4次元定位放射線治療の基礎

2007 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17016002
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 白土 博樹 北海道大学, 大学院・医学研究院, 教授 (20187537)
• 研究分担者: 高田 英治 富山工業高等専門学校, 准教授 (00270885) ; 金子 純一 北海道大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (90333624) ; 西山 修輔 北海道大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (30333628) ; 青山 英史 北海道大学, 北海道大学病院, 講師 (80360915) ; 関 與一 北海道大学, アイソトープ総合センター, 教授 (60094835)
• キーワード: 放射線治療 / 核医学診断技術 / 動体追跡放射線治療 / スポットスキャン / 低酸素細胞 / 画像誘導放射線治療

研究概要

体内の微小な癌組織が抗原抗体反応などで取り込むアイソトープを利用し、ポジトロンエミッターからのガンマ線を体外から検出することで、動体追跡放射線治療を金マーカーなしで行う方法を検討してきた。これまで行ってきた簡易計算プログラムによる概念設計の結果、18F-FDGを利用した場合、SUV=5であれば直径5cmの腫瘍(放射能:18.5kBq/cc)の変動を5mm以下の精度で検出可能という結果を得た。TOF(Time of Flight)に関するシミュレーションを行い、効果を評価した。4次元分割に関する研究を進め、膵がんでの4次元強度変調放射線治療の臨床研究を開始した。
電子線を任意の部位に加速する技術は深部臓器でのピンポイント照射精度の上で限界があることが示された。レーザー加速による陽子線治療を離床したスポットスキャン法での眼腫瘍の治療に関するモンテカルロシミュレーションを行い、適切な線量分布を得ることが可能であることが判明した。
低酸素細胞に特異的に取り込まれる放射線医薬品を、4次元定位放射線治療における癌組織の部位を示すマーカーとして利用可能かどうかを調べるために、18F-MISOの利用に関する前臨床試験を行い十分可能であることが示された。半導体PETや高精度MRIでの低酸素細胞の把握が治療計画に利用可能であることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Histopathologic consideration of fiducial gold markers inserted for real-time tumor-tracking radiotherapy against lung cancer (2008)
  • 著者名/発表者名: Imura, M., Yamazaki, K., Kubota, KC., Itoh, T., Onimaru, R., Cho, Y., Hida, Y., Kaga, K., Onodera, Y., Ogura, S., Dosaka-Akita, H., Shirato, H., Nishimura, M
  • 雑誌名: Int J Radiat Oncol Biol Phys 1;70(2) ページ: 382-384
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three-dimensional intrafractional motion of breast during tangential breast irradiation monitored with high-sampling frequency using a real-time tumor-tracking radiotherapy system (2008)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita, R., Shimizu, S., Taguchi, H., Katoh, N., Fujino, M., Onimaru, R., Aoyama, H., Katoh, F., Omatsu, T., Ishikawa, W., Shirato, H
  • 雑誌名: Int J Radiat Oncol Biol Phys 28(1) ページ: 155-159
  • 査読あり
• [雑誌論文] Steep dose-response relationship for stage I non-small-cell lung cancer using hypofractionated high-dose irradiation by real-time tumor-tracking radiotherapy. (2008)
  • 著者名/発表者名: Onimaru, R., Fujino, M., Yamazaki, K., Onodera, Y., Taguchi, H., Katoh, N., Hommura, F., Oizumi, S., Nishimura, M., Shirato, H.
  • 雑誌名: International Journal of Radiation Oncology Biology Physics 70(2) ページ: 374-381
  • 査読あり
• [雑誌論文] Exhale fluctuation in respiratory-gated radiotherapy of the lung:A pitfall of respiratory gating shown in a synchronized internal/external marker recording study. (2008)
  • 著者名/発表者名: Nishioka, S., Nishioka, T., Kawahara, M., Tanaka, S., Hiromura, T., Tomita, K., Shirato, H
  • 雑誌名: Radiotherapy and Oncology 86(1) ページ: 69-76
  • 査読あり
• [雑誌論文] Usefulness of 11C-methionine for differentiating tumors from granulomas in experimental rat models: a comparison with 18F-FDG and 18F-FLT. (2008)
  • 著者名/発表者名: Zhao, S, et. al.
  • 雑誌名: J Nucl Med 49(1) ページ: 135-141
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transcatheter arterial embolization with absolute ethanol injection for enlarged polycystic kidneys after failed metallic coil embolization. (2008)
  • 著者名/発表者名: Sakuhara, Y, et. al.
  • 雑誌名: J Vasc Interv Radiol 19 ページ: 267-271
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of the vascular supply to regions of the pancreas on CT during arteriography (2008)
  • 著者名/発表者名: Sakuhara, Y, et. al.
  • 雑誌名: Abdom Imaging (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transcatheter arterial embolization with absolute ethanol injection for enlarged polycystic kidneys after failed metallic coil embolization (2008)
  • 著者名/発表者名: Sakuhara, Y., Kato, F., Abo, D., Hasegawa, Y., Shimizu, T., Terae, S., Shirato, H
  • 雑誌名: J Vasc Interv Radiol 19(2) ページ: 267-271
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intercepting radiotherapy using a real-time tumor-tracking radiotherapy system for highly selected patients with hepatocellular carcinoma unresectable with other modalities (2007)
  • 著者名/発表者名: Taguchi H., et al
  • 雑誌名: International Journal of Radiation Oncology Biology Physics 69(2) ページ: 376-380
  • 査読あり
• [雑誌論文] Organ motion in image-guided radiotherapy:lessons from real-time tumor-tracking radiotherapy (2007)
  • 著者名/発表者名: Shirato, H., Shimizu, S., Kitamura, K., Onimaru, R
  • 雑誌名: International Journal of Clinical Oncology 12(1) ページ: 8-16
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experience of high-dose-rate brachytherapy for head and neck cancer treated by a customized intraoral mold technique (2007)
  • 著者名/発表者名: Obinata, K., Ohmori, K., Shirato, K., Nakamura, M
  • 雑誌名: Radiat Med May;25(4) ページ: 181-186
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hypofractionated stereotactic radiotherapy(HypoFXSRT)for stage I non-small cell lung cancer:updated results of 257 patients in a Japanese multi-institutional study (2007)
  • 著者名/発表者名: Onishi, H., Shirato, H., Nagata, Y., Hiraoka, M., Fujino, M., Gomi, K., Niibe, Y., Karasawa, K., Hayakawa, K., Takai, Y., Kimura, T., Takeda, A., Ouchi, A., Hareyama, M., Kokubo, M., Hara, R., Itami, J., Yamada, K., Araki, T
  • 雑誌名: J Thorac Oncol 2(7 Suppl3) ページ: 94-100
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neurocognitive function of patients with brain metastasis who received either whole brain radiotherapy plus stereotactic radiosurgery or radiosurgery alone (2007)
  • 著者名/発表者名: Aoyama, H., Tago, M., Kato, N., Toyoda, T., Kenjyo, M., Hirota, S., Shioura, H., Inomata, T., Kunieda, E., Hayakawa, K., Nakagawa, K., Kobashi, G., Shirato, H
  • 雑誌名: Int J Radiat Oncol Biol Phys 1;68(5) ページ: 1388-1395
  • 査読あり
• [雑誌論文] Derivation of the tumor position from external respiratory surrogates with periodical updating of the internal/external correlation. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kanoulas, E., Aslam, JA., Sharp, GC., Berbeco, RI., Nishioka, S., Shirato, H., Jiang, SB
  • 雑誌名: Phys Med Biol 7;52(17) ページ: 5443-5456
  • 査読あり
• [雑誌論文] Accuracy of tumor motion compensation algorithm from a robotic respiratory tracking system:a simulation study (2007)
  • 著者名/発表者名: Sakuhara, Y., Shimizu, T., Abo, D., Hasegawa, Y., Kato, F., Kodama, Y., Shirato, H.
  • 雑誌名: Cardiovasc Intervent Radiol 30(6) ページ: 1201-1205
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficacy of preoperative radiotherapy to portal vein tumor thrombus in the main trunk or first branch in patients with hepatocellular carcinoma. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kamiyama, T., Nakanishi, K., Yokoo, H., Tahara, M., Nakagawa, T., Kamachi, H., Taguchi, H., Shirato, H., Matsushita, M., Todo, S
  • 雑誌名: Int J Clin Oncol 12(5) ページ: 363-368
  • 査読あり
• [雑誌論文] Matrixmetalloproteinases:up-regulated in subclones that survived 10-Gy irradiation. (2007)
  • 著者名/発表者名: Nishioka, T., Yasuda, M., Tsutsumi, K., Haga, H., Shirato, H
  • 雑誌名: Radiat Med 25(8) ページ: 430-431
  • 査読あり
• [雑誌論文] Combination tumor immunotherapy with radiotherapy and Thl cell therapy against murine lung carcinoma (2007)
  • 著者名/発表者名: Yokouchi, H., Chamoto, K., Wakita, D., Yamazaki, K., Shirato, H., Takeshima, T., Dosaka-Akita, H., Nishimura, M., Yue, Z., Kitamura, H., Nishimura, T.
  • 雑誌名: Clin Exp Metastasis 24(7) ページ: 533-540
  • 査読あり
• [雑誌論文] Adaptive prediction of respiratory motion for motion compensation radiotherapy (2007)
  • 著者名/発表者名: Ren, Q., Nishioka, S., Shirato, H., Berbeco, RI
  • 雑誌名: Phys Med Biol 52(22) ページ: 6651-6661
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of surgical staples on radiofrequency ablation using multitined expandable electrodes (2007)
  • 著者名/発表者名: Sakuhara, Y., Shimizu, T., Abo, D., Hasegawa, Y., Kato, F., Kodama, Y., Shirato, H
  • 雑誌名: Cardiovasc Intervent Radiol 30(6) ページ: 1201-1205
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel and efficient synthesis of[2-^<11>C]5-fluorouracil for prognosis of cancer chemotherapy. (2007)
  • 著者名/発表者名: Seki, K, et. al.
  • 雑誌名: J Pharm Pharmaceut Sci 10(2) ページ: 212-216
  • 査読あり
• [雑誌論文] Extensive FDG uptake and its modification with corticosteroid in a granuloma rat model: an experimental study for differentiating granuloma from tumors. (2007)
  • 著者名/発表者名: Zhao, S, et. al.
  • 雑誌名: Eur Nucl Med Mol Imaging 34(12) ページ: 2096-2105
  • 査読あり
• [雑誌論文] Contrast-enhanced FLAIR imaging in combination with pre-and postcontrast magnetization transfer T1-weighted imaging: usefulness in the evaluation of brain metastases. (2007)
  • 著者名/発表者名: Terae, S, et. al.
  • 雑誌名: J Magn Reson Imaging 25(3) ページ: 479-87
  • 査読あり
• [雑誌論文] 急性可逆性パーキンソニズムを呈した糖尿病性腎症による維持血液透析の2例 (2007)
  • 著者名/発表者名: 前野七門・中西正一郎・神田孝一・静川裕彦・辻 幸子・寺江 聡・大越隆一・竹山吉博・作田剛規・松村欣也
  • 雑誌名: 透析会誌 40(11) ページ: 919-924
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neurocognitive function of patents with brain metastasis who received either whole brain radiotherapy plus stereotactic radiosurgery or radiosurgery alone (2007)
  • 著者名/発表者名: Aoyama, H, et. al.
  • 雑誌名: International Journal of Radiation Oncology Biology Physics 68(5) ページ: 1388-1395
  • 査読あり
• [雑誌論文] 転移性脳腫瘍に対する放射線治療の役割 (2007)
  • 著者名/発表者名: 青山英史
  • 雑誌名: Jpn J Neurosurg (Tokyo) 16 ページ: 828-832
  • 査読あり
• [雑誌論文] 北大45MeV小型電子加速器を用いた最近の研究 (2007)
  • 著者名/発表者名: 鬼柳善明, 他
  • 雑誌名: 加速器 4(2) ページ: 123-130
• [学会発表] 動体追跡照射を目指したFDG計測システムの可能性検証 (2007)
  • 著者名/発表者名: 原裕, 他
  • 学会等名: 日本医学物理学会
  • 発表場所: 横浜,パシフィコ横浜
  • 年月日: 20074013
• [学会発表] Development ofPerfusion Mismatch Analyzer (PMA):Fully Automated,Operator-Independent and Standardized PWI-DWI Analysis Software (2007)
  • 著者名/発表者名: Kudo K.Sasaki M.Momoshima S.Yamada K.Terae S.Shirato H
  • 学会等名: 93rd RSNA scientific assembly and annual meeting
  • 発表場所: シカゴ市,マコーミックプレイス
  • 年月日: 20071125-20071130
• [学会発表] 転移性脳腫瘍への放射線治療後の認知機能変化(JROSG99-1) (2007)
  • 著者名/発表者名: 青山英史、加藤徳雄、白土博樹、JROSG99-1グループ
  • 学会等名: 第117回日本医学放射線学会北日本地方会
  • 発表場所: 仙台,艮陵会館
  • 年月日: 20071116-17
• [学会発表] Low-Dose Craniospinal Irradiation (CSI) With Computed Tomographic (CT) (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Taguchi, K. Yasuda, Y. Sawamura, J. Ikeda, K. Fujieda, Y. Iwasaki and H. Shirato
  • 学会等名: 49th annual meeting of ASTRO
  • 発表場所: Los Angeles,Los Angeles convention center
  • 年月日: 20071026-1101
• [学会発表] 細胞の増殖脳の評価及び腫瘍と肉芽腫の鑑別診断における11C-メチオニンの有用性:18F-FDGとの比較 (2007)
  • 著者名/発表者名: 趙 松吉, 久下裕司, 小華和柾志, 趙 芫, 鐘ヶ江香久子, 関 興一, 玉木長良
  • 学会等名: 第2回日本分子イメージング学会総会・学術集会
  • 発表場所: 福井 福井フェニックスプラザ
  • 年月日: 20070628-29
• [学会発表] Explicit Time Domain Boundary Element Scheme for Dispersion-free Wake Field Calculation of long Accelerator Structures (2007)
  • 著者名/発表者名: K.Fujita, et. al.
  • 学会等名: Particle Accelerator Conf
  • 発表場所: Albuquerque Convention Center,Albuquerque,New Mexico,USA
  • 年月日: 20070625-29
• [学会発表] Multi-institutional prospective randomized comparison of stereotactic radiosurgery plus upfront whole brain radiation therapy versus stereotactic radiosurgery alone for the treatment of solitary and multiple brain metastases. (2007)
  • 著者名/発表者名: Aoyama H.
  • 学会等名: 8th International Stereotactic Radiosurgery Society Congress
  • 発表場所: San Francisco,パレスホテル
  • 年月日: 20070623-27
• [学会発表] Dependency of the Venous Phase Shift Upon Positioning Angle in Susceptibility Weighted Imaging (2007)
  • 著者名/発表者名: IshizakaK.KudoK.YoshidaY.OkaM.Terae S.
  • 学会等名: 15th ISMRM (International Society for Magnetic Resonance in Medicine)
  • 発表場所: Berlin,Germany ICC berlin
  • 年月日: 20070518-20070524
• [学会発表] 放射線治療の役割、Plenary Session「転移性脳腫瘍の治療」 (2007)
  • 著者名/発表者名: 青山 英史
  • 学会等名: 第27回日本脳神経外科コングレス総会
  • 発表場所: 仙台,サンプラザ
  • 年月日: 20070518-20
• [学会発表] Stereotactic Radiosurgery Plus Whole-Brain Radiation therapy vs Stereotactic Radiosurgery alone for Treatment of Brain Metastases:A Randomized Control Trial. (2007)
  • 著者名/発表者名: 青山 英史
  • 学会等名: 日本医学放射線学会
  • 発表場所: 横浜,パシフィコ横浜
  • 年月日: 20070412-14
• [学会発表] 3H-FLTによる癌の分子標的療法の早期評価:胆がんマウスにおける投与量依存性の検討 (2007)
  • 著者名/発表者名: 趙 松吉, 久下裕司, 趙 芫, 竹井俊樹, 鐘ヶ江香久子, 犬伏正幸, 志賀 哲, 加藤千恵次, 関 興一, 玉木長良
  • 学会等名: 第47回日本核医学会学術総会
  • 発表場所: 仙台,仙台国際センター
  • 年月日: 2007-11-05
• [学会発表] 細胞増殖能評価、腫瘍一肉芽腫の鑑別診断における11C-methionineと18F-FDGの比較 (2007)
  • 著者名/発表者名: 趙 松吉, 久下裕司, 趙 芫, 竹井俊樹, 加藤誠一, 鐘ヶ江香久子, 岡本祥三, 加藤千恵次, 関 興一, 玉木長良
  • 学会等名: 第47回日本核医学会学術総会
  • 発表場所: 仙台,仙台国際センター
  • 年月日: 2007-11-04
• [学会発表] Feasibility study of a real-time tumor-tracking system for radiotherapy based on annihilation gamma rays detection from radiopharaceutical concentrateed in a tumor. (2007)
  • 著者名/発表者名: J.H.Kaneko, et. al.
  • 学会等名: IEEE nuclear science symposium and medical imaging conference
  • 発表場所: Hqwaii,Hilton Hawaiin Village Beach Resort@Spa
  • 年月日: 2007-11-03
• [学会発表] Window技術を用いた時間領域境界要素法による粒子加速器航跡場の大規模並列計算 (2007)
  • 著者名/発表者名: 藤田和広, 他
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術報告
  • 発表場所: 室蘭工業大学,室蘭
  • 年月日: 2007-08-02
• [学会発表] 18F-FLT but not 18F-FDG can early and dose-dependently detect antiproliferative responses of human tumor xenograft to epidermal growth factor receptor targeting with a tyrosine kinase inhibitor, gefitinib (2007)
  • 著者名/発表者名: Zhao S, Kuge Y, Zhao Y, Takei T, Kanegae K. Inubushi M, Shiga T, Seki K, Tamaki N
  • 学会等名: The 54th Annual Meeting, Society of Nuclear Medicine
  • 発表場所: Washington DC ワシントン条約センター
  • 年月日: 2007-06-04
• [学会発表] Usefulness of^<11>C-methionine in evaluating cellular proliferation and differential diagnosis of tumor and granuloma:An experimental study in comparison with 18F-FDG (2007)
  • 著者名/発表者名: Zhao S, Kuge Y, Kohanawa M, Zhao Y, Kanegae K, Seki K, Tamaki N
  • 学会等名: The 54th Annual Meeting, Society of Nuclear Medicine
  • 発表場所: Washington DC ワシントン条約センター
  • 年月日: 2007-06-03
• [備考]
  • URL: http://rad.med.hokudai.ac.jp/research/curing/research_progress/fdsr.php
• [産業財産権] 動的腫瘍の放射線治療装置および動的腫瘍の放射線治療プログラム (2008)
  • 発明者名: 金子 純一, 他
  • 権利者名: 北海道大学
  • 産業財産権番号: 特願2007-041373PCT/JP2008/052944
  • 出願年月日: 2008-02-20
  • 外国