4次元定位放射線治療の基礎

2009 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・医学研究科, 教授 (20187537)
• 研究分担者: 高田 英治 富山工業高等専門学校, 電気工学科, 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, 助教 (30333628) ; 西岡 健 北海道大学, 大学院・保健科学研究院, 教授 (80271659) ; 工藤 與亮 岩手医科大学, 先端医療研究センター, 講師 (10374232)
• 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

1.定位放射線治療のための消滅γ線計測に基づく腫瘍位置同定装置の開発をさらに進めた。昨年までに完成させた2対のGSOシンチレーターおよびASICボードによるPMTのポジトロン・エミッター検出装置(PED)とそれに追従したレーザーダイオード(LD)照射システムを利用し、4次元定位照射模擬実験を行った。「5cmの腫瘍が6mm動くと、それを計測できる」装置開発を目指した場合、通常の体内の腫瘍の取り込みがあり、周囲の臓器の取り込みを無視できた場合には未照射15%を達成できた。誤照射は、対象の速度に依存し、速度が速くなると5%に上昇することがわかった。
2.CT,MRIなどと半導体PETの画像を融合し、少なくても脳腫瘍と頭頸部癌にて、本大学病院で合成可能なF18-MISOを用いて、腫瘍内の低酸素細胞領域を把握できることが示された。
3.全研究の集大成として、レーザーダイオードに替えて45MeV電子線ビーム照射装置を利用し、電子線ビームとPEDを連動させ、実際のネズミを用いた動体追跡照射を行った。ネズミ体表面に併置したポジトロンエミッター(Na)を利用し、振幅3cmで往復運動している実験台上のネズミに植えた癌に電子線を動体追跡照射し、あらかじめ予定した位置からの消滅γ線量が一定の値(600cps)を超えた場合のみ、電子線ビームを癌のある場所に照射することを可能にし、癌の照射後の縮小観察実験を行った。
4.以上より、脳・頭頸部癌で、放射線治療に対する抵抗性癌をFMISOで把握し、その部分に対していままで不可能であった「放射線抵抗性癌への4次元放射線治療」を可能にするための基礎が構築された。PEDの検出精度の向上と時間分解能の向上で1mm以下の精度での4次元定位照射を可能にできることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] High dose three-dimensional conformal boost using the real-time tumor tracking radiotherapy system in cervical cancer patients unable to receive intracavitary brachytherapy (2010)
  • 著者名/発表者名: Park HC, Shimizu S, Yonesaka A, Tsuchiya K, Ebina Y, Taguchi H, Katoh N, Kinoshita R, Ishikawa M, Sakuragi N, Shirato H.
  • 雑誌名: Yonsei Med J. 51(1) ページ: 93-99
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differences in CT Perfusion Maps Generated by Different Commercially Available Software : Analysis Using Identical Source Data of Acute Stroke Patients (2010)
  • 著者名/発表者名: Kudo K, Sasaki M, Yamada K, Momoshima S, Utsunomiya H, Shirato H, Ogasawara K
  • 雑誌名: Radiology 254(2) ページ: 200-209
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of Change in Venous Oxygenation by Susceptibility-Weighted Imaging in Patients with Spinal Arterio-Venous Malformations after Treatment (2010)
  • 著者名/発表者名: Fujima N, Kudo K, Terae S, Hida K, Ishizaka K, Zaitsu Y, Asano T, Yoshida D, Tha KK, Sasaki M, Shirato H
  • 雑誌名: Radiology (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visual discrimination among patients with depression and schizophrenia and healthy individuals using semiquantitative color-coded fast spin-echo T1-weighted magnetic resonance imaging (2010)
  • 著者名/発表者名: Sasaki M, Shibata E, Ohtsuka K, Endoh J, Kudo K, Narumi S, Sakai A
  • 雑誌名: Neuroradiology 52 ページ: 83-89
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel function of transcription factor ATF5 : blockade of p53-dependent apoptosis induced by ionizing irradiation (2009)
  • 著者名/発表者名: Nishioka T, Miyai Y, Haga H, Kawabata K, Shirato H, Homma A, Shibata K, Yasuda M.
  • 雑誌名: Cell Struct Funct. 34(1) ページ: 17-22
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stereotactic Radiotherapy for Intracranial Nonacoustic Schwannomas Including Facial Nerve Schwannoma (2009)
  • 著者名/発表者名: Nishioka K, Abo D, Aoyama H, Furuta Y, Onimaru R, Onodera S, Sawamura Y, Ishikawa M, Fukuda S, Shirato H.
  • 雑誌名: Int J Radiat Oncol Biol Phys. 75(5) ページ: 1415-1419
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synchronous monitoring of external/internal respiratory motion : validity of respiration-gated radiotherapy for liver tumors (2009)
  • 著者名/発表者名: Nishioka T, Nishioka S, Kawahara M, Tanaka S, Shirato H, Nishi K, Hiromura T.
  • 雑誌名: Jpn J Radiol. 27(7) ページ: 285-289
  • 査読あり
• [雑誌論文] A web-based remote radiation treatment planning system using the remote desktop function of a computer operating system : a preliminary report (2009)
  • 著者名/発表者名: Suzuki K, Hirasawa Y, Yaegashi Y, Miyamoto H, Shirato H.
  • 雑誌名: J Telemed Telecare. 15(8) ページ: 414-418
  • 査読あり
• [雑誌論文] Difference in the Tracer Delay-Induced Effect among Deconvolution Algorithms in CT Perfusion Analysis : Quantitative Evaluation by using Digital Phantoms (2009)
  • 著者名/発表者名: Kudo K, Sasaki M, Ogasawara K, Terae S, Ehara S, Shirato H
  • 雑誌名: Radiology 251(1) ページ: 241-249
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detectability of Normal Spinal Veins by Using Susceptibility Weighted Imagmg (2009)
  • 著者名/発表者名: Ishizaka K, Kudo K, Fujima N, Zaitsu Y, Yazu R, Tha KK, Terae S, Sasaki M, Shirato H
  • 雑誌名: J Magn Reson Imaging 31 ページ: 32-38
  • 査読あり
• [雑誌論文] Susceptibility-weighted magnetic resonance imaging detects impaired cerebral hemodynamics in the superior sagittal sinus thrombosis-case report (2009)
  • 著者名/発表者名: Kawabori M, Kuroda S, Kudo K, Terae S, Kaneda M, Nakayama N, Iwasaki Y
  • 雑誌名: Neurol Med Chir(Tokyo) 49 ページ: 248-251
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differential diagnosis of hyperintense cerebrospinal fluid on fluid-attenuated inversion recovery images of the brain.Part I : pathological conditions (2009)
  • 著者名/発表者名: Tha KK, Terae S, Kudo K, Miyasaka K.
  • 雑誌名: Br J Radiol 82 ページ: 426-434
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differential diagnosis of hyperintense cerebrospinal fluid on fluid-attenuated inversion recovery images of the brain.Part II : non-pathological conditions (2009)
  • 著者名/発表者名: Tha KK, Terae S, Kudo K, Miyasaka K.
  • 雑誌名: Br J Radiol 82(979) ページ: 610-614
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detection of changes in cerebrospinal fluid space in idiopathic normal pressure hydrocephalus using voxel-based morphometry (2009)
  • 著者名/発表者名: Yamashita F, Sasaki M, Takahashi S, Matsuda H, Kudo K, Narumi S, Terayama Y, Asada T
  • 雑誌名: Neuroradiology 22(Epub)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prospective study on the mismatch concept in acute stroke patients within the first 24h after symptom onset-1000Plus study (2009)
  • 著者名/発表者名: Hotter B, Pittl S, Ebinger M, Oepen G, Jegzentis K, Kudo K, Rozanski M, Schmidt WU, Brunecker P, Xu C, Martus P, Endres M, Jungehulsing GJ, Villringer A, Fiebach JB
  • 雑誌名: BMC Neurology 9 ページ: 60
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vivo topographic illustration of microstructural white matter abnormalities of multiple system atrophy by diffusion tensor imaging (2009)
  • 著者名/発表者名: Tha KK, Terae S, Yabe I, Miyamoto T, Soma H, Zaitsu Y, Fujima N, Kudo K, Sasaki H, Shirato H
  • 雑誌名: Radiology (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three-dimensional Wake Field Computations based on Scattered-field Time Domain Boundary Element Method (2009)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiro Fujita, Hideki Kawaguchi, Thomas Weiland, Satoshi Tcmioka
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Nuclear Science 56(4) ページ: 2341-2350
  • 査読あり
• [雑誌論文] A new PET scanner with semiconductor detectors enables better identification of intratumoral inhomogeneity (2009)
  • 著者名/発表者名: Shiga T, Morimoto Y, Kubo N, Katoh N, Katoh C, Takeuchi W, Usui R, Hirata K, Kojima S, Umegaki K, Shirato H, Tamaki N
  • 雑誌名: J Nucl Med 50(1) ページ: 148-155
  • 査読あり
• [雑誌論文] Repeatability of rest and hyperemic myocardial blood flow measurements with 82Rb dynamic PET (2009)
  • 著者名/発表者名: Manabe O, Yoshinaga K, Katoh C, Naya M, deKemp RA, Tamaki N
  • 雑誌名: J Nucl Med 50(1) ページ: 68-71
  • 査読あり
• [雑誌論文] Myocardial beta-adrenergic receptor density assessed by 11C-CGP12177 PET predicts improvement of cardiac function after carvedilol treatment in patients with idiopathic dilated cardiomyopathy (2009)
  • 著者名/発表者名: Naya M, Tsukamoto T, Morita K, Katoh C, Nishijima K, Komatsu H, Yamada S, Kuge Y, Tamaki N, Tsutsui H
  • 雑誌名: J Nucl Med 50(2) ページ: 220-225
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stereotactic radiosurgery in the management of brain metastases : could it thoroughly replace whole brain radiotherapy? (2009)
  • 著者名/発表者名: Aoyama H.
  • 雑誌名: J Bras Neurocirung 20 ページ: 183-186
• [雑誌論文] Radiation therapy for intracranial germ cell tumors (2009)
  • 著者名/発表者名: Aoyama H.
  • 雑誌名: Prog Neurol Surg 23 ページ: 96-105
  • 査読あり
• [学会発表] デジタルファントムを用いたCT灌流画像解析ソフトの精度検証 (2010)
  • 著者名/発表者名: 工藤與亮、Soren Christensen、佐々木真理、笹木工、藤原俊朗、小笠原邦昭、Leif Ostergaard
  • 学会等名: 日本神経放射線学会
  • 発表場所: 横浜、メルパルク横浜
  • 年月日: 2010-02-12
• [学会発表] Non-Invasive Measurement of Venous Oxygen Saturation in the Spine by using SWI : Quantitative Evaluation under the Condition of Drug and Physiological Load (2009)
  • 著者名/発表者名: Fujima N, Kudo K, Terae S, Zaitsu Y, Tha KK, Ishizaka K, Shirato H
  • 学会等名: RSNA
  • 発表場所: Chicago, McCormic Place
  • 年月日: 20091129-20091204
• [学会発表] 石灰化をきたした脳トキソプラズマ症の一例 (2009)
  • 著者名/発表者名: 安井太一、寺江聡、藤間憲幸、財津有里、Khin Khin Tha、吉田大介、塚原亜希子、白土博樹
  • 学会等名: 第121回北日本地方会
  • 発表場所: 仙台市、艮稜会館
  • 年月日: 2009-11-06
• [学会発表] 3.0T 1H-MRSを用いた下腿筋の Intra-myocellular lipid 定量:糖代謝との比較 (2009)
  • 著者名/発表者名: 財津有里、大山徳子、坂上慎二、寺江聡、白土博樹
  • 学会等名: 第37回日本磁気共鳴学会
  • 発表場所: 横浜、パンパシフィック横浜ベイホテル東急
  • 年月日: 2009-10-02
• [学会発表] MR灌流画像解析の標準化に向けたデジタルファントムの作成と応用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 工藤與亮、Soren Christensen、佐々木真理、藤原俊朗、Leif Ostergaard
  • 学会等名: 日本磁気共鳴医学会
  • 発表場所: 横浜、パンパシフィック横浜ベイホテル東急
  • 年月日: 2009-10-01
• [学会発表] 臨床的に原発性肺癌と診断された病理組織診断のつかない小型肺腫瘍に対する体幹部定位放射線治療 (2009)
  • 著者名/発表者名: 井上哲也、清水伸一、武田篤也、大西洋、永田靖、木村智樹、唐澤克之、晴山雅人、有本卓郎、白土博樹
  • 学会等名: 日本放射線腫瘍学会第22回学術大会
  • 発表場所: 京都、国立京都国際会館
  • 年月日: 2009-09-18
• [学会発表] 定位放射線治療のための消滅γ線計測に基づく腫瘍位置同定装置の概念設計 (2009)
  • 著者名/発表者名: 原、島崎、金子、高田、藤田、久保、石川、本間、古坂、白土
  • 学会等名: 医学物理学会
  • 発表場所: 横浜、パシフィコ横浜
  • 年月日: 2009-04-18
• [学会発表] SWI of the Spinal Veins (2009)
  • 著者名/発表者名: 工藤與亮
  • 学会等名: ISMRM(International Society for Magnetic Resonance in Medicine)
  • 発表場所: Honolulu, hawaii conventioncenter
  • 年月日: 2009-04-18