通常3～6度ごとに、特定のポイントで投影画像を取得します。ほとんどの場合、最適な再構成画像を得るために、360°全周回転が行われます。各投影画像の取得にかかる時間も様々ですが、通常15～20秒です。これにより、合計スキャン時間は15～20分になります。
テクネチウム99m放射性同位体は、主に骨スキャンと脳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、骨の損傷を修復しようとする骨芽細胞に取り込まれるか、（場合によっては）骨内の腫瘍（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）エキサメタジムが生成されます。これは、脳内の領域血流に応じて局在する薬剤であり、脳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画像の位置合わせ技術を組み合わせたSPECT/CTスキャンが開発されています。これはSPECTスキャンと同じ放射性リガンドを使用し、同じ用途に使用できますが、より高解像度が必要な場合に、高集積組織の3次元位置をさらに高精度に特定できます。一例として、99mTc放射性リガンドであるセスタミビを用いたセスタミビ副甲状腺スキャンがあり、SPECT装置またはSPECT/CT装置のどちらでも実施可能です。
一般的に骨シンチグラフィーと呼ばれる核医学検査法では、通常99mTcが使用されます。これは、骨粗鬆症や骨の再構築活動なしに骨量が減少するその他の疾患を調べるために骨密度を測定する低線量X線検査である「骨密度検査」 （DEXA ）と混同しないように注意が必要です。核医学検査法は、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のある領域に感度があります。したがって、この検査法は、骨折や転移を含む骨腫瘍に対する骨の反応に感度があります。骨シンチグラフィーでは、患者に700～1,100 MBq（19～30 mCi）の99mTc-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あり、活発な骨成長領域の骨リン酸と置換できるため、放射性同位元素をその特定の領域に固定することができます。特に脊椎の小さな病変（ 1センチメートル未満）を観察するには、 SPECT画像診断法が必要となる場合があるが、米国ではほとんどの保険会社がSPECT画像診断に別途承認を求めている。
心筋灌流イメージング（MPI）は、虚血性心疾患の診断に使用される機能的心臓イメージングの一種です。その基本原理は、ストレス条件下では、病変心筋は正常心筋よりも血流が少ないということです。MPIは、いくつかの種類の心臓ストレス検査の1つです。核ストレス検査として、平均放射線被ばく量は9.4 mSvで、これは一般的な2方向胸部X線撮影（0.1 mSv）と比較すると、94枚の胸部X線撮影に相当します。[ 85 ]
この目的には、それぞれ異なる情報が得られる複数の放射性医薬品および放射性核種が使用される。99mTcを用いた心筋灌流スキャンでは、放射性医薬品である99mTc-テトロホスミン（Myoview、GEヘルスケア）または99mTc-セスタミビ（Cardiolite、ブリストル・マイヤーズ スクイブ）が使用される。その後、運動またはアデノシン、ドブタミン、ジピリダモール（ペルサンチン）による心拍数増加、あるいは血管拡張薬であるレガデノソン（レキシスキャン）による薬理学的刺激によって心筋ストレスが誘発される。（アミノフィリンはジピリダモールおよびレガデノソンの効果を打ち消すために使用できる。）その後、従来のガンマカメラまたはSPECT/CTを用いてスキャンが行われる。
心室造影では、通常99m Tcなどの放射性核種を注入し、心臓を画像化して血流を評価し、冠動脈疾患、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。核ストレス検査として、平均放射線被ばく量は 9.4 mSv であり、これは一般的な 2 方向胸部 X 線 (0.1 mSv) と比較すると、94 枚の胸部 X 線に相当します。[ 85 ] [ 86 ]同等の胸部 X 線検査よりも患者の放射線被ばく量が少なくなります。[ 86 ]
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、99mTc -HMPAO（ヘキサメチルプロピレンアミンオキシム、エキサメタジム）です。同様の99mTc -ECトレーサーも使用されることがあります。これらの分子は脳血流量の多い領域に優先的に分布し、脳の代謝を局所的に評価することで、認知症のさまざまな原因病態を診断・鑑別する試みに用いられます。3D SPECT法と併用すると、脳組織の局所的な代謝率をマッピングする手法として、脳FDG-PETスキャンやfMRIスキャンと競合します。
99mTcの放射能特性を利用して、乳がんやメラノーマなどの癌からリンパ液が流れ込む主要なリンパ節を特定することができます。これは通常、生検または切除時に行われます。99mTc標識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、生検予定部位の周囲に皮内注射します。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標識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携帯型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、リンパ液が流れ込むリンパ節を青色に染色します。次に、放射性核種の蓄積が最も高い領域に切開を加え、切開部内でセンチネルリンパ節を目視で確認します。イソスルファンブルー色素は、通常、腫瘍の周囲からリンパ液が流れ込むリンパ節を青色に染色します。[ 87 ]
免疫シンチグラフィーでは、 99mTcをモノクローナル抗体（免疫系のタンパク質で、がん細胞に結合できる）に組み込みます。注射後数時間で、医療機器を使用して99mTcから放出されるガンマ線を検出します。濃度が高いほど、腫瘍の位置を示します。この技術は、腸に影響を与えるがんなど、見つけにくいがんの検出に特に役立ちます。これらの改変抗体は、ドイツのヘキスト社（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ます。[ 88 ]
99mTcをスズ化合物と組み合わせると、赤血球に結合するため、循環器系の疾患をマッピングするために使用できます。一般的には、消化管出血部位の検出、駆出率、心壁運動異常、異常シャントの測定、および心室造影に用いられます。
99mTcを標識した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評価するのに役立つ。
過テクネチウム酸塩は胃粘膜の粘液細胞によって活発に蓄積および分泌されるため、[ 90 ]メッケル憩室スキャンで見られるような異所性胃組織を探す際には、Tc99mで放射性標識されたテクネチウム酸塩(VII)が体内に注入される。[ 91 ]
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、肺換気の可視化および肺塞栓症の評価に適応される。 [ 92 ] [ 93 ] [ 94 ]
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