Using radioactive drugs to see inside your body - Pedro Brugarolas

翻訳: Yoshika Taso 校正: Tomoyuki Suzuki

This syringe contains a radioactive form of glucose known as FDG.

この注射器にはFDGという 放射性グルコースが含まれています

The doctor will soon inject its contents into her patient’s arm,

医師はFDGを 患者の腕に間もなく注入し

whom she’s testing for cancer using a PET scanner.

PET装置でがん検診を行うところです

The FDG will quickly circulate through his body.

FDGは直ちに全身に 運ばれていきます

If he has a tumor,

もし腫瘍があれば

cancer cells within it will take up a significant portion of the FDG,

がん細胞は多くのFDGを取り込むので

which will act as a beacon for the scanner.

検査器にとって それは目印となります

PET tracers such as FDG

FDGのようなPETで用いる トレーサー（追跡用物質）は

are among the most remarkable tools in medical diagnostics,

医療診断に最も使用される手段で

and their life begins in a particle accelerator,

PET検査の数時間前に

just hours earlier.

粒子加速器のなかで作られます

The particle accelerator in question is called a cyclotron,

この粒子加速器は サイクロトロンと呼ばれ

and it’s often housed in a bunker within hospitals.

しばしば 病院内の隔離した設備室に 設置されています

It uses electromagnetic fields to propel charged particles

電磁場を用いて陽子のような荷電粒子を

like protons faster and faster along a spiraling path.

らせんを描きながらどんどん加速させます

When the protons reach their maximum speed,

陽子が最高速度に到達すると

they shoot out onto a target that contains a few milliliters of a type of water

通常より重い酸素の同位体18Oからなる 数ミリリットルの水を含む標的に

with a heavy form of oxygen called oxygen-18.

打ち込みます

When a proton slams into one of these heavier oxygen atoms,

陽子が重酸素原子の１つに衝突すると

it kicks out another subatomic particle called a neutron.

中性子という亜原子粒子を放出します

This impact turns oxygen-18 into fluorine-18,

このとき 18Oが18Fという フッ素の放射線同位体に置き変わり

a radioactive isotope that can be detected on a PET scan.

PET検査で検出することが可能です

In a little under two hours,

フッ素は

about half the fluorine will be gone due to radioactive decay,

放射性崩壊により ２時間弱で概ね半減してしまうので

so the clock is ticking to get the scan done.

速やかにPET検査を行う必要があります

So how can fluorine-18 be used to detect diseases?

では18Fが病気を検知する仕組みは どうなっているのでしょうか？

Radiochemists at the hospital can use a series of chemical reactions

病院の放射化学者は 一連の化学反応を利用して

to attach the radioactive fluorine to different molecules,

放射性フッ素を様々な分子に結合し

creating radiotracers.

放射性トレーサーを 作ることができます

The identity of the tracer depends on what doctors want to observe.

どのようなトレーサーにするかは 医師が何を観察するかによります

FDG is a common one because the rate at which cells consume glucose

FDGが一般的に用いられるのは 細胞がブドウ糖を取り込む割合により

can signal the presence of cancer;

がん細胞の存在や

the location of an infection;

感染部位や

or the slowing brain function of dementia.

認知症による脳機能の低下を 知らせることができるからです

The FDG is now ready for the patient’s scan.

さあFDGで患者の検査を行う 準備が整いました

When a radiolabeled tracer enters the body,

放射性のトレーサーが体に入り

it travels through the circulatory system and gets taken up by its target—

循環系を巡り 標的となるものに取り込まれます

whether that's a protein in the brain, cancer cells, or otherwise.

それは 脳内のタンパク質だったり がん細胞だったりします

Within a few minutes,

数分以内に

a significant amount of the tracer has found its way to the target area

大量のトレーサーが 標的となる部位へと進んでいき

and the rest has cleared from circulation.

残ったトレーサーは 循環系から排出されます

Now the doctors can see their target using a PET,

さあ 医師はPET装置ー

or positron emission tomography, scanner.

つまり陽電子放射断層撮影装置で 標的を発見できます

The radiation that the tracer emits is what makes this possible.

トレーサーが放出する放射線が 発見を可能にしています

The isotopes used in PET decay by positron emission.

PETで用いられる同位体は 陽電子放出により崩壊します

Positrons are essentially electrons with positive charge.

陽電子は本質的に 正の電荷をもった電子です

When emitted, a positron collides with an electron

陽電子が放出されると

from another molecule in its surroundings.

周囲に存在する 他の分子の電子と衝突します

This causes a tiny nuclear reaction

これにより小さな核反応が起こり

in which the mass of the two particles is converted into two high-energy photons,

２つの粒子の質量が X線に類似する２つの高エネルギー光子に

similar to X-rays,

変換され

that shoot out in opposite directions.

互いに逆方向へ放出されます

These photons will then impact an array

これらの光子は

of paired radiation detectors in the scanner walls.

検査器の壁に 並べて配置された 対となる検知器に衝突します

The software in the scanner uses those detectors

検査器のソフトウェアは これらの測定器のデータから

to estimate where inside the body the collision occurred

体内のどこで衝突が起こったのか推測し

and create a 3D map of the tracer’s distribution.

トレーサー分布を3D画像にします

PET scans can detect the spread of cancer

PET検査は 他の画像検査で発見されるより早く

before it can be spotted with other types of imaging.

がんの病巣の広がりを 検知することができます

They’re also revolutionizing the diagnosis of Alzheimer’s disease

またアルツハイマー病の診断にも 革新をもたらしました

by allowing doctors to see amyloid,

医師はアミロイドという

the telltale protein buildup that otherwise couldn’t be confirmed

この病気を知らせるタンパク質の蓄積を 検死以外の方法で

without an autopsy.

診断できるようになったのです

Meanwhile, researchers are actively working to develop new tracers

一方で 研究者は 新しいトレーサーの開発に励み

and expand the possibilities of what PET scans can be used for.

PET検査の新たな応用の可能性を 模索しています

But with all this talk of radiation and nuclear reactions inside the body,

しかし体内で放射線が発生し 核反応が起こる検査は

are these scans safe?

安全と言えるでしょうか？

Even though no amount of ionizing radiation is completely safe,

電離放射線自体は 全く安全ではありませんが

the amount of radiation the body receives during a PET scan is actually quite low.

実際 PET検査で体内で受ける放射線量は 極めて低いのです

One scan is comparable to what you’re exposed to over two or three years

１回の検査ではラドンガスのような

from natural radioactive sources, like radon gas;

自然の放射線源から受ける 被ばく量の２、３年分ー

or the amount a pilot would rack up

或いは パイロットが大西洋を

from cosmic radiation after 20 to 30 transatlantic flights.

20〜30回横断飛行して受ける 宇宙放射線の量に匹敵します

Most patients feel that those risks are acceptable

病気の診断を得て 治療を受けられる可能性があるために

for the chance to diagnose and treat their illnesses.

患者の多くは これらのリスクを 受け入れてよいと考えています