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放射線治療を効果的に行うためには、個々の腫瘍に対する放射線効果や、各腫瘍の放射線感受性をを定量的に把握する必要がある。そこで本研究"ポストゲノム時代の放射線治療における腫瘍感受性の視覚化"では、個々の腫瘍に対する放射線照射効果が定量的に判断できるよう、NMRやESRなどの磁気共鳴の手法を用いて非侵襲的に放射線照射効果を視覚化する手法を開発しようとしている。腫瘍の放射線治療効果が腫瘍内の酸素濃度に強く依存することや、また、臨床の場において非侵襲的な手法による、腫瘍内酸素濃度測定法が見あたらないことから、平成13年度の研究では、まず腫瘍内の酸素濃度を定量的に測定する非侵襲的手法による測定システムの開発を開始した。私達が開発を目指しているこの手法は、ESR oximetry法と呼ばれ、真の無侵襲測定法であることより、被検者への痛みは皆無で、是非とも開発すべき手法である。
本研究では、以下の3つのプロジェクトに焦点を絞り、検討を行った。
1.非侵襲酸素濃度計測システムの設計:従来から培ったESR測定装置の知識を利用し、ラジオ波領域の低周波電磁波(1000MHz)を利用したin vivo ESRシステムを組み立てた。酸素濃度測定精度を向上させるには磁場の安定性が必須であるため、磁場安定化回路を新たに設計し、磁場を高精度にコントロールした。その結果、酸素濃度測定精度を一桁向上させることが可能となった。
2.酸素感受性プローベの検索:酸素濃度によりESRスペクトルの線幅が濃度依存的に変化する化合物(一般に有機化合物)の検索を行った。それらの中で、グルコースベースの活性炭が最も可能性があった。現在、安定な第三級炭素ラジカルを侯補に検索中で、興味深い化合物が見つかりつつある。
3.実験動物による評価:固形腫瘍を植えたラットを用い、腫瘍内に上記のプローベを注射し、プローベのESRスペクトルの測定から酸素濃度を評価しうるシステムを、ハードとソフトの面から組み立てを続けている。
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