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高精度粒子線治療に向けた即時PET診断法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K07773
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分52040:放射線科学関連
研究機関東京女子医科大学

研究代表者

寅松 千枝  東京女子医科大学, 医学部, 講師 (90421825)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード粒子線治療 / PET / 生物学的洗い出し / 動態解析 / Theranostics / autoactivation / in beam PET / washout effect / particle therapy / washout / PETイメージング / 生物学的洗い出し効果 / 整体洗い出し効果
研究成果の概要

PETによる粒子線治療の線量検証には生体内における洗い出し効果の補正が必須である。洗い出し効果の機序の解明のため、11Cおよび15Oをウサギの脳に照射しPET撮像することで入射ビームの洗い出し速度を測定した。その結果、入射11Cは11CO2や11CO等を形成し血液・肺循環に組み込まれて洗い出されている事が示唆された。また、15Oの洗い出し速度は15Oで標識した水を用いた脳血流速度と一致し、H2O15を形成し全身に洗い出されている可能性が示唆された。本結果により、生物学的洗い出し効果の機序の解明とモデル化に向けて有用な基礎データが得られた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

PETを用いた線量分布検証の精度には生物学的洗い出しによる制限がある。しかしその機序が不明であるため正確なモデル化はされていない。また、主な信号は15Oと11Cであるが、これまで11Cの照射実験によるモデルしか提案されていなかった。本研究では核種により生物学的洗い出し機序と速度が異なることを示し、正しいモデルの構築に向けて有用なデータが得られた。本研究の成果を臨床応用に発展させることで、患者の高精度放射線治療に役立つと考えられる。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 オープンアクセス 1件、 査読あり 3件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 6件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Biological washout effect in in-beam PET: animal studies.2020

    • 著者名/発表者名
      Chie Toramatsu, Akram Mohammadi, Hidekatsu Wakizaka, Fumihiko Nishikido, Chie Seki, Iwao Kanno, Shinji Sato, Kumiko Karasawa, Yoshiyuki Hirano and Taiga Yamaya
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series. Vol. 1662. No. 1

      巻: 1662 ページ: 012032-012033

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Biological washout modelling for in-beam PET: rabbit brain irradiation by 11C and 15O ion beams.2020

    • 著者名/発表者名
      Chie Toramatsu, Akram Mohammadi, Hidekatsu Wakizaka, Fumihiko Nishikido, Chie Seki, Iwao Kanno, Shinji Sato, Kumiko Karasawa, Yoshiyuki Hirano and Taiga Yamaya
    • 雑誌名

      Physics in Medicine & Biology

      巻: 65 ページ: 105011-105022

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Biological washout modelling for in-beam PET: rabbit brain irradiation by <sup>11</sup>C and <sup>15</sup>O ion beams2020

    • 著者名/発表者名
      Chie Toramatsu, Akram Mohammadi, Hidekatsu Wakizaka, Chie Seki, Fumihiko Nishikido, Shinji Sato, Iwao Kanno, Miwako Takahashi, Kumiko Karasawa, Yoshiyuki Hirano and Taiga Yamaya
    • 雑誌名

      Physics in Medicine & Biology

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Washout effect in rabbit brain: in-beam PET measurements using 10C, 11C and 15O ion beams2018

    • 著者名/発表者名
      Chie Toramatsu, Eiji Yoshida, Hidekazu Wakizaka, Akram Mohammadi, Yoko Ikoma, Hideaki Tashima, Fumihiko Nishikido, Atsushi Kitagawa, Kumiko Karasawa, Yoshiyuki Hirano and Taiga Yamaya
    • 雑誌名

      Biomedical physics & Engineering Express

      巻: 4 ページ: 2-10

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Measurement of biological washout rates depending on tumor vascular status in 15O in-beam rat PET2021

    • 著者名/発表者名
      C. Toramatsu, A. Mohammadi, H. Wakizaka, C. Seki, F. Nishikido, S. Sato, I. Kanno, M Takahashi and T. Yamaya
    • 学会等名
      IEEE
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Biological washout effect in in-beam PET: animal studies2020

    • 著者名/発表者名
      Chie Toramatsu, Akram Mohammadi, Hidekatsu Wakizaka, Fumihiko Nishikido, Chie Seki, Iwao Kanno, Shinji Sato, Kumiko Karasawa, Yoshiyuki Hirano and Taiga Yamaya
    • 学会等名
      MMND ITRO 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Can biological washout rate be a biomarker of tumor viability in charged particle therapy? A rat in-beam PET study.2020

    • 著者名/発表者名
      Chie Toramatsu, Akram Mohammadi, Hidekatsu Wakizaka, Fumihiko Nishikido, Chie Seki, Iwao Kanno, Shinji Sato, Kumiko Karasawa, Yoshiyuki Hirano and Taiga Yamaya
    • 学会等名
      Japan Society of Medical Physics
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] BIOLOGICAL WASHOUT EFFECT IN IN-BEAM PET : ANIMAL STUDIES2020

    • 著者名/発表者名
      Chie Toramatsu
    • 学会等名
      MMND-ITRO 2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Compartmental analysis of biological washout effect in rabbit brain:In-beam PET measurements using 15O and 11C beams2019

    • 著者名/発表者名
      Chie Toramatsu
    • 学会等名
      PTCOG 58th annual meeting
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 粒子線照射時の原子核破砕反応により発生する陽電子放出核の放射性薬物 動態解析2019

    • 著者名/発表者名
      寅松千枝
    • 学会等名
      日本放射線腫瘍学会 第32回学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] in-beam PET measurement of washout in rabbits using 11C and 15O ion beams: Study of in vivo kinetics of induced particles2018

    • 著者名/発表者名
      寅松千枝
    • 学会等名
      60th Annual Meeting & Exhibition of the American Association of Physicists in Medicine
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study of Kinetics of Induced Particle: in-beam PET measurement of washout in rabbits using 11C and 15O ion beams2018

    • 著者名/発表者名
      寅松千枝
    • 学会等名
      第116回日本医学物理学会学術大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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