| Project/Area Number |
24K02410
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 52040:Radiological sciences-related
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| Research Institution | National Institutes for Quantum Science and Technology |
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Principal Investigator |
若月 優 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, QST病院, 副病院長 (40399449)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石川 仁 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, QST病院, 病院長 (70344918)
林 基弘 東京女子医科大学, 医学部, 教授 (20256499)
米内 俊祐 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子医科学研究所 物理工学部, グループリーダー (00415431)
山谷 泰賀 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子医科学研究所 先進核医学基盤研究部, 次長 (40392245)
南本 敬史 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子医科学研究所 脳機能イメージング研究センター, 次長 (50506813)
佐原 成彦 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子医科学研究所 脳機能イメージング研究センター, 上席研究員 (40261185)
平山 亮一 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, QST病院 重粒子線治療研究部, 研究統括 (90435701)
堀澤 士朗 東京女子医科大学, 医学部, 助教 (10746796)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2028-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥18,590,000 (Direct Cost: ¥14,300,000、Indirect Cost: ¥4,290,000)
Fiscal Year 2027: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2026: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2025: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
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| Keywords | マイクロサージェリー / 炭素イオン線治療 / Dual energy CT / 脳機能性疾患 / ガンマナイフ |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は、炭素イオン線を用いた極細ビームを用いた高精度かつ超短期間の照射技術（マイクロサージェリー技術）を開発するための基盤となる技術の研究開発を目的としている．このマイクロサージェリー技術が開発されることにより、現在は炭素イオン線治療の対象疾患となっていない非腫瘍性疾患、特に脳機能性疾患に対する臨床研究の開始へ結びつけることが期待される．本研究では、炭素イオン線治療の臨床・基礎医学、脳機能性疾患に対する光子線治療、炭素イオン線治療の機器開発、脳機能イメージング、PET開発の専門家による共同研究チームを形成し、マイクロサージェリー技術開発を行うことを計画している．
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| Outline of Annual Research Achievements |
照射ポート設計および線量評価として、微小照射野の深部線量分布及び側方線量分布を測定する手法を開発すると共に、ラット照射で使用する2 mmコリメータを用いた照射場の開発を行った。また、照射方法の検討を行うことにより線量率を2-4 Gy/分から80 Gy/分に改善し、高線量照射実験を実現させた。
PET研究として、PET装置として、従来型の5リングを6リングにすることで中心感度を20％向上することを達成した。空間分解能についてもDOI情報により2.2 mmロッドの弁別を可能にした。ラットの脳へ炭素イオン線を150 Gy照射したのち、ラットをPET装置のベッドへ移動して30分間オフラインPET測定を実施し、照射ビームの軌跡に陽電子放出核種が生成されている様子を描出することに成功した。また、生体内で生成された陽電子放出核種は洗い出し効果によって全身の血管をめぐり広がるため、ラットの全身像が薄く描出されることから、別途撮影したCTやMRI画像との位置合わせを容易に行うことができた。その結果、計画通り脳の中心位置でビームが停止していることを確認した。
Dual energy CTの臨床研究として、頭頚部腫瘍に対する重粒子線治療時の治療計画に関して、10例が登録された。通常のCTとDual energy CTによる治療計画を比較したところ、線量でー1.4％から1.8％の差が生じることが示された。特にIMPTで差が大きくなることが示された。
細胞照射実験として、ヒト皮膚線維芽細胞を一様に培養したスライドチェンバーの円内に150, 300 Gyを照射し、DSBマーカーの発現を経時的に測定した。照射領域内ではDSBマーカーの発現が観察され、照射1週間後でも細胞死は観察されず、DSBマーカーの発現は維持されていた。また照射された細胞が大きく移動することは確認されなかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究は大きく『線量シミュレーションによるin silico研究』、『高精度照合，線量測定の技術開発と動物を用いた検証実験』、『てんかん発生モデルを用いた基礎実験と最新の核医学画像による効果判定』、『脳機能性疾患に対するγナイフ治療の前向き観察研究』の4つの分野の研究・実験を予定していた。しかしながら『脳機能性疾患に対するγナイフ治療の前向き観察研究』に関しては、γナイフ治療の患者数減少のために前向き研究を行うことが困難と判断されたため、観察研究を終了することとなった。
また炭素イオン線を用いた動物実験・生物実験は量子科学技術研究開発機構における重粒子線治療がん治療装置のマシンタイムが以前よりも制限されているため、実験計画に若干の遅れが出ている。
一方で、実臨床につなげるために正確な線量計画を行うための新たな研究として、Dual energy CTを用いた線量分布計算の臨床研究を新たに開始した。
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| Strategy for Future Research Activity |
量子科学技術研究開発機構における重粒子線治療がん治療装置のマシンタイムに関しては、現在以上の実験時間の確保は困難であるために、実験計画を見直し、効率的な運用を図っている。
また量子科学技術研究開発機構において、別施設における炭素イオン線を用いた実験ができるように調整を行っている。
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