2021 Fiscal Year Research-status Report
Utility of NaF PET/MR for radionuclide therapy with radium-223 of metastatic castration-resistant prostate cancer
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18K07714
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
野上 宗伸 神戸大学, 医学部附属病院, 特命准教授 (30464267)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | PET/MRI / 深層学習 / 高速撮像法 / 定量解析 / BPL / ZTE |
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| Outline of Annual Research Achievements |
骨転移巣を有する去勢抵抗性前立腺癌患者は、病変による疼痛のため検査のための仰臥位安静が困難である場合が多い。このため、高速撮像法の開発は本研究で必須となる。前年度開発を行った、PETの高速撮像のためのBayesian Penalized Likelihood（BPL）法における至適パラメータ（β値）を用いて、撮像時間を短縮した全身PET/MRIの画像再構成を行い、従来法と病変の検出能や診断能の比較を行った。その結果、BPL併用高速撮像法は従来法と比して診断能は同等であり、撮像時間の長いT2強調画像を省略しても診断能は担保されていた。本研究結果は米国核医学会2021にて発表を行った。
去勢抵抗性前立腺癌の骨転移巣をPETを用いて定量的に診断するためには、正確な画像再構成が必要である。特に骨はガンマ線の減弱が強いため、正確な減弱補正が必要である。PET/CTではCTを用いて減弱補正を行う事が出来るが、MRIでは骨と他の組織との分離が困難であるため、従来のPET/MRIにおける画像再構成法では、骨成分を無視した減弱補正を行っていた。MRIによる骨組織の検出は、その短いT2緩和時間や少ないプロトン密度のために、困難とされてきた。今回Zero echo time (ZTE）法を用い、骨組織の描出を行うとともに、MRIから深層学習を用いて疑似CTを作成し、PETの画像再構成を行う検討を行った。その結果、深層学習を用いてZTEから骨を生成して得られた減弱補正法は、従来のPET/MRI減弱補正法よりも、PET/CTに近い定量値を算出する事が出来た。本検討結果は、欧州核医学会2021にて発表を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
計画どおり進捗している事項：全身PET/MRI撮像のための至適プロトロとコールの確立法は、高速撮像を行いながら画質と定量性を担保する手法を開発出来、また複数の国際学会を含む学会発表を行う事が出来ており、順調に進捗していると考える。特にMRIから骨を描出するZTEによる疑似CT生成と、これによる画像再構成が骨病変におけるPETの定量値を向上させるとする研究結果は、今年度の特筆すべき成果である。
計画から遅延している事項：依然として本研究計画で用いる予定の放射性医薬品フッ化ナトリウム（NaF）を合成する体制に遅延が生じている。放射性医薬品に精通した薬剤師が必要であり、特に院内では人的リソースが不足している。昨今のCOVID-19の流行に伴い、院内の薬剤師に関するリソース不足はさらに深刻となり、現時点で院内NaF合成に関する目途は立っていない。
以上より、本研究計画におけるPET/MRI撮像法の確立に関してはほぼ計画通り進捗し、新たな知見も得られているが、NaF合成に関しては遅延しており、全体としてはやや遅延しているとの判断される。
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| Strategy for Future Research Activity |
得られた至適β値を用いたBPLによる全身高速撮像PET/MRI検査を臨床症例に応用し、前向きにデータ収集を行い、その有用性を検討する。MRIから骨情報を抽出するZTE法の撮像と深層学習による疑似CTの作成とPETの画像再構成を行うとともに、従来法である2 point Dixon法を深層学習して得られる疑似CTを用いた画像再構成と、その定量値を比較検討する。
昨年度同様、本研究計画で対象としている治療法であるRa-223内用療法に関しては全国的に症例数が減少しており、被検者のリクルートが困難な状況に変わりはない。昨年度の方針同様、治療法としてはRa-223に固執せず、化学療法や内分泌療法、あるいは放射線治療も含めて検討する予定である。
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| Causes of Carryover |
本研究計画で用いる予定の放射性医薬品フッ化ナトリウム（NaF）を合成するための放射性医薬品に精通した薬剤師のリクルートが遅延しており、この人件費の行使が遅れているため。対象としている治療法であるRa-223内用療法を行う患者が全国的に低下しているため、エントリーする症例が減少しているため。COVID-19の流行による行動制限のため、国際学会を含む旅費の行使が行われなかったため。
薬剤師に関しては雇用の目途がつき次第人件費の行使を行う。対象患者についてはRa-223内容療法にこだわらず、去勢抵抗性前立腺癌を対象とした治療を行ったものを広く対象とし、症例数を確保し検討する。2022年以降、COVID-19による行動制限は徐々に解除されており、今年度は旅費の行使を予定している。
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[Presentation] Detecting and differentiating capability of quick whole-body scan for FDG PET/MRI in oncology: Utility of combination of the Bayesian penalized likelihood PET reconstruction and abbreviated whole-body MRI2021
Author(s)
Junko Inukai, M.D.1), Munenobu Nogami, M.D., Ph.D., FANMB2), Feibi Zeng, M.D.1), Atsushi K. Kono, M.D., Ph.D. 1), Kazuhiro Kubo, RT2), Takamichi Murakami, M.D., Ph.D.1)
Organizer
Society of Nuclear Medicine and Molecular Imaging 2021
Int'l Joint Research
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[Presentation] Zero-TE vs 2-point Dixon MRI-based Attenuation Correction for Chest FDG PET/MRI with Deep Learning: Comparison of Quantitative Values on Pseudo CT and Reconstructed PET data2021
Author(s)
Munenobu Nogami, M.D., Ph.D., FANMB1), Hidetoshi Matsuo1), Mizuho Nishio1), Miho Tachibana1), Junko Inukai1), Feibi Zeng1), Takako Kurimoto2), Kazuhiro Kubo1) and Takamichi Murakami1)
Organizer
European Association of Nuclear Medicine and Molecular Imaging 2021
Int'l Joint Research
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[Presentation] 深層学習を用いたZTE MRIによる胸部PET/MRIの吸収補正に関する定量的検証2021
Author(s)
Munenobu Nogami, M.D., Ph.D., FANMB1), Hidetoshi Matsuo1), Mizuho Nishio1), Feibi Zeng1), Junko Inukai1), Miho Tachibana1), Takako Kurimoto3), Kazuhiro Kubo1) and Takamichi Murakami1)
Organizer
第61回日本核医学会総会
