中性子捕捉療法のためのリアルタイム線量測定システムの研究開発

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26860410
• Research Institution: National Cancer Center Japan
• Principal Investigator: 中村 哲志 国立研究開発法人国立がん研究センター, 中央病院, 医学物理士 (20638374)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: ホウ素中性子捕捉療法(BNCT) / 中性子 / 線量

Outline of Annual Research Achievements

研究目的である「中性子捕捉療法による治癒率向上と治療予後改善を目指し、中性子捕捉療法での腫瘍への線量をリアルタイムに観測するシステムの開発」を実施するために、今年度は国立がん研究センター中央病院で導入中である加速器を利用した中性子捕捉療法（BNCT)システムのコミッショニング作業を行った。
腫瘍への線量を知るために必要な中性子の生成量や患者を模擬したファントム内での熱中性子の分布を測定することでリアルタイム測定に向けた準備を行っている。また、加速器で行うBNCTでは加速した陽子とターゲット物質との反応によって中性子を発生させている。そのため、ターゲット物質に照射した陽子の量をモニタリングすることで、発生する中性子の個数を予測することが可能である。今年度は、陽子と生成される中性子の関係も測定し、陽子量から中性子量を患者模擬ファントム内の中性子分布を予測することが可能となった。
マウス照射実験への適応も検討するため、中性子照射により誘発される放射能を測定し、放射線防護の観点から安全性について検討し、国際誌への論文投稿を予定している。
投稿論文に関しては、中性子の測定のために必要な検出器のモデリングの手法をまとめた論文が国際誌にアクセプトされた。臨床使用も検討するために、患者に照射された線量の担保に関する論文と、照射された線量と臨床的な症状をまとめた論文もそれぞれ国際誌にアクセプトされ、後者は既に出版された。

Current Status of Research Progress

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

Reason

リアルタイム測定に向けた陽子と中性子量の関係やファントム内での中性子分布の測定を行ったため。さらに、動物での実験も視野に入れて、照射後の動物の放射化に関しても、放射線防護の観点から検討している。一方で、利用を予定していた京都大学原子炉実験所の中性子場のマシーンタイムは取得できたが、法規制の問題で原子炉実験所自体が稼働出来ていないため、核データの測定などは未実施である。

Strategy for Future Research Activity

照射場の物理的特性を測定し、バックグラウンドとなるガンマ線の有無やその強度を推定する。また、検出器が中性子照射によって故障が発生することも考えられるので、遮蔽体などの開発も進める。

Causes of Carryover

中性子照射実験に必要な加速器BNCTのコミッショニング作業に時間がかかっていることと、京都大学原子炉実験所の稼働が遅れているため

Expenditure Plan for Carryover Budget

今年度までに中性子場の測定が実施できているため、本研究に必要な物品の購入を次年度に行う。

Research Products

• [Journal Article] A management method for the statistical results of patient-specific quality assurance for intensity-modulated radiation therapy (2017)
  • Author(s): Nakamura S, Okamoto H, Wakita A, Umezawa R, Takahashi K, Inaba K, Murakami N, Kato T, Igaki H, Ito Y, Abe Y, and Itami J
  • Journal Title: Journal of Radiation Research Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • DOI: 10.1093/jrr/rrw107
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Modeling the detection efficiency of an HP-Ge detector for use in boron neutron capture therapy (2017)
  • Author(s): Nakamura S, Wakita A, Ito M, Okamoto H, Nishioka S, Iijima K, Kobayashi K, Nishio T, Igaki H, and Itami J
  • Journal Title: Applied Radiation and Isotopes Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • DOI: 10.1016/j.apradiso.2017.03.027
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Commissioning of accelerator based boron neutron capture therapy system (2017)
  • Author(s): Nakamura S, Ito M, Wakita A, Okamoto H, Abe Y, Igaki H, Imahori Y, and Itami J
  • Journal Title: 放射線 Ionizing Radiation Volume: 42 (2) Pages: 49~52
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] After low and high dose-rate interstitial brachytherapy followed by IMRT radiotherapy for intermediate and high risk prostate cancer (2016)
  • Author(s): Nakamura S, Murakami N, Inaba K, Wakita A, Kobayashi K, Takahashi K, Okamoto H, Umezawa R, Morota M, Sumi M, Igaki H, Ito Y, and Itami J
  • Journal Title: BMC Cancer Volume: 16:296 Pages: 1～10
  • DOI: 10.1186/s12885-016-2329-7
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] In vivo spatial correlation between (18)F-BPA and (18)F-FDG uptakes in head and neck cancer (2016)
  • Author(s): Kobayashi K, Kurihara H, Watanabe Y, Murakami N, Inaba K, Nakamura S, Wakita A, Okamoto H, Umezawa R, Takahashi K, Igaki H, Ito Y, Yoshimoto S, Shigematsu N, and Itami J
  • Journal Title: Applied Radiation and Isotopes Volume: 115 Pages: 138～146
  • DOI: 10.1016/j.apradiso.2016.05.026.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The role of interstitial brachytherapy in the management of primary radiation therapy for uterine cervical cancer (2016)
  • Author(s): Murakami N, Kobayashi K, Kato T, Nakamura S, Wakita A, Okamoto H, Shima S, Tsuchida K, Kashihara T, Harada K, Takahashi K, Umezawa R, Inaba K, Ito Y, Igaki H, and Itami J
  • Journal Title: Journal of Contemporary Brachytherapy Volume: 8 (5) Pages: 391～398
  • DOI: 10.5114/jcb.2016.62938
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Dosimetric impact of an air passage on intraluminal brachytherapy for bronchus cancer (2016)
  • Author(s): Okamoto H, Wakita A, Nakamura S, Nishioka S, Aikawa A, Kato T, Abe Y, Kobayashi K, Inaba K, Murakami N, and Itami J
  • Journal Title: Journal of Radiation Research Volume: 57 (6) Pages: 637～645
  • DOI: 10.1093/jrr/rrw072
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Log-file analysis of accuracy of beam localization for brain tumor treatment by CyberKnife (2016)
  • Author(s): Okamoto H, Hamada M, Sakamoto E, Wakita A, Nakamura S, Kato T, Abe Y, Takahashi K, Igaki H, and Itami J
  • Journal Title: Practical Radiation Oncology Volume: 6 (6) Pages: 361～367
  • DOI: 10.1016/j.prro.2016.01.008
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] 国立がん研究センターBNCTシステムを用いたBNCT奏効性向上に向けた細胞に対する影響評価 (2017)
  • Author(s): 今道祥二、中村哲志、伊藤昌司、岡本裕之、井垣浩、伊丹純、益谷美都子
  • Organizer: 第19回癌治療増感研究シンポジウム
  • Place of Presentation: 奈良県文化会館(奈良県・奈良市)
  • Year and Date: 2017-02-03 – 2017-02-04
• [Presentation] The investigation for optimization of melanoma BNCT models in mice (2016)
  • Author(s): Imamichi S, Nakamura S, Okamoto H, Ito M, Fujimori H, Itami J, Imahori Y, and Masutani M
  • Organizer: 17th International Congress on Neutron Capture Therapy
  • Place of Presentation: ミズーリ(米国)
  • Year and Date: 2016-10-02 – 2016-10-07
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Time course changes in 18F-BPA uptake dynamics by PET scan (2016)
  • Author(s): Igaki H, Kurihara H, Nakamura S, Wakita A, Tsuchida K, Kashihara T, Kobayashi K, Harada K, Takahashi K, Inaba K, Umezawa R, Murakami N, Ito Y, Okamoto H, and Itami J
  • Organizer: 17th International Congress on Neutron Capture Therapy
  • Place of Presentation: ミズーリ(米国)
  • Year and Date: 2016-10-02 – 2016-10-07
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Feasibility study of dose evaluation from activation of gold marker in prostate cancer treatment (2016)
  • Author(s): Nakamura S, Suzuki Y, Okamoto H, Wakita A, Nishioka S, Iijima K, Miura Y, Ito M, Kato T, Abe Y, and Itami J
  • Organizer: 112th Japan Society of Medical Physics
  • Place of Presentation: 沖縄コンベンションセンター(沖縄県・宜野湾市)
  • Year and Date: 2016-09-08 – 2016-09-10
• [Presentation] 加速器BNCTのコミッショニングについて (2016)
  • Author(s): 中村哲志、伊藤昌司、脇田明尚、岡本裕之
  • Organizer: 応用物理学会第28回放射線夏の学校
  • Place of Presentation: リゾートイン白浜(千葉県・南房総市)
  • Year and Date: 2016-08-02 – 2016-08-04
  • Invited