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線量バイオマーカーに基づく放射線治療モダリティ横断的アウトカム解析

Research Project

Project/Area Number 24K18815
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 52040:Radiological sciences-related
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

仲本 宗泰  北海道大学, 保健科学研究院, 助教 (10808877)

Project Period (FY) 2024-04-01 – 2027-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2026: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords放射線治療 / 線量バイオマーカー / 頭頸部がん / 有害事象 / 治療モダリティ横断解析 / Dosiomics
Outline of Research at the Start

本研究は放射線治療における線量分布から抽出した線量バイオマーカーを用いて治療モダリティに対して横断的な解析を行ない,線量分布から治療モダリティの違いを超えて治療後のアウトカムを説明・予測できるか明らかにすることを目的とする.本課題の遂行に向けて3つのマイルストーンを設定する.はじめに様々な治療モダリティにおける放射線治療計画および治療アウトカムに関するデータを収集しデータベースを構築する.次にデータベース内の放射線治療計画データを用いて対象組織の線量分布から線量バイオマーカーの抽出を行なう.最後に治療モダリティを横断して線量バイオマーカーと治療アウトカムとの関係を解析する.

Outline of Annual Research Achievements

本研究は放射線治療における線量分布から抽出した線量バイオマーカーを用いて治療モダリティに対して横断的な解析を行ない,治療後のアウトカムを説明・予測できるか明らかにすることを目的としている.当該年度においてはX線治療モダリティに着目し,頭頸部がん患者を対象として治療後に発生する有害事象との関係を明らかにするための解析を実施した.
X線治療を受けた頭頸部がん患者の放射線治療計画データおよび有害事象 (嚥下障害,口腔乾燥) に関わる臨床データを収集した.
収集した治療計画データの線量分布と頭頸部における正常臓器のCT (computed tomography) 画像上の輪郭情報を用いて,有害事象に関係すると考えられている正常臓器の線量バイオマーカーの抽出を行なった.線量バイオマーカーは線量分布の統計量を示すヒストグラム,線量体積ヒストグラムに基づく特徴量および空間的均質性を示すテクスチャに基づく特徴量を採用した.
これら有害事象に関係する正常臓器ごとに抽出した線量バイオマーカーと有害事象の重篤度との間で網羅的に単変量解析および多変量解析することで有害事象の予測に有用な線量バイオマーカーの検討や予測モデルの構築および検証を行なった.解析した結果,線量バイオマーカーに基づき有害事象予測の実行可能性を示すことができた.
当該年度の研究成果は第127回日本医学物理学会学術大会にて発表を行ない,研究内容および解析の有用性が高く評価され,同学会賞を受賞した.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

X線治療における有害事象予測を目的とした放射線治療計画データベースを構築し,有害事象予測に有用な線量バイオマーカーやその組み合わせについて検討することができ,当初の計画以上に進展している.当該年度で得られた結果は現在論文としてまとめており,海外の学術雑誌に投稿予定である.

Strategy for Future Research Activity

1. 線量バイオマーカーに基づく腫瘍制御や予後など他のアウトカムに関する予測実行可能性の検討
2. 線量バイオマーカーとアウトカムの臓器内における局所的相関を解釈する手法の提案
3. 他モダリティにおける線量バイオマーカーを用いた横断的なアウトカム解析の実施

Report

(1 results)
  • 2024 Research-status Report
  • Research Products

    (2 results)

All 2024

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Neurological prognosis prediction for cardiac arrest patients using quantitative imaging biomarkers from brain computed tomography2024

    • Author(s)
      Nakamoto Takahiro、Nawa Kanabu、Nishiyama Kei、Yoshida Kosuke、Saito Daizo、Horiguchi Masahito、Shinya Yuki、Ohta Takeshi、Ozaki Sho、Nozawa Yuki、Minamitani Masanari、Imae Toshikazu、Abe Osamu、Yamashita Hideomi、Nakagawa Keiichi
    • Journal Title

      Physica Medica

      Volume: 125 Pages: 103425-103425

    • DOI

      10.1016/j.ejmp.2024.103425

    • Related Report
      2024 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] A feasible study for classification of acute radiation-induced xerostomia risk based on a dosiomics.2024

    • Author(s)
      Sora Takagi、Takahiro Nakamoto、Koichi Yasuda、Yoshimura Takaaki、Takahiro Kanehira、Hiroshi Tamura、Yuri Fujii、Fuki Koizumi、Yusuke Uchinami、Hidefumi Aoyama
    • Organizer
      第127回日本医学物理学会学術大会
    • Related Report
      2024 Research-status Report

URL: 

Published: 2024-04-05   Modified: 2025-12-26  

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