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

• 研究課題/領域番号: 26860410
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 医学物理学・放射線技術学
• 研究機関: 国立研究開発法人国立がん研究センター
• 研究代表者: 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)
• 研究協力者: 伊藤 昌司
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: ホウ素中性子捕捉療法 / 放射線治療 / 加速器中性子捕捉療法システム / Liターゲット / 中性子 / 線量 / ホウ素中性子捕捉療法(BNCT) / 捕捉断面積 / ホウ素濃度 / 腫瘍線量

研究成果の概要

研究目的である「中性子捕捉療法におけ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」を行うために、現在、国立がん研究センター中央病院に導入している加速器を使用した中性子捕捉療法装置の特性を調べた。その結果、ホウ素濃度と生体内の線量との関係が明らかになった。また、この装置の特徴として新たに、照射中に中性子生成量の減少が見込まれることが明らかになった。そのため、この現象に対応すべく、出力減少モデルの構築も行った。さらに、この現象は、機器の状態に依存するため、必要な信号を選定し、減少モデルに合わせこむことでホウ素線量の導出を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本課題により行われた「腫瘍への線量を同定する」ことにより、放射線治療を現在よりも科学的に確かなものとし、今後の発展につながる。また、BNCTの不確定要素である腫瘍線量を明らかにすることは、現在行われている「リスク臓器の耐容線量を照射する」ことから脱却し、「腫瘍が治癒する線量を照射する」ことが可能とするために重要である。これにより、正常臓器の被ばくを低減でき、副作用の低減効果やがん患者の選択肢が拡大する。
また、現在の放射線治療では計画通りに照射されたことが前提で治療効果の定量を行っているが、実際に付与された線量を確かめることで従来の放射線治療よりもさらに治療効果の定量性を高めることが可能となる。

研究成果

• [雑誌論文] Dependence of neutrons generated by 7Li(p, n) reaction on Li thickness under free-air condition in accelerator-based boron neutron capture therapy system employing solid-state Li target. (2019)
  • 著者名/発表者名: Nakamura S, Igaki H, Okamoto H, Wakita A, Ito M, Imamichi S, Nishioka S, Iijima K, Nakayama H, Takemori M, Kobayashi K, Abe Y, Okuma K, Takahashi K, Inaba K, Murakami N, Nakayama Y, Nishio T, Masutani M, and Itami J.
  • 雑誌名: Physica Medica 巻: 58 ページ: 121-130
  • DOI: 10.1016/j.ejmp.2019.02.010
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Hemorrhage from ascending colon and gluteal muscle associated with sorafenib and radiotherapy: Radiation dose distribution corresponded with colonoscopy findings and computed tomography images. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kashihara T, Murakami N, Iizumi S, Sakamoto Y, Nakamura S, Iijima K, Takahashi K, Inaba K, Okuma K, Igaki H, Nakayama Y, Okusaka T, Uno T, and Itami J.
  • 雑誌名: Practical Radiation Oncology 巻: In-press 号: 4 ページ: 214-219
  • DOI: 10.1016/j.prro.2019.02.012
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Monte Carlo modeling of a 60Co MRI-guided radiotherapy system on Geant4 and experimental verification of dose calculation under a magnetic field of 0.35 T. (2019)
  • 著者名/発表者名: Okamoto H, Nishioka S, Iijima K, Nakamura S, Sakasai T, Miura Y, Takemori M, Nakayama H, Morishita Y, Shimizu M, Abe Y, Igaki H, Nakayama Y, and Itami J.
  • 雑誌名: Journal of Radiation Research 巻: 60(1) 号: 1 ページ: 116-123
  • DOI: 10.1093/jrr/rry087
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 医学物理学の発展に必要な医療安全の理解―システム構築とノンテクニカルスキルの事例― (2018)
  • 著者名/発表者名: Okamoto H, Nakamura S, Nishioka S, Iijima K, Takemori M, Nakayama H, Aikawa A, Shibata Y, Kato T, Abe Y, Igaki H, Nakayama Y, and Itami J.
  • 雑誌名: 医学物理 巻: 38 号: 2 ページ: 62-67
  • DOI: 10.11323/jjmp.38.2_62
  • ISSN: 1345-5354, 2186-9634
  • 年月日: 2018-10-31
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Non-invasive estimation of BPA-derived boron concentration in tumors by 18F-FBPA PET. (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoshimoto Y, Honda N, Kurihara H, Hiroi K, Nakamura S, Ito M, Shikano N, Itami J, and Fujii H.
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: 109(5) 号: 5 ページ: 1617-1626
  • DOI: 10.1111/cas.13553
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Importance of the site of positive surgical margin in salvage external beam radiation therapy for biochemical recurrence of prostate cancer after radical prostatectomy. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kashihara T, Nakamura S, Wakita A, Okamoto H, Inaba K, Umezawa R, Shima S, Tsuchida K, Kobayashi K, Takahashi K, Murakami N, Ito Y, Fujimoto H, Uno T, and Itami J.
  • 雑誌名: Cancer Medicine 巻: 7(5) 号: 5 ページ: 1273-1730
  • DOI: 10.1002/cam4.1408
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Positional uncertainty of vaginal cuff and feasibility of implementing portable bladder scanner in postoperative cervical cancer patients (2018)
  • 著者名/発表者名: Okamoto Hiroyuki、Murakami Naoya、Carvajal C. Claudia、Miura Yuki、Wakita Akihisa、Nakamura Satoshi、Nishioka Shie、Iijima Kotaro、Inaba Koji、Ito Yoshinori、Kato Tomoyasu、Toita Takafumi、Itami Jun
  • 雑誌名: Phys Med 巻: 45 ページ: 1-5
  • DOI: 10.1016/j.ejmp.2017.11.018
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Image-guided interstitial high-dose-rate brachytherapy for locally recurrent uterine cervical cancer: A single-institution study. (2018)
  • 著者名/発表者名: Umezawa R, Murakami N, Nakamura S, Wakita A, Okamoto H, TSuchida K, Kashihara T, Kobayashi K, Harada K, Takahashi K, Inaba K, Ito Y, Igaki H, Masui K, Yoshida K, Jingu K, Tselis N, and Itami J.
  • 雑誌名: Brachytherapy 巻: 17(2) 号: 2 ページ: 368-376
  • DOI: 10.1016/j.brachy.2017.11.011
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Long-term Results of External Beam Radiotherapy for Prostate Cancer with Prostate-specific Antigen of More Than 50 ng/ml and without Evidence of Lymph Node or Distant Metastasis. (2018)
  • 著者名/発表者名: Umezawa R, Inaba K, Nakamura S, Wakita A, Okamoto H, Shima S, Tsuchida K, Kashihara T, Kobayashi K, Harada K, Takahashi K, Murakami N, Ito Y, Igaki H, Jingu K, and Itami J.
  • 雑誌名: Anticancer Research 巻: 38(4) ページ: 2303-2309
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Establishment of postal audit system in intensity-modulated radiotherapy by radiophotoluminescent glass dosimeters and a radiochromic film (2018)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Okamoto,Toshiyuki Minemura, Mitsuhiro Nakamura, Hideyuki Mizuno, Naoki Tohyama, Teiji Nishio, Akihisa Wakita, Satoshi Nakamura, Shie Nishioka, Kotaro Iijima, Daisuke Fujiyama, Jun Itami, Yasumasa Nishimura
  • 雑誌名: Physica Medica 巻: 48 ページ: 119-126
  • DOI: 10.1016/j.ejmp.2018.03.013
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Modeling the detection efficiency of an HP-Ge detector for use in boron neutron capture therapy. (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakamura S, Wakita A, Ito M, Okamoto H, Nishioka S, Iijima K, Kobayashi K, Nishio T, Igaki H, Itami J.
  • 雑誌名: Appl Radiat Isot. 巻: 印刷中 ページ: 80-85
  • DOI: 10.1016/j.apradiso.2017.03.027
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Evaluation of radioactivity in the bodies of mice induced by neutron exposure from an epi-thermal neutron source of an accelerator-based boron neutron capture therapy system (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakamura S, Imamichi S, Masumoto K, Ito M, Wakita A, Okamoto H, Nishioka S, Iijima K, Kobayashi K, Abe Y, Igaki H, Kurita K, Nishio T, Masutani M, Itami J.
  • 雑誌名: Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｊａｐａｎ Ａｃａｄｅｍｙ． Ｓｅｒ． Ｂ： Ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ 巻: 93 号: 10 ページ: 821-831
  • DOI: 10.2183/pjab.93.051
  • NAID: 130006248972
  • ISSN: 0386-2208, 1349-2896
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Independent assessment of source position for gynecological applicator in high-dose-rate brachytherapy (2017)
  • 著者名/発表者名: Okamoto Hiroyuki、Nakamura Satoshi、Nishioka Shie、Iijima Kotaro、Wakita Akihisa、Abe Yukinao、Tohyama Naoki、Kawamura Shinji、Minemura Toshiyuki、Itami Jun
  • 雑誌名: Journal of Contemporary Brachytherapy 巻: 9 号: 5 ページ: 477
  • DOI: 10.5114/jcb.2017.70952
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 加速器BNCTのコミッショニングについて (2017)
  • 著者名/発表者名: 中村哲志, 伊藤昌司, 脇田明尚, 岡本裕之, 阿部容久, 井垣浩, 今堀良夫,伊丹純.
  • 雑誌名: 放射線 巻: 42(2) ページ: 49-52
• [雑誌論文] A management method for the statistical results of patient-specific quality assurance for intensity-modulated radiation therapy (2017)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 雑誌名: Journal of Radiation Research 巻: 印刷中 号: 4 ページ: 572-578
  • DOI: 10.1093/jrr/rrw107
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Commissioning of accelerator based boron neutron capture therapy system (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakamura S, Ito M, Wakita A, Okamoto H, Abe Y, Igaki H, Imahori Y, and Itami J
  • 雑誌名: 放射線 Ionizing Radiation 巻: 42 (2) ページ: 49-52
  • NAID: 40021064327
  • 査読あり
• [雑誌論文] After low and high dose-rate interstitial brachytherapy followed by IMRT radiotherapy for intermediate and high risk prostate cancer. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakamura S, Murakami N, Inaba K, Wakita A, Kobayashi K, Takahashi K, Okamoto H, Umezawa R, Morota M, Sumi M, Igaki H, Ito Y, Itami J.
  • 雑誌名: BMC Cancer 巻: 16 号: 1 ページ: 296-296
  • DOI: 10.1186/s12885-016-2329-7
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] In vivo spatial correlation between (18)F-BPA and (18)F-FDG uptakes in head and neck cancer. (2016)
  • 著者名/発表者名: 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, Itami J.
  • 雑誌名: Appl Radiat Isot. 巻: 115 ページ: 138-146
  • DOI: 10.1016/j.apradiso.2016.05.026
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The role of interstitial brachytherapy in the management of primary radiation therapy for uterine cervical cancer. (2016)
  • 著者名/発表者名: 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, Itami J.
  • 雑誌名: J Contemp Brachytherapy. 巻: 8 ページ: 391-398
  • DOI: 10.5114/jcb.2016.62938
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Dosimetric impact of an air passage on intraluminal brachytherapy for bronchus cancer (2016)
  • 著者名/発表者名: Okamoto H, Wakita A, Nakamura S, Nishioka S, Aikawa A, Kato T, Abe Y, Kobayashi K, Inaba K, Murakami N, and Itami J
  • 雑誌名: Journal of Radiation Research 巻: 57 (6) 号: 6 ページ: 637-645
  • DOI: 10.1093/jrr/rrw072
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Log-file analysis of accuracy of beam localization for brain tumor treatment by CyberKnife. (2016)
  • 著者名/発表者名: Okamoto H, Hamada M, Sakamoto E, Wakita A, Nakamura S, Kato T, Abe Y, Takahashi K, Igaki H, Itami J.
  • 雑誌名: Pract Radiat Oncol. 巻: 6 号: 6 ページ: 361-367
  • DOI: 10.1016/j.prro.2016.01.008
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Feasibility Study for Establishing QA Method for Hospital- and Reactor-based BNCT (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Nakamura
  • 雑誌名: KUR report 2015 巻: KURRI Progress Report 2014 ページ: 137-137
• [学会発表] 放射線治療としての品質管理・品質保証 (2018)
  • 著者名/発表者名: 中村哲志
  • 学会等名: 第15回日本中性子捕捉療法学会学術大会(シンポジウム)
  • 招待講演
• [学会発表] 国立がん研究センターの活動状況 (2018)
  • 著者名/発表者名: 中村哲志、井垣浩
  • 学会等名: 平成30年度京都大学複合原子力科学研究所専門研究会
  • 招待講演
• [学会発表] Neutron control method for an accelerator-based BNCT system with a solid-state Li target. (2018)
  • 著者名/発表者名: Nakamura S, Igaki H, Ito M, Iijima K, Nishioka S, Takahashi K, Inaba K, Okuma K, Murakami N, Abe Y, Nakayama Y, Okamoto H, Itami J.
  • 学会等名: 18th International Congress on Neutron Capture Therapy.
  • 国際学会
• [学会発表] Influence of MLC positional-error and treatment plan information on patient-specific quality assurance in volumetric-modulated arc therapy. (2018)
  • 著者名/発表者名: Nakamura S, Okamoto H, Nishioka S, Iijima K, Nakayama H, Takemori M, Yokoyama Y, Kato T, Abe Y, Itami J.
  • 学会等名: The 116th Scientific Meeting of JSMP
  • 国際学会
• [学会発表] Liターゲットを用いた加速器ベースの中性子源において生成される中性子に対してLi厚が及ぼす影響. (2018)
  • 著者名/発表者名: 中村哲志, 井垣浩, 岡本裕之, 西岡史絵, 飯島康太郎, 中山広貴, 竹森望弘, 伊丹純.
  • 学会等名: 第15回日本中性子捕捉療法学会学術大会
• [学会発表] Relationship between positional error of MLC and plan information in VMAT. (2018)
  • 著者名/発表者名: 中村哲志, 脇田明尚, 中山広貴, 竹森望弘, 飯島康太郎, 西岡史絵, 井垣浩, 中山優子, 岡本裕之, 伊丹純.
  • 学会等名: The 31st Annual Meeting of JASTRO.
• [学会発表] Impact of the heterogeneity-corrected dose calculation on dose-volume parameter for APBI using SAVI (2018)
  • 著者名/発表者名: Iijima K, Okamoto H, Takahashi K, Aikawa A, Nakamura S, Nishioka S, Takemori M, Nakayama H, Sibata Y, Inaba K, Murakami N, Abe Y, Kunieda E and Itami J.
  • 学会等名: The 31st Annual Meeting of JASTRO.
• [学会発表] 気管腔内小線源治療における2ウィング型アプリケータと5ウィング型アプリケータの比較 (2018)
  • 著者名/発表者名: 飯島康太郎, 村上直也, 岡本裕之, 脇田明尚, 相川亜子, 芝田祥宏, 中村哲志, 西岡史絵, 国枝悦夫, 伊丹純.
  • 学会等名: 日本放射線腫瘍学会 小線源治療部会 第20回学術大会
• [学会発表] 国立がん研究センター中央病院での BNCT のコミッショニング状況と測定に ついて (2018)
  • 著者名/発表者名: 中村哲志
  • 学会等名: 応用物理学会放射線分科会医療放射線技術研究会 放射線検出器の研究シーズと医療現場ニーズに関するシンポジウム(第4弾)
  • 招待講演
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 学会等名: 第19回癌治療増感研究シンポジウム
  • 発表場所: 奈良県文化会館(奈良県・奈良市)
  • 年月日: 2017-02-03
• [学会発表] BNCTについて (2017)
  • 著者名/発表者名: 中村哲志
  • 学会等名: 第420回放射線治療談話会
  • 招待講演
• [学会発表] The investigation for optimization of melanoma BNCT models in mice (2016)
  • 著者名/発表者名: Imamichi S, Nakamura S, Okamoto H, Ito M, Fujimori H, Itami J, Imahori Y, and Masutani M
  • 学会等名: 17th International Congress on Neutron Capture Therapy
  • 発表場所: ミズーリ(米国)
  • 年月日: 2016-10-02
  • 国際学会
• [学会発表] Time course changes in 18F-BPA uptake dynamics by PET scan (2016)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 学会等名: 17th International Congress on Neutron Capture Therapy
  • 発表場所: ミズーリ(米国)
  • 年月日: 2016-10-02
  • 国際学会
• [学会発表] Feasibility study of dose evaluation from activation of gold marker in prostate cancer treatment (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakamura S, Suzuki Y, Okamoto H, Wakita A, Nishioka S, Iijima K, Miura Y, Ito M, Kato T, Abe Y, and Itami J
  • 学会等名: 112th Japan Society of Medical Physics
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター(沖縄県・宜野湾市)
  • 年月日: 2016-09-08
• [学会発表] 加速器BNCTのコミッショニングについて (2016)
  • 著者名/発表者名: 中村哲志、伊藤昌司、脇田明尚、岡本裕之
  • 学会等名: 応用物理学会第28回放射線夏の学校
  • 発表場所: リゾートイン白浜(千葉県・南房総市)
  • 年月日: 2016-08-02
  • 招待講演
• [学会発表] Approach to establish the quality control method for intensity-modulated radiation therapy with using Shewhart control chart (2015)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Nakamura
  • 学会等名: 日本放射線腫瘍学会第28回学術大会
  • 発表場所: 群馬
  • 年月日: 2015-11-19
• [学会発表] Feasibility study of kerma coefficient measurement for boron neutron capture therapy (2015)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Nakamura
  • 学会等名: 第110回日本医学物理学会学術大会
  • 発表場所: 北海道
  • 年月日: 2015-09-18
• [学会発表] Development of a new film for Boron NEutron Capture Therapy (2015)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Nakamura
  • 学会等名: 15th International Congress of Radiation Research
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2015-05-25 – 2015-05-29
• [学会発表] Development of a new film for Boron Neutron Capture Therapy (2015)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Nakamura
  • 学会等名: 15th International Congress of Radiation Research
  • 発表場所: イタリア
  • 年月日: 2015-05-25
  • 国際学会
• [学会発表] New approach to real-time measurement of the number of 10B(n, α)7Li reactions using Gaseous Electron-Tracking Compton Camera (ETCC) system in boron neutron capture therapy (2014)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Nakamura
  • 学会等名: 16th International Congress o Neutron Capture Therapy
  • 発表場所: Helsinki, Finland
  • 年月日: 2014-07-14 – 2014-07-19
• [備考] 国立がん研究センター中央病院放射線品質管理室放射線品質管理室の研究と業績
  • URL: https://www.ncc.go.jp/jp/ncch/division/radiation_qulity_cotrol/050/index.html