抄録
本稿では核医学検査とCTを中心に,副甲状腺機能亢進症の画像診断の最近の動向について述べる。MIBI SPECTとCTの融合画像は各々のmodalityの限界を相補って,腫大副甲状腺の局在を正確に示すことができるので,手術成績の向上に貢献することが期待される。
1. 画像診断に求められるもの
副甲状腺機亢進症における画像診断の役割は腫大した副甲状腺の数と局在に関する正確な情報を外科医に提供することである[1~3]。
また,研修中の医師にとってのイメージトレーニングや解剖,手技を身に付けるガイドとなり,熟達した医師にとってはminimally invasive surgeryにおける手術時間の短縮や合併症の低下に寄与することが期待される。最近の画像診断,特に機器やワークステーションの進歩は,ある程度これらの需要に答えられるようになりつつある。
2. 腫大副甲状腺の超音波所見
腫大した副甲状腺は,超音波では甲状腺背側のlow echo の腫瘤 として認められ,甲状腺との間に明るい境界エコーがみられる。Doppler modeでは腫大した腺内部に血流信号が観察される[4](図1)。超音波の最大の利点は簡便さと優れた空間分解能で,MIBIシンチグラフィで診断能低下の原因となる多腺病変(multiglandar disease:MGD)や甲状腺結節や瀰漫性甲状腺腫の合併例(図2)でも容易に腫大副甲状腺を同定できる。また,術前の穿刺については議論があるが,画像診断で確診がつかないときに fine needle aspirationを行ってaspiratesのPTH濃度を測定することができる[5]。超音波の弱点は死角が存在することで,気管や食道の周囲・背側,あるいは縦隔内に存在する場合はCTやシンチグラフィで容易に同定できる病変が観察困難なことがある。超音波とMIBIシンチグラフィの併用は腫大副甲状腺の検出成績を向上させる[6,7]。
3. MIBI シンチグラフィによる腫大副甲状腺の局在診断
Tc-99m MIBI(methoxyisobutylisonitrile:sestamibi) は,1990年代後半より腫大副甲状腺の局在診断における世界的な標準検査法として位置づけられてきたが,日本でも2010年に保険適応となった。
3ー1 撮影方法,集積機序,生理的集積,画像の解釈
通常,double-phase scintigraphyが施行される[2,8]。10~20mCi(370~740MBq)のMIBIを静脈注射し(このときに苦味を感ずることがある),10~20分後(early image)と 120~180分後(delayed image)の2回,頸部および胸部の正面像と断層像(SPECT)を撮影する。二次性副甲状腺機能亢進症の術後で自家移植している場合は移植部も撮像する。
MIBI の副甲状腺への集積性は主細胞よりもミトコンドリアの豊富な好酸性細胞の含有量に影響され,好酸性細胞の多い腺腫に多く取り込まれる[8~11]。また,P-glycoprotein(pGR)の含有量も影響し,pGR含有量の少ない腺腫で集積が高くなる[12,13]。
MIBI の生理的集積は甲状腺(静注後2時間後には消失する)・唾液腺・鼻粘膜・口腔・心筋・肝臓・消化管(胆汁中に排泄される)に認められる。重量が30~40mgの正常副甲状腺は描出されない。腫大した副甲状腺はearly imageで局所的な集積亢進部として示され delayed image では甲状腺の集積は消失するのに対して腫大した副甲状腺ではdelayed imageでも集積が残存する(図1)。
MIBIシンチグラフィの検出感度に影響する因子として,前述の生化学的特徴の他,副甲状腺の重量(500~600mg以上で陽性になり易い),過形成(oxyphic cellが少ない),患者の体格(BMI),薬物(calcium channel blocker),MIBI の標識率などがあげられている[11~15]。甲状腺結節の合併例や多腺病変(multiglandar disease:MGD)は単腺病変(single glandar disease:SGD)に比べて診断成績が低下する傾向にある[16~18]。また,外科医と放射線科医の間で画像の解釈に差がみられ,外科医の読影で感度が上昇する,という,放射線科医にとってあまり愉快でない報告もある[19]。超音波でも同様のことが指摘されているが[20,21],腫大副甲状腺の同定においては“必ずみえるはずだ” という,先入観のようなものを持って検査,あるいは読影に臨む姿勢が大切なのかもしれない。MIBIシンチグラフィの検出率を向上させるための工夫として,ピンホールコリメーターの使用[22,23],Tc-99m あるいはI-123とsubtraction[24,25],SPECTの追加[25~28],などが検討されてきた。しかし,これらのいずれの方法を用いても解剖学的情報の欠如,という共通の限界があった。近年はSPECT/CT fusion image による診断が試みられているが,SPECT/CT専用装置の場合,CTの性能が副甲状腺の診断には必ずしも十分とはいえなかった。
4. CTによる診断
1990年中ばまでは縦隔内などの異所性副甲状腺を除けば,CTが腫大副甲状腺の局在診断に有用とはあまり考えられていなかった。しかし,最近のmulti-detector CT(MDCT)の登場と装置の急速な進歩によってCTの意義は再評価されている[29~31]。16列以上のMDCTでスライス厚2~3mmのmulti-planar reconstruction(MPR)を作ると腫大副甲状腺が非常に同定し易くなる。CTによる副甲状腺の局在診断では造影剤をbolus注入してdynamic studyを行うのが望ましい。腫大副甲状腺は単純CTでは甲状腺よりも低吸収であるが,造影後の動脈相では甲状腺と同等か,むしろ強い増強効果を示し,後期相では甲状腺よりもやや低吸収になる[29,30](図3)。腫大した頸部リンパ節や甲状腺の分葉,神経鞘腫などの頸部のhypervascular tumor が鑑別の対象となる。また,鎖骨からのアーチファクトはしばしば甲状腺と重なるので(図4),頭部のポジショニングには工夫が必要であるが,過度の頸部の伸展は頸随損傷のリスクがあるので注意が必要である。造影剤による腎障害の予防のため,使用にあたっては学会のガイドラインを尊守する[32]。
5. ワークステーションを用いたSPECT/CT fusion 画像の作成
専用のSPECT/CT 装置がない施設でも,ワークステーションを用いてMIBI SPECTとCTの融合画像を作成することができる[33,34]。この際,CTのvolume dataから支配動脈である下甲状腺動脈と腫大副甲状腺のvolume rendering(VR)画像を作成できるので,2Dだけでなく3DのSPECT/CT fusion 画像も得られるようになった(図5,6)。3D fusion画像では,腫大した副甲状腺の解剖,血流,そして代謝を立体的に可視化できる。現在,画像の重ね合わせはマニュアルで行っているが,MIBI の顎下腺への集積が重ね合わせの指標となるので,それほど煩雑ではない。
MDCT/SPECT fusion 画像の作成によって甲状腺結節や瀰漫性甲状腺腫の合併例,MIBI 低集積例でも腫大副甲状腺の同定(図7,8),あるいは甲状腺腫瘍や頸部リンパ節との鑑別が以前よりも容易になった。副甲状腺へ注ぐ下甲状腺動脈の走行は多彩であり,上甲状腺動脈と下甲状腺動脈動脈の二重支配を示すものや,最下甲状腺動脈が支配動脈として同定されることもある。
6. Positron Emission Tomography(PET)
悪性腫瘍の診断に広く利用されているF-18 fluorodeoxy glucose(FDG)PETは副甲状腺腺腫や過形成の局在診断にはあまり役立たない。腫瘍のアミノ酸代謝を反映するC-11 methionineはFDGよりも有用性が高く[35~37],MIBI陰性例にもしばしば集積を示すが(図9),C-11の半減期が20分と短く,日常臨床での活用には制約がある。
7. 今後の展望
SPECT/CT fusion画像の手術時間の短縮,あるいは合併症の低減といった外科治療への貢献度,二次性副甲状腺機能亢進症や多発性内分泌腫瘍症(MEN)などにおけるMGDの診断における有用性,甲状腺内副甲状腺腫の評価,cinacalcetやPEITなど非外科的治療の効果判定における意義,などが今後検討されていくことであろう。腹部の腫瘍で行われているimage based navigation-surgeryもおそらく可能と思われるが,内分泌外科医の皆様のご指導を仰ぎながら,放射線科医が鋭意工夫を続けていくことが,画像診断の更なる発展につながるであろう。
【文 献】
- 1. Gotthardt M, Lohmann B, Behr TM, et al.: Parathyroid imaging:technique and role in the preoperative evaluation of primary hyperparathyroidism. AJR Am J Roentgenol 188: 1706-1715, 2007
- 2. Smith JR, Oates ME: Radionuclide imaging of the parathyroid glands:patterns, pearls, and pitfalls. Radiographics 24: 1101-1115, 2004
- 3. Shah S, Win Z, Al-Nahhas A: Multimodality imaging of the parathyroid glands in primary hyperparathyroidism. Minerva Endocrinol 33: 193-202, 2008
- 4. Mohammadi A, Moloudi F, Ghasemi-Rad M: The role of colour Doppler ultrasonography in the preoperative localization of parathyroid adenomas. Endocr J 59: 375-382, 2012
- 5. Kwak JY, Kim EK, Moon HJ, et al.: Parathyroid incidentalomas detected on routine ultrasound-directed fine-needle aspiration biopsy in patients referred for thyroid nodules and the role of parathyroid hormone analysis in the samples. Thyroid 19: 743-748, 2009
- 6. Krausz Y, Lebensart PD, Klein M, et al.: Preoperative localization of parathyroid adenoma in patients with concomitant thyroid nodular disease. World J Surg 24: 1573-1578, 2000
- 7. Périé S, Fessi H, Tassart M, et al.: Usefulness of combination of high-resolution ultrasonography and dual-phase dual-isotope iodine 123/technetium Tc 99m sestamibi scintigraphy for the preoperative localization of hyperplastic parathyroid glands in renal hyperparathyroidism. Am J Kidney Dis 45: 344-352, 2005
- 8. Eslamy HK, Ziessman HA: Parathyroid scintigraphy in patients with primary hyperparathyroidism:99mTc sestamibi SPECT and SPECT/CT. Radiographics 28: 1461-1476, 2008
- 9. Carpentier A, Jeannotte S, Verreault J, et al.: Preoperative localization of parathyroid lesions in hyperparathyroidism:relationship between technetium-99m-MIBI uptake and oxyphil cell content. J Nucl Med 39: 1441-1444, 1998
- 10. Westreich RW, Brandwein M, Mechanick JI, et al.:
Preoperative parathyroid localization:correlating false-negative technetium 99m sestamibi scans with parathyroid disease. Laryngoscope 113: 567-572, 2003
- 11. Erbil Y, Kapran Y, Işsever H, et al.: The positive effect of adenoma weight and oxyphil cell content on preoperative localization with 99mTc-sestamibi scanning for primary hyperparathyroidismAm J Surg 195: 34-39, 2008
- 12. Turgut B, Elagoz S, Erselcan T, et al.: Preoperative localization of parathyroid adenomas with technetium-99m methoxyisobutylisonitrile imaging:relationship with P-glycoprotein expression, oxyphilic cell content, and tumoral tissue volume. Cancer Biother Radiopharm 21: 579-590, 2006
- 13. Pons F, Torregrosa JV, Fuster D: Biological factors influencing parathyroid localization. Nucl Med Commun 24: 121-124, 2003
- 14. Berber E, Parikh RT, Ballem N, et al.: Factors contributing to negative parathyroid localization:an analysis of 1000 patients. Surgery 144: 74-79, 2008
- 15. Friedman K, Somervell H, Patel P, et al.: Effect of calcium channel blockers on the sensitivity of preoperative 99mTc-MIBI SPECT for hyperparathyroidism. Surgery 136: 1199-1204, 2004
- 16. Gómez-Ramírez J, Sancho-Insenser JJ, Pereira JA, et al.: Impact of thyroid nodular disease on 99mTc-sestamibi scintigraphy in patients with primary hyperparathyroidism. Langenbecks Arch Surg 395: 929-933, 2010
- 17. Nichols KJ, Tomas MB, Tronco GG, et al.: Preoperative parathyroid scintigraphic lesion localization:accuracy of various types of readings. Radiology 248: 221-232, 2008
- 18. Nichols KJ, Tomas MB, Tronco GG, et al.: Sestamibi parathyroid scintigraphy in multigland disease. Nucl Med Commun 33: 43-50, 2012
- 19. Richards MK, Slavin ER, Tamarkin SW, et al.:
Technetium-99m sestamibi imaging:Are the results dependent on the reviewer? J Surg Res2012 Apr 1. [Epub ahead of print]
- 20. Arora S, Balash PR, Yoo J, et al.: Benefits of surgeon-performed ultrasound for primary hyperparathyroidism. Langenbecks Arch Surg 394: 861-867, 2009
- 21. Aspinall SR, Nicholson S, Bliss RD, et al.: The impact of surgeon-based ultrasonography for parathyroid disease on a British endocrine surgical practice. Ann R Coll Surg Engl 94: 17-22, 2012
- 22. Spanu A, Falchi A, Manca A, et al.: The usefulness of neck pinhole SPECT as a complementary tool to planar scintigraphy in primary and secondary hyperparathyroidism. J Nucl Med 45: 40-48, 2004
- 23. Carlier T, Oudoux A, Mirallié E, et al.: 99mTc-MIBI pinhole SPECT in primary hyperparathyroidism:comparison with conventional SPECT, planar scintigraphy and ultrasonography. Eur J Nucl Med Mol Imaging 35: 637-643, 2008
- 24. Leslie WD, Dupont JO, Bybel B, et al.: Parathyroid 99mTc-sestamibi scintigraphy:dual-tracer subtraction is superior to double-phase washout. Eur J Nucl Med Mol Imaging 29: 1566-1570, 2002
- 25. Wakamatsu H, Noguchi S, Yamashita H, et al.: Parathyroid scintigraphy with 99mTc-MIBI and 123I subtraction:a comparison with magnetic resonance imaging and ultrasonography. Nucl Med Commun 24: 755-762, 2003
- 26. Lorberboym M, Minski I, Macadziob S, et al.: Incremental diagnostic value of preoperative 99mTc-MIBI SPECT in patients with a parathyroid adenoma. J Nucl Med 44: 904-908, 2003
- 27. Wimmer G, Profanter C, Kovacs P, et al.: CT-MIBI-SPECT image fusion predicts multiglandular disease in hyperparathyroidism. Langenbecks Arch Surg 395: 73-80, 2010
- 28. Patel CN, Salahudeen HM, Lansdown M, et al.: Clinical utility of ultrasound and 99mTc sestamibi SPECT/CT for preoperative localization of parathyroid adenoma in patients with primary hyperparathyroidism. Clin Radiol 65: 278-287, 2010
- 29. Mazzeo S, Cappelli C, Caramella D, et al.: Multidetector CT in diagnostic work-up of patients with primary hyperparathyroidism. Radiol Med 112: 763-775, 2007
- 30. Randall GJ, Zald PB, Cohen JI, et al.: Contrast-enhanced MDCT characteristics of parathyroid adenomas. AJR Am J Roentgenol 193: W139-143, 2009
- 31. Beland MD, Mayo-Smith WW, Grand DJ, et al.: Dynamic MDCT for localization of occult parathyroid adenomas in 26 patients with primary hyperparathyroidism. AJR Am J Roentgenol 196: 61-65, 2011
- 32. 日本腎臓学会・日本医学放射線学会・日本循環器学会:腎障害患者におけるヨード造影剤使用に関するガイドライン2012 http://www.j-circ.or.jp/guideline/pdf/2012iodine_contrast.pdf
- 33. Nakada K, Takahashi H, Sakuma I, et al.: Clinical value of fusion images of MIBI SPECT and enhanced MDCT registered by workstation in primary hyperparathyroidism. J Nucl Med 51 (Suppl2): p56, 2010
- 34. 中駄 邦博, 櫻井 正之, 細田 充主他:甲状腺腫瘍の画像診断.日本臨床増刊号 69(Suppl2):308-319,2011
- 35. Beggs AD, Hain SF: Localization of parathyroid adenomas using 11C-methionine positron emission tomography. Nucl Med Commun 26: 133-136, 2005
- 36. Weber T, Cammerer G, Schick C, et al.: C-11 methionine positron emission tomography/computed tomography localizes parathyroid adenomas in primary hyperparathyroidism. Horm Metab Res 42: 209-214, 2010
- 37. Schmidt MC, Kahraman D, Neumaier B, et al.: Tc-99m-MIBI-negative parathyroid adenoma in primary hyperparathyroidism detected by C-11-methionine PET/CT after previous thyroid surgery. Clin Nucl Med 36: 1153-1155, 2011