残肝機能に着目した陽子線照射の最適化に関する研究

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K10383
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 奥村 敏之 筑波大学, 医学医療系, 准教授 (50241815)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 照沼 利之 筑波大学, 医学医療系, 助手 (40361349)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 1肝臓腫瘍 / 陽子線治療 / 線量体積関係 / 残存肝体積

Outline of Annual Research Achievements

この研究は肝臓に対して陽子線治療を実施した症例のCT画像を対象に、まず肝の区域を血管構築から同定し，治療開始前に作成した治療計画上の線量分布と治療終了後のフォローアップ検査画像から、肝区域の体積変化を治療計画支援コンピュータの機能を用いて定量化することを検討した。肝臓は解剖学的に８つの区域に分けられるが、各区域には中枢側と末梢側が存在する。まず仮説として照射後の肝体積の変化は照射を受ける部位が中枢側か末梢側かによって、同じ照射体積であっても照射後の肝区域萎縮の程度に差があると考えている。仮説が正しいとすると、病巣占拠部位によって陽子線治療用ビームの入射方向を工夫すれば、照射後の肝機能低下を可及的に少なくすることが可能ではないかと考えられる。実際に入射できる角度は治療機器により様々な制限を受けるのが現状であるが、肝機能温存を効果的に得るための照射技術開発につなげることが目標である。今年度は治療後の画像から血管構築を抜き出すことで肝区域の境界を認識し，肝区域毎の体積を定量することの可能性を検討し，その経時変化を見ることで，区域毎の体積変化に差異があるかどうかを確認する予定であった。しかし肝区域同定のために重要な門脈という血管の照射終了後の時期における描出能が期待に反して不良であり、正確な肝区域の抽出が困難で定量性に問題があると判断されたため，より確実性のある方法を模索中である．よって今年度は学会発表，論文発表の実績は示せなかった．

Current Status of Research Progress

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

Reason

当初の方向性として，肝臓の門脈の形を基準に肝区域毎の体積変化を経時的に追跡し，
陽子線線量分布図との対比を行うことで，照射野内外の体積変化が照射部位によって異なった経過をたどるのかを解析する予定であった．しかし，照射野近傍の門脈は照射後に径が細くなり，次第に同定困難となり，経時的に再現性をもって体積変化を求めるのが難しかった．そこで，従来からの方法ではあるが造影画像で照射野内全体の吸収値が上昇することを利用して領域の認識を行い，定量解析に結びつけることを目標に，自作の画像処理プログラム(MATLAB)を開発中（基本機能は確認済み）である．

Strategy for Future Research Activity

まず照射野内外の境界を規定する域値を過去の症例画像から設定する．次いで前述のように肝臓全体の体積から，吸収値が上昇した照射野内の肝組織の体積を除き，残肝の体積を経時的に追跡すると同時に，病巣の位置（肝門部と末梢部を区別），治療前正常肝体積，治療前肝機能の残肝体積に及ぼす影響を統計的に解析する．単に照射野内の体積と残肝体積を求めるだけでは，病変の肝内での局在が機能予後に及ぼす影響を評価できないので，少なくとも肝機能に及ぼす影響が大きいと考えられる肝門部の治療か否かで差が出ることを確認したい．

Causes of Carryover

本年度は研究の方向性を決めるための調査研究としての時期であり，研究に必要なソフトウェア開発のための支出以外には大きな支出がなく，残金を繰り越しとした．

Expenditure Plan for Carryover Budget

前述の画像解析の手法が安定して実施できることが確認できたら，次いで症例の多数の画像を解析するために研究補助員等も導入し，データ数を増やしてゆきたい．