放射性薬剤から出る放射線のわずかな時間差により 酸素濃度を計測できることを実証 ～がん治療法の最適化にも役立つ新しいPETの実現へ弾み～ 研究成果

　東京大学大学院総合文化研究科（目黒区）の澁谷憲悟助教、齋藤晴雄教授は、量子科学技術研究開発機構 量子医学・医療部門 放射線医学総合研究所（千葉市稲毛区）の山谷泰賀グループリーダーらとともに、PET（陽電子断層撮像法）検査を受ける際に、受診者の体内で勝手に生成されるポジトロニウム原子を利用して、生体内で酸素が足りているところと不足しているところの分布を調べる、新しい方法を開発した。
　これまでの検査では、陽電子（注1）を放出する性質をもった核種を使って合成された薬剤（糖の類似物質や抗体など）を受診者に投与してから、受診者をトンネル状にぐるりと配置したガンマ線（注2）の検出器の中に寝かせて、薬剤の動きや集まり具合を測定している。例えば、がん診断では、細胞のエネルギー源であるぶどう糖とよく似たFDGと呼ばれる薬を投与し、それを活性化したがん細胞が貪欲に取り込む様子を調べる。一方、新しい測定法では、薬剤が陽電子を放出してからポジトロニウムを経てガンマ線に変化して出てくるまでの時間差を調べる。すると、ポジトロニウムはそのスピン状態の性質から、付近の酸素濃度が高いほど早くガンマ線に変化するため、この時間差が酸素濃度を正確に反映していることが分かった。
　がんが大きな塊になると、その内部では酸素が慢性的に不足した低酸素状態になることが知られており、このような低酸素領域内に生成したポジトロニウムはガンマ線に変化するまでの時間が長い。この時間差が健康な組織に比べて長すぎる場合には、病変として検知される。このような情報は、がんの悪性の度合いの判断や、がん治療法の選択に役立つ。

用語解説：
注1 陽電子　
不安定な核種の崩壊により生じる電子の一種。プラス電荷を持つ。マイナス電荷を持つ通常の電子とは、粒子－反粒子の関係にある。陽電子と電子が衝突すると、直ちにガンマ線に変わるか、もしくは一旦ポジトロニウム原子を形成する。
 
注2 ガンマ線
エネルギーの高い電磁波。波長が極めて短く、物質を透過する力が（多くの場合エックス線よりも）大きい。その検出器には密度の大きな結晶体を用いる。