肺・肝臓癌に対する機能的画像を用いたオーダーメイド放射線治療法の開発

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26461889
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 木村 智樹 広島大学, 大学病院, 講師 (90379876)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 永田 靖 広島大学, 医歯薬保健学研究院(医), 教授 (10228033) ; 村上 祐司 広島大学, 医歯薬保健学研究院(医), 講師 (10403528)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 肺機能画像 / 肝機能画像 / オーダーメイド治療

Outline of Annual Research Achievements

１．肺機能画像の精度向上に関する検討（木村、永田）
①4次元CTによる肺機能画像の精度向上に関する検討：4次元CTは呼吸性移動を加味しており、これを用いた肺機能画像は適切なCT値の閾値を設定することで低吸収域を各呼吸相で描出し低肺機能領域と定義し、肺換気画像を構築した。
②肺血流シンチによる血流情報を付加した肺機能画像の検討：肺機能評価は換気-血流ミスマッチのため肺換気情報に肺血流情報を加味することで精度向上につながる。既に確立した評価法である肺血流シンチをSPECT表示し、上記の4次元CTによる肺機能画像と融合し、より高精度の肺機能画像の作成を実施した。
２．通常照射での臨床的有用性に関する検討：上記撮像法により得られた肺機能画像を、本臨床研究に登録された肺癌患者に施行した通常照射の放射線治療計画上で融合し、以下の点について前向きに評価を行った。１）各患者の機能肺体積の比較：COPDの国際ガイドラインの重症度分類と機能肺体積との間の相関関係を認めた。２）肺機能的画像より算出した機能肺の割合と、Grade 2、3以上の放射線肺臓炎の頻度とを比較し、有意な相関関係を認めた。
３．肝機能画像の精度向上に関する検討（木村、村上）：治療計画CTとSBRT後のEOB造影MRIを融合する際の問題点は、SBRT後半年経過した場合に生じる正常肝の委縮、MRIの磁場による画像の歪み、撮影時の呼吸状態の相違である。これを画像処理を用いて融合精度を向上し、EOB造影MRI画像に線量分布図を重ねあわせる際の精度も向上させた。その上で重なりあったボクセルで値の対応を検証し、線量とEOB信号（肝脾コントラスト比：liver-spleen contrast; LSC）の関係を表示し、20症例における検討において正常肝の耐容線量閾値を明らかにした。

Current Status of Research Progress

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

Reason

肺機能画像の検討においては、既に平成27年度に予定していた「通常照射での臨床的有用性に関する検討」が終了し、現在論文執筆中であるため。
また、肝機能画像の検討においても20症例での検討を終え、こちらも論文執筆中である。

Strategy for Future Research Activity

以下の2点を推進する。
１）上記の検討における肺・肝機能画像に関する論文を完成させ、投稿する。
２）肺・肝機能画像を前向きに実臨床へ応用するため、倫理委員会への書類提出準備を始める。倫理委員会での承認を経て、実際の症例のリクルートを開始する。

Causes of Carryover

前年度に計画していた旅費が想定より低く抑制可能であったため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

次年度は、初年度に検討した成果を元に、倫理委員会への承認を経て、実臨床への応用を目指している。その上で、初年度の検討で生じた画像及び治療計画の高容量データの保存のためのディスク及び統計解析用コンピュータや、実臨床への応用のための消耗品（非再換気型マスク及び呼吸機能測定用の診断用スパイロメータ、ディスポマウスピース）が必要となる。

Research Products

• [Journal Article] Stereotactic body radiotherapy for patients with small hepatocellular carcinoma ineligible for resection or ablation therapies (2015)
  • Author(s): Tomoki Kimura, Hiroshi Aikata, Shigeo Takahashi, Ippei Takahashi, Ikuno Nishibuchi, Yoshiko Doi, Masahiro Kenjo, Yuji Murakami, Yoji Honda, Hideaki Kakizawa, Kazuo Awai, Kazuaki Chayama, Yasushi Nagata.
  • Journal Title: Hepatology Research Volume: 45 Pages: 378- 386
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Case Reports of Portal Vein Thrombosis and Bile Duct Stenosis after Stereotactic Body Radiation Therapy for Hepatocellular Carcinoma. (2014)
  • Author(s): Shigeo Takahashi, Tomoki Kimura, Masahiro Kenjo, Ikuno Nishibuchi, Ippei Takahashi, Yuki Takeuchi, Yoshiko Doi, Yuko Kaneyasu, Yuji Murakami, Yoji Honda, Hiroshi Aikata, Kazuaki Chayama, and Yasushi Nagata
  • Journal Title: Hepatology Research Volume: 44 Pages: e273-e278
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Time-Adjusted Internal Target Volume: A Novel Approach Focusing on Heterogeneity of Tumor Motion Based on Four-Dimensional Computed Tomography Imaging for Radiotherapy Planning of Lung Cancer. (2014)
  • Author(s): Ikuno Nishibuchi, Tomoki Kimura, Takeo Nakashima, Yusuke Ochi, Ippei Takahashi, Yoshiko Doi, Masahiro Kenjo, Yuko Kaneyasu, Yuji Murakami, Koichi Wadasaki, Yasushi Nagata.
  • Journal Title: Int.J. Radiat. Oncol. Biol. Phys Volume: 89 Pages: e1129-e1137
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Pilot Study of Stereotactic Body Radiation Therapy Combined with Transcatheter Arterial Chemoembolization for Small Hepatocellular Carcinoma. (2014)
  • Author(s): Yohji Honda, Tomoki Kimura, Hiroshi Aikata, Takashi Nakahara, Noriaki Naeshiro,
  • Journal Title: Hepato-gastroenterology Volume: 61 Pages: 31-36
  • Peer Reviewed
• [Presentation] A Prospective Study of Functional Image Guided Radiation Therapy Planning in Lung Cancer Patients. (2014)
  • Author(s): Tomoki Kimura, Takeshi Nakashima, Yoshiko Doi, Nobuki Imano, Tsuyoshi Katsuta, Tomoyuki Okabe, Masahiro Kenjo, Shuichi Ozawa, Yuji Mukrakami, Yasushi Nagata
  • Organizer: 第56回米国放射線腫瘍学会
  • Place of Presentation: サンフランシスコ（USA）
  • Year and Date: 2014-09-14 – 2014-09-17
• [Presentation] Results of Neoadjuvant Chemoradiation Therapy Followed by Surgery for Locally Advanced Esophageal Squamous Cell Carcinoma. (2014)
  • Author(s): Yuji Mukrakami, Nobuki Imano, Yoshiko Doi, Tomoyuki Okabe, Masahiro Kenjo, Yuko Kaneyasu, Tomoki Kimura, Jun Hihara, Yasushi Nagata
  • Organizer: 第56回米国放射線腫瘍学会
  • Place of Presentation: サンフランシスコ（USA）
  • Year and Date: 2014-09-14 – 2014-09-17
• [Presentation] Long-Term Results of Postoperative 3-Dimensional High-Dose-Rate Brachytherapy for Soft-Tissue Sarcomas (2014)
  • Author(s): Masahiro Kenjo, Kubo T, Shimose S, Fujimori J, Nakashima Y, Yoshiko Doi, Tomoyuki Okabe, Yuji Mukrakami, Tomoki Kimura, Yuko Kaneyasu, Yasushi Nagata.
  • Organizer: 第56回米国放射線腫瘍学会
  • Place of Presentation: サンフランシスコ（USA）
  • Year and Date: 2014-09-14 – 2014-09-17
• [Presentation] Four-Dimensional Assessment of the Internal Motion of Esophagus in Early-Stage Esophageal Cancer Patients Using Metal Markers. (2014)
  • Author(s): Yoshiko Doi, Yuji Mukrakami, Tsuyoshi Katsuta, Nobuki Imano, Tomoyuki Okabe, Masahiro Kenjo, Tomoki Kimura, Yuko Kaneyasu, Yasushi Nagata.
  • Organizer: 第56回米国放射線腫瘍学会
  • Place of Presentation: サンフランシスコ（USA）
  • Year and Date: 2014-09-14 – 2014-09-17
• [Presentation] Functional Image-Guided Stereotactic Body Radiation Therapy Planning Using the Intensity Modulated Radiation Therapy Technique for Patients With Hepatocellular Carcinoma. (2014)
  • Author(s): Tsegmed U, Tomoki Kimura, Takeshi Nakashima, Yuko Nakamura, Toru Higaki, Tsuyoshi Katsuta, Nobuki Imano, Yoshiko Doi, Masahiro Kenjo, Yuko Kaneyasu, Shuichi Ozawa, Yuji Mukrakami, Kazuo Awai, Yasushi Nagata.
  • Organizer: 第56回米国放射線腫瘍学会
  • Place of Presentation: サンフランシスコ（USA）
  • Year and Date: 2014-09-14 – 2014-09-17
• [Presentation] Current status of stereotactic body radiotherapy for hepatocellular carcinoma in Japan (2014)
  • Author(s): Tomoki Kimura
  • Organizer: 第2回台日高精度放射線治療研究会
  • Place of Presentation: 台北（台湾）
  • Year and Date: 2014-07-19 – 2014-07-20
  • Invited