【第76回 午前 30】定量値を狂わす物理のいたずら？脳血流SPECTの進化と原理

核医学診療技術学
2026.01.16

SPECT による局所脳血流定量で正しいのはどれか。

  1. 定量値は灰白質より白質が高い。
  2. 123I-IMP を用いた定量法はない。
  3. アセタゾラミド負荷により定量値は低下する。
  4. 部分容積効果により定量値は過小評価される。
  5. パトラックプロット法では動脈採血を必要とする。

出典：厚生労働省公開PDF（令和6年版）

4．部分容積効果により定量値は過小評価される。

解説

✔　「部分容積効果（Partial Volume Effect）」の正体

画像診断装置（SPECTやPET）には、分解能（解像度）の限界があります。 装置の分解能よりも「小さなもの」や「薄いもの」を撮像すると、その信号が枠からはみ出して、実際の濃度よりも「低く（暗く）」写ってしまいます。 これを部分容積効果と呼びます。

脳血流SPECTにおいて、血流が豊富な「灰白質（大脳皮質）」は、実は厚さが数mmしかない非常に薄いシート状の構造です。 SPECTの分解能（約10mm以上）では、この薄さを正確に捉えきれず、信号が周囲（血流の少ない白質や、何もない脳室）に漏れ出して平均化されてしまいます。 その結果、測定される定量値（血流量）は、本来の値よりも「低く（過小評価）」なってしまうのです。

✔　各選択肢について

1．定量値は灰白質より白質が高い。

  • ❌ 誤り
  • 灰白質：神経細胞が集まって活動している場所。エネルギーを大量に使うので血流は多いです（約 80 mL/100g/min）。
  • 白質：神経線維（配線）が通る場所。血流は少ないです（約 20 mL/100g/min）。 実際の画像でも、外側の皮質（灰白質）が濃く写り、内側の髄質（白質）は薄く写ります。

２．123I-IMP を用いた定量法はない。

  • ❌ 誤り
  • IMP（アンフェタミン）は脳血流定量によく使われる代表的な核種です。
  • ARG法（Autoradiography法）：1回の採血と1回の撮像で定量できる、臨床で最も普及している方法の一つです。
  • マイクロ・スフェア法：持続採血が必要な古典的な方法です。 IMPは「肺への集積が高い」という特徴があり、それを考慮した計算モデルが確立されています。

3．アセタゾラミド負荷により定量値は低下する。

  • ❌ 誤り
  • アセタゾラミド（商品名：ダイアモックス）は、脳血管を強制的に「拡張」させる薬です。 血管が広がるので、正常な反応であれば血流は「増加」します。 もし増加しなければ、「もう広がる余地がない（予備能が枯渇している）」と診断され、脳梗塞のリスクが高い状態と判断されます。

4．部分容積効果により定量値は過小評価される。

  • ✅ 正解
  • 灰白質のような薄い構造物は、分解能不足により信号が周囲へ漏れ出し、本来の値よりも低く測定されてしまいます。

5．パトラックプロット法では動脈採血を必要とする。

  • ❌ 誤り
  • パトラックプロット法（Patlak Plot）は、99mTc-ECDを用いた定量法でよく使われます。 この方法の最大のメリットは、「動脈採血が不要」なことです。 画像上の大動脈弓（心プール）のカウントなどを「入力関数」として代用することで、痛い動脈採血なしで定量値を算出できます。

出題者の“声”

この問題は、脳血流SPECTの「生理学」と「物理学」の両方を理解しているかを試しておる。

まず生理学。「灰白質の方が血流が多い」「血管拡張薬を使えば血流は増える」。これは常識として押さえておきたい。

そして物理学。「機械には分解能の限界がある」ということじゃ。 小さいもの、薄いものは、信号が薄まって暗く写る。これが部分容積効果じゃ。 「小さく見えるから、値も小さくなる（過小評価）」。 この感覚を持っていれば、複雑な数式を知らなくても、直感的に正解を選べるはずじゃよ。

臨床の“目”で読む

現場では、この「定量値」を出すために技師が日々工夫しています。

  • 採血するか、しないか？
    • 定量検査には「動脈採血」が必要なもの（ARG法など）と、「採血なし」でできるもの（Patlak法、Graph Plot法など）があります。 動脈採血は医師しか行えず、患者さんにとっても痛みやリスクを伴います。 そのため、最近の臨床現場では、採血なしで済む「Patlak法（ECD）」や「Graph Plot法（IMP）」が好まれる傾向にあります。これなら技師だけで検査が完結し、患者さんの負担も少ないですからね。
  • アセタゾラミド（ダイアモックス）負荷
    • 脳梗塞のリスク評価で行う「ダイアモックス負荷」。 薬を入れると脳の血流が一気に増えるので、患者さんは「ふらつき」や「手足のしびれ」、時には「頭痛」を感じることがあります。 撮影中もマイクで「気分悪くないですか？」と声をかけ、異変があれば即座に対応できるように常にモニターを監視しています。 検査はただデータを出せば良いわけではなく、安全管理も重要な仕事です。

今日のまとめ

  1. 部分容積効果：分解能不足で信号が漏れ出し、定量値は本来より低く（過小評価）なる。
  2. 脳血流の多さ：灰白質（皮質） ＞ 白質（髄質）。
  3. アセタゾラミド：脳血管拡張薬。血流を増加させ、予備能を見る。
  4. IMPでも定量は可能（ARG法、Graph Plot法など）。
  5. パトラック法は、動脈採血なし（非侵襲）で定量できる便利な方法。

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