心疾患は世界的に重要な健康課題であるため，正確で信頼性の高い画像診断に対する需要が高まっている。核医学検査は機能情報と解剖学的情報の両方を取得することができるため，複雑な心臓病態を解明する上で非常に有望なツールである。しかしながら，心臓の拍動や呼吸の動きは，心臓検査における画像データの定量化に影響を与え，効果的な体動補正が求められている。本稿では，Siemens Healthineersの循環器領域における核医学検査の体動補正技術について紹介する。

■SPECT/CT検査における新たな心臓体動補正機能

「Symbia Pro.specta」^＊1は，「Symbia T/Intevoシリーズ」で培われたSPECT/CTの技術を継承したまま，さらに新たな技術を搭載し，検査効率の向上にもつながる次世代のSPECT/CT装置である。心臓領域では，動きによる画像のボケを自動的に補正する機能「MC Pro」やデバイスレスで呼吸体動を補正する機能「rMC Pro」，心拍に応じた画像再構成を検査終了後に行うことができる機能 「retrospective gating」が追加された。rMC Proは，呼吸センサではなく，SPECTデータから呼吸波形を抽出する^1）ことにより，呼吸の動きをモニタリングする。さらには，収集時間の延長が不要であり，呼吸同期画像を簡単に得ることができる（図1）。また，鎌田らは，下壁に欠損を配置したRH-2型心臓ファントムを収集中に移動させ，自動体動補正（MC Pro）の有無による画像比較を行い，MC Proによって移動なしの基準画像とほぼ一致した結果が得られたと報告している^2）。さらに，負荷心筋血流シンチグラフィ検査において，呼吸体動補正（rMC Pro）とMC Proを行うことにより，前壁および下壁の集積低下アーチファクトの改善が認められたとも報告している。
一般的には，事前に心拍数を決定した上で心電図同期撮像を実施するが，不整脈を有する患者では，事前に適切な心拍数を設定することが困難で，画質に影響を及ぼす可能性がある。しかしながら，retrospective gatingでは，リストモードデータから心拍に合わせた画像再構成を後処理で実施できるため，収集データの欠落を防ぐことができ，多くのデータを再構成に利用することが可能である。Nakajimaらは，不整脈を有する患者を対象とした場合，retrospective gatingを行うことで心拍データの98%を画像再構成に利用することができたと報告している^3）。

図1　デバイスレスで呼吸体動を補正する機能rMC Pro

■PET/CT検査における新たな心臓体動補正機能「Cardio Direct」

「Biograph Trinion」^＊2に搭載された新たな心臓体動補正機能Cardio Directを紹介する。Cardio Directは，time-of-flight（TOF）情報を活用して心臓体動アーチファクトを除去し，心筋血流PET検査における定量精度を向上させる，新しいデータ駆動型体動補正ソリューションである。呼吸モーションと心臓のバルクモーションの両方の測定と補正を可能にし，周期的な動きと非周期的な動きの両方を考慮する。対応する動きの種類には，呼吸運動，ストレス薬剤に反応した不快感によるバルク運動，咳，胸郭筋の緩やかな弛緩（ハートクリープ）などがある。Cardio Directの利点は，心筋血流PET撮像で生成されるすべての画像に及ぶ。すなわち，スタティック画像だけでなく，駆出率（EF）の計算に使用されるゲート画像や，定量的心筋血流量（MBF）の解析に使用されるダイナミック画像などにも適用することが可能である。
Cardio Directは，次の3つの重要なステップを経て動作する（図2）。
(1) 動きの観測：TOF情報を活用し，空間領域に直接イベントデータを振り分けることで，1秒間隔の高精度4D投影像（histo-images）を作成する。
(2) 動きの測定：4D投影像を用いて1秒間隔で心臓の位置を追跡する。
(3) 動きの補正：再構成用に体動補正されたサイノグラムを作成する。
PET画像は通常，リストモードイベントデータをサイノグラムにソートし，その後，再構成が実施される。TOF時間分解能が高い利点は，これらのイベントデータをサイノグラム空間ではなく，空間領域，すなわち患者座標に直接ソートできることである。この画像をhist-imageと呼ぶ。hist-imageは，臨床的解釈に必要な詳細さには欠けるが，生成効率が高く，被検者におけるトレーサー集積の正確な情報を得ることができ（図3），1秒間隔で取得することで心臓の位置を画像化し，動きを追跡することができる。
図4は，動きが心筋血流PET検査に与える影響と，Cardio Directを使用した画質向上の例を示している。

図2　TOF情報を活用した新たな心臓体動補正機能Cardio Directの動作ステップ

図3　82Rb検査における1秒間のhist-image
（画像ご提供：Dr. Ian Armstrong, Central Manchester University Hospitals, Manchester, UK.）

図4　82Rb検査における非周期的動きの測定例
a：動きの測定
b：非周期的な動きによるボケが生じているが（上段），Cardio Directによる補正によって明瞭に描出されている（下段）。
（画像ご提供：Dr. Ian Armstrong, Central Manchester University Hospitals, Manchester, UK.）

◎

核医学検査は，画質だけでなく定量値も非常に重要な診断指標であり，定量精度の向上は診断の精度向上にもつながると考えられる。本稿で紹介したSiemens Healthineersの体動補正技術により，さらに高精度な定量化が期待される。

＊1 販売名：シンビアＴ６／Ｔ１６，
認証番号：21800BZY1018500
＊2 販売名：バイオグラフ mCT，
認証番号：221ADBZX00015000

●参考文献
1）Sanders, J.C., Ritt, P., Kuwert, T., et al. : Fully Automated Data-Driven Respiratory Signal Extraction From SPECT Images Using Laplacian Eigenmaps. IEEE Trans. Med. Imaging, 35（11）: 2425-2435, 2016.
2）鎌田伸也, 髙橋奈々子, 山崎真一, 他 : SPECT/CT装置Symbia Pro.spectaの運用と臨床面のベネフィット. 映像情報Medical, 55（11）:
22-30, 2023.
3）Nakajima, K., Shibutani, T., Massanes, F., et al. : Application of list-mode based retrospective gating in patients with and without arrhythmia for myocardial perfusion SPECT. J. Nucl. Med., 63（suppl.2）: 3329, 2022.