治療室内CT画像に基づく適応放射線治療の確立

2018 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 16K10406
• 研究機関: 近畿大学
• 研究代表者: 西村 恭昌 近畿大学, 医学部, 教授 (00218207)
• 研究分担者: 石川 一樹 近畿大学, 医学部, 講師 (10511016) ; 門前 一 近畿大学, 医学部, 准教授 (10611593) ; 建部 仁志 近畿大学, 医学部附属病院, 助教 (40642898) [辞退] ; 稲田 正浩 近畿大学, 医学部附属病院, 助教 (40738415)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 適応放射線治療 / 頭頸部癌 / 治療計画 / 人工知能

研究実績の概要

適応放射線治療(ART)の介入時期を示す指標を明らかにするため、撮影範囲を上下30㎝程度の評価が出来るMulti scan CBCT機能を用いた前向き臨床試験を行った。本研究は2017年11月29日に倫理委員会で承認された。症例登録は予定よりやや遅れ、2019年3月末時点で14例登録されている。全30例の予定であり、2019年度内での登録完了を予定している。
ARTを実施するには再治療計画が必須であり、かなりの時間と熟練が必要となる。人工知能を利用したknowledge-based planning (KBP)は、これらの問題の解決策の一つである。前立腺癌に対して、一度の最適化で作成されたKBPの治療計画と実際に照射された治療計画(clinical plan: CP)との比較検証を行った。治療計画と実測の線量分布の誤差の指標の一つであるγ解析のパス率(3%/3mm)では、CPが99.0%、KBPが99.1%と同等であった。前立腺癌に対するIMRTでは、KBPは一度の最適化で、質が高く、物理的に照射可能な治療計画を提供できることが明らかになった。本研究は、Radiation Oncology 2018, 13:163に発表された。
より治療計画が複雑な頭頸部癌に対するKBPについても検討した。既治療の頭頸部癌55例の治療計画データをモデルベース化し、CP15例と、同一症例にKBPで作成された治療計画を比較検討した。その結果、無調整のKBPでは、脳幹や脊髄の最大線量が高くなり、臨床使用には耐えないが、一定の線量制約を手入力してKBPで作成した87% (13/15）のプランは、実臨床で用いられた治療計画と同等あるいは優れていた。この成果は2018年に国際学会で発表し、2019年度中の論文化を目指している。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

適応放射線治療(ART)の介入時期を示す指標を明らかにするための前向き臨床試験の症例登録が予定よりやや遅れ2018年度内に完了できず、2019年度も研究を継続することとなった。一方、人工知能を利用したknowledge-based planning (KBP)の適応放射線治療(ART)への検討は予定通りに進んだ。

今後の研究の推進方策

研究期間を1年間延長し、適応放射線治療(ART)の介入時期を示す指標を明らかにするための前向き臨床試験の症例登録を急ぐ。2019年度の早い時点で完了させるようにする。頭頸部癌に対する人工知能を利用したknowledge-based planning (KBP)の検討結果を論文化する。

次年度使用額が生じた理由

適応放射線治療(ART)の介入時期を示す指標を明らかにするための前向き臨床試験の症例登録が予定よりやや遅れ2018年度内に完了できず、2019年度も研究を継続することとなった。残余予算は、学会発表参加費、旅費および投稿料などに使用する予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Two-step intensity-modulated radiation therapy for oropharyngeal cancer: initial clinical experience and validation of clinical staging. (2018)
  • 著者名/発表者名: Tatebe H, Doi H, Ishikawa K, Kawakami H, Yokokawa M, Nakamatsu K, Kanamori S, Shibata T, Kitano M, Nishimura Y.
  • 雑誌名: Anticancer Res 巻: 38 ページ: 979-986
  • DOI: DOI: 10.21873/anticanres.12312
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mininizing dose variation from the interplay effect in stereotactic radiation therapy using volumetric mudulated arc therapy for lung cancer. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kubo K, Monzen H, Tamura M, Hirata M, Ishii K, Okada W, Nakahara R, Kishimoto S, Kawamorita R, Nishimura Y.
  • 雑誌名: J Appl Clin Med Phys 巻: 19 ページ: 121-127
  • DOI: doi: 10.1002/acm2.12264.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Tumor hypoxia detected by 18F-fluoromisonidazole positron emission tomography (FMISO PET) as a prognostic indicator of radiotherapy (RT). (2018)
  • 著者名/発表者名: Tachibana I , Nishimura Y, Hanaoka K, Inada M, Fukuda K, Tatebe H, Ishikawa K, Nakamatsu K, Kanamori S, Hosono M.
  • 雑誌名: Anticancer Res 巻: 38 ページ: 1775-1781
  • DOI: doi:10.21873/anticanres.12415
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Impact of the Lok-bar for High-precision Radiotherapy with Tomotherapy. (2018)
  • 著者名/発表者名: Hirata M, Monzen H, Tamura M, Kubo K, Matsumoto K, Hanaoka K, Okumura M, Nishimura Y.
  • 雑誌名: Anticancer Res. 巻: 38 ページ: 2733-2738
  • DOI: doi:10.21873/anticanres.12515
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Reduction of potential risk for skin toxicity in megavoltage radiotherapy using a novel rigid couch. (2018)
  • 著者名/発表者名: Tamura M, Monzen H, Matsumoto K, Okumura M, Doi H, Nishimura Y.
  • 雑誌名: in vivo 巻: 32 ページ: 531-536
  • DOI: doi:10.21873/invivo.11271
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanical performance of a commercial knowledge-based VMAT planning for prostate cancer. (2018)
  • 著者名/発表者名: Tamura M, Monzen H, Matsumoto K, Kubo K, Otsuka M, Inada M, Doi H, Ishikawa K, Nakamatsu K, Sumida I, Mizuno H, Yoon DK, Nishimura Y.
  • 雑誌名: Radiat Oncol. 巻: 13 ページ: 163
  • DOI: doi: 10.1186/s13014-018-1114-y.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 放射線治療における時間と空間 (2018)
  • 著者名/発表者名: 西村恭昌
  • 学会等名: 第31回日本放射線腫瘍学会学術大会
  • 招待講演
• [学会発表] Adaptive two-step intensity modulated radiation therapy (IMRT) for oropharyngeal cancer. (2018)
  • 著者名/発表者名: Nishimura Y.
  • 学会等名: the 1st ESTRO meets Asia
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] A phase II study of two-step intensity modulated radiation therapy (IMRT) with chemotherapy for loco-regionally advanced nasopharyngeal cancer (NPC) (JCOG1015). (2018)
  • 著者名/発表者名: Nishimura Y, Kodaira T, Ito Y, Tsuchiya K, Murakami Y, Saitoh J, Akimoto T, Nakata K, Yoshimura M, Teshima T, Toshiyasu T, Ota Y, Ishikawa K, Shimizu H, Minemura T, Ishikura S, Shibata T, Nakamura K, Shibata T, Hiraoka M.
  • 学会等名: the 60th Annual Meeting of the American Society for Radiation Oncology
  • 国際学会
• [学会発表] 頭頸部腫瘍のAdaptive Radiation Therapy (2018)
  • 著者名/発表者名: 石川一樹、西村恭昌、田村命、大塚正和
  • 学会等名: 第31回日本放射線腫瘍学会学術大会
  • 招待講演
• [学会発表] Application of knowledge-based VMAT treatment planning for prostate cancer to clinical delivery. (2018)
  • 著者名/発表者名: Tamura M, Monzen H, Matsumoto K, Kubo K, Otsuka M, Okumura M, Nishimura Y.
  • 学会等名: 第115回 日本医学物理学会学術大会.
• [学会発表] Effect of cleaned-up Rapidplan model to plan quality for volumetric modulated arc therapy in prostate cancer. (2018)
  • 著者名/発表者名: Tamura M, Monzen H, Matsumoto K, Otsuka M, Kubo K, Uehara T, Inada M, Doi H, Ishikawa K, Nakamatsu K, Nishimura Y.
  • 学会等名: the 18th Asia-Oceania Congress of Medical Physics.
  • 国際学会
• [学会発表] Clinical comparison between Rapidplan and manual optimized plans in VMAT for OPC (2018)
  • 著者名/発表者名: Uehara T, Monzen H, Tamura M, Ishikawa K, Nishimura Y
  • 学会等名: the 18th Asia-Oceania Congress of Medical Physics.
  • 国際学会
• [備考] 近畿大学医学部 放射線医学教室 放射線腫瘍学部門
  • URL: https://www.med.kindai.ac.jp/radio/index.html