ホウ素中性子捕捉療法における適正な治療効果予測法の確立

2019 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 19K17218
• 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)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: ホウ素中性子捕捉療法 / 18F-BPA PET / 非剛体位置合わせ / モンテカルロシミュレーション / SUV / 治療計画 / 治療効果 / 予測

研究実績の概要

本研究では、BNCTでの治療効果の予測が適正に出来るようにすることを目的としている。本研究では、現在の問題点を解決するために、1.加速器BNCTシステムでの物理線量及び生物効果の評価、2.CT画像によりBNCTの治療を再現し、体内の中性子分布計算を行う、3.18F-BPA画像のSUV(Standardized uptake value)により体内ホウ素濃度分布を算出、4.18F-BPAのPET撮影時のCT画像と治療計画用のCT画像との非剛体位置合わせ（DIR）、5.患者データを後ろ向きに解析して、BNCTの治療効果と線量との関係評価を、当該期間で実施する予定であり、段階的に研究を進めている。
「1.」については、国立がん研究センター中央病院での加速器BNCTシステムで物理線量評価及び生物効果の評価を実施し、人体内の線量分布や中性子線の生物学的効果比を算出し、現在、論文執筆作業を進めている。
「2.」については、モンテカルロシミュレーション計算コードPHITSと国立がん研究センター中央病院のCT装置を用いて、CT画像からBNCTのための体内中性子分布や線量分布の計算が可能となった。線量体積ヒストグラムの情報として、最小線量や最大線量、平均線量を各臓器で算出することが可能となった。
「3.」については、過去の報告より、18F-BPA PETのSUV値からホウ素濃度をvoxel単位で評価するプログラムを作成し、そのプログラムを治療計画支援ソフトMIMに実装することで、voxel単位のホウ素濃度計算ができるようになった。
「4.」については、前述の項目をMIMに実装することで、MIMの機能のDIRと組み合わせることが可能となった。
「5.」については、現在、BNCTの治療効果を後ろ向きに解析できるほどのデータがないため、光子データによって治療効果と線量との関係性を導出することに成功した。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初の計画通りに当該年度は、1.加速器BNCTシステムでの物理線量及び生物効果の評価、2.CT画像によりBNCTの治療を再現し、体内の中性子分布計算を行う、3.18F-BPA画像のSUV(Standardized uptake value)により体内ホウ素濃度分布を算出、4.18F-BPAのPET撮影時のCT画像と治療計画用のCT画像との非剛体位置合わせ（DIR）、5.患者データを後ろ向きに解析して、BNCTの治療効果と線量との関係を評価、の5つの項目を実施する予定であり、どの項目も予定通りまたは、それ以上に進めることができている。さらに、論文執筆も進めており、筆頭論文の執筆/出版で1本や責任著者で2本を含む計9本の論文の執筆/出版に関わった。

今後の研究の推進方策

今後の予定については、提出させていただいている研究計画調書通りに進めていくことを考えている。本年度の実施計画としては前述の項目の「1～5」についてさらに進めていき、より完成度の高い研究開発とすることを予定している。

次年度使用額が生じた理由

新型コロナウイルスの影響で、実施できていない研究項目などが存在するため。

研究成果

• [雑誌論文] Comparison of 18FBPA uptake with 18FDG uptake in cancer patients (2020)
  • 著者名/発表者名: Igaki Hiroshi、Nakamura Satoshi、Kurihara Hiroaki、Abe Yoshihisa、Nishioka Shie、Fujii Ryo、Nakamura Masaru、Nakayama Yuko、Morita Takahiro、Okamoto Hiroyuki、Imahori Yoshio、Itami Jun
  • 雑誌名: Applied Radiation and Isotopes 巻: 157 ページ: 109019～109019
  • DOI: 10.1016/j.apradiso.2019.109019
  • 査読あり
• [雑誌論文] 米国医学物理学会タスクグループ100レポート「放射線治療の品質マネジメントへのリスク解析法の適用」の概説 (2020)
  • 著者名/発表者名: 岡本 裕之、古谷 智久、山本 鋭二郎、飯島 康太郎、伊藤 芳紀、勝田 昭一、黒岡 将彦、川村 愼二、橘 英伸、遠山 尚紀、中村 勝、太田 誠一、峯村 俊行、中山 優子、川守田 龍、坂本 昌隆、中村 哲志、西岡 史絵、株木 重人、正井 範尚、水野 統文
  • 雑誌名: 医学物理 巻: 40 ページ: 28～34
  • DOI: 10.11323/jjmp.40.1_28
• [雑誌論文] Per-oral interstitial brachytherapy catheter insertion for boost in case of recurrent tonsillar carcinoma: dosimetry and clinical outcome (2020)
  • 著者名/発表者名: Murakami Naoya、Yoshimoto Seiichi、Nakamura Satoshi、Uematsu Masakazu、Kashihara Tairo、Takahashi Kana、Inaba Koji、Okuma Kae、Igaki Hiroshi、Nakayama Yuko、Itami Jun
  • 雑誌名: BJR|case reports 巻: 6 ページ: 20190059
  • DOI: 10.1259/bjrcr.20190059
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Hyaluronic acid gel injection in rectovaginal septum reduced incidence of rectal bleeding in brachytherapy for gynecological malignancies (2020)
  • 著者名/発表者名: Murakami Naoya、Nakamura Satoshi、Kashihara Tairo、Kato Tomoyasu、Shibata Yoshihiro、Takahashi Kana、Inaba Koji、Okuma Kae、Igaki Hiroshi、Nakayama Yuko、Galalae Razvan、Itami Jun
  • 雑誌名: Brachytherapy 巻: 19 ページ: 154～161
  • DOI: 10.1016/j.brachy.2019.11.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prognostic value of the expression of epithelial cell adhesion molecules in head and neck squamous cell carcinoma treated by definitive radiotherapy (2019)
  • 著者名/発表者名: Murakami Naoya、Mori Taisuke、Nakamura Satoshi、Yoshimoto Seiichi、Honma Yoshitaka、Ueno Takao、Kobayashi Kenya、Kashihara Tairo、Takahashi Kana、Inaba Koji、Okuma Kae、Igaki Hiroshi、Nakayama Yuko、Itami Jun
  • 雑誌名: Journal of Radiation Research 巻: 60 ページ: 803～811
  • DOI: 10.1093/jrr/rrz053
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Dummy-run for standardizing plan quality of intensity-modulated radiotherapy for postoperative uterine cervical cancer: Japan Clinical Oncology Group study (JCOG1402) (2019)
  • 著者名/発表者名: Okamoto Hiroyuki、Murakami Naoya、Isohashi Fumiaki、Kasamatsu Takahiro、Hasumi Yoko、Iijima Kotaro、Nishioka Shie、Nakamura Satoshi、Nakamura Mitsuhiro、Nishio Teiji、Igaki Hiroshi、Nakayama Yuko、Itami Jun、Ishikura Satoshi、Nishimura Yasumasa、Toita Takafumi
  • 雑誌名: Radiation Oncology 巻: 14 ページ: 133
  • DOI: 10.1186/s13014-019-1340-y
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Dose escalation of external beam radiotherapy for high-risk prostate cancer?Impact of multiple high-risk factor (2019)
  • 著者名/発表者名: Umezawa Rei、Inaba Koji、Nakamura Satoshi、Wakita Akihisa、Okamoto Hiroyuki、Tsuchida Keisuke、Kashihara Tairo、Kobayashi Kazuma、Harada Ken、Takahashi Kana、Murakami Naoya、Ito Yoshinori、Igaki Hiroshi、Jingu Keiichi、Itami Jun
  • 雑誌名: Asian Journal of Urology 巻: 6 ページ: 192～199
  • DOI: 10.1016/j.ajur.2017.07.002
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Characterization of the relationship between neutron production and thermal load on a target material in an accelerator-based boron neutron capture therapy system employing a solid-state Li target (2019)
  • 著者名/発表者名: Nakamura Satoshi、Igaki Hiroshi、Ito Masashi、Okamoto Hiroyuki、Nishioka Shie、Iijima Kotaro、Nakayama Hiroki、Takemori Mihiro、Imamichi Shoji、Kashihara Tairo、Takahashi Kana、Inaba Koji、Okuma Kae、Murakami Naoya、Abe Yoshihisa、Nakayama Yuko、Masutani Mitsuko、Nishio Teiji、Itami Jun
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 14 ページ: e0225587
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0225587
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Inter-fractional variations in the dosimetric parameters of accelerated partial breast irradiation using a strut-adjusted volume implant (2019)
  • 著者名/発表者名: Iijima Kotaro、Okamoto Hiroyuki、Takahashi Kana、Aikawa Ako、Wakita Akihisa、Nakamura Satoshi、Nishioka Shie、Harada Ken、Notake Ryoichi、Sugawara Akimoto、Yoshimura Ryoichi、Kunieda Etsuo、Itami Jun
  • 雑誌名: Journal of Radiation Research 巻: 61 ページ: 123～133
  • DOI: 10.1093/jrr/rrz061
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Hemorrhage from Ascending Colon and Gluteal Muscle Associated with Sorafenib and Radiation Therapy: Radiation Dose Distribution Corresponded with Colonoscopy Findings and Computed Tomography Images (2019)
  • 著者名/発表者名: Kashihara Tairo、Murakami Naoya、Iizumi Sakura、Sakamoto Yasunari、Nakamura Satoshi、Iijima Kotaro、Takahashi Kana、Inaba Koji、Okuma Kae、Igaki Hiroshi、Nakayama Yuko、Okusaka Takuji、Uno Takashi、Itami Jun
  • 雑誌名: Practical Radiation Oncology 巻: 9 ページ: 214～219
  • DOI: 10.1016/j.prro.2019.02.012
  • 査読あり
• [学会発表] FMEAによるon-line adaptive radiotherapyのリスク分析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 岡本裕之、西岡史絵、逆井達也、三浦悠記、桑原潤一、冨士山大介、角田 裕樹、中村哲志、飯島康太郎、竹森望弘、,中山広貴、勝田昭一、井垣浩、中山優子、伊丹純
  • 学会等名: 第３３回高精度放射線外部照射部会学術大会
• [学会発表] EclipseのVMAT OptimizationにおけるAvoidance Structure Toolの有用性の検討 (2020)
  • 著者名/発表者名: 飯島康太郎、岡本裕之、中村哲志、西岡史絵、中山広貴、竹森望弘、菅原章友、井垣浩、中山優子、国枝悦夫、伊丹純
  • 学会等名: 第３３回高精度放射線外部照射部会学術大会、2020年2月29日、福岡
• [学会発表] Quality assurance of MRIdian of Cobalt from the standpoint of medical physics (2020)
  • 著者名/発表者名: Okamoto H, Nishioka S, Kotaro Iijima K, Tatsuya Sakasai T, Fujiyama D, Tsunoda Y, Nakamura S, Kuwahara J, Nakayama H, Takemori M, Katsuta S, Igaki H, Itami J
  • 学会等名: Asia ViewRay Meeting 2020
  • 国際学会
• [学会発表] Alpha線を用いた小線源治療 (2019)
  • 著者名/発表者名: 中村哲志
  • 学会等名: 臨床医学物理研究会 臨床医学物理セミナー
  • 招待講演
• [学会発表] 腟小線源治療におけるジェルスペーサーによる直腸出血の低減効果 (2019)
  • 著者名/発表者名: 中村哲志,村上直也, 柏原大朗,岡本裕之, 西岡史絵, 飯島康太郎, 中山広貴, 竹森望弘, 高橋加奈, 稲葉浩二, 大熊加恵, 井垣浩, 中山優子, 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] 放射線治療による腎機能低下の予測モデル (2019)
  • 著者名/発表者名: 岡本裕之、稲葉浩二、中村哲志、西岡史絵、飯島康太郎、桑原潤一、竹森望弘、中山広貴、勝田昭一、伊丹純、
  • 学会等名: 日本放射線腫瘍学会第32回学術大会
• [学会発表] 外部放射線治療におけるCT画像 金属アーチファクト低減処理の 有効性の検証 (2019)
  • 著者名/発表者名: 西岡史絵、岡本裕之、中村哲志、村上直也、大熊加恵、飯島康太郎、竹森望弘、中山広貴、柏原大朗、高橋彩加、伊丹純
  • 学会等名: 日本放射線腫瘍学会第32回学術大会
• [学会発表] 小線源治療の不均質領域の線量計算 (2019)
  • 著者名/発表者名: 岡本裕之,中村哲志,西岡史絵,飯島康太郎,竹森望弘,中山広貴,稲葉浩二,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] 婦人科小線源治療においてスペーサジェルがリスク臓器線量に与える影響 (2019)
  • 著者名/発表者名: 飯島康太郎, 岡本裕之, 村上直也, 中村哲志, 西岡史絵, 竹森望弘 , 中山広貴, 柏原大朗, 相川亜子, 芝田祥宏, 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] Assessment of dosimetric effects by latency of beam control in MRI-guided radiotherapy system (2019)
  • 著者名/発表者名: Nakayama H, Okamoto H, Nakamura S, Nishioka S, Iijima K, Takemori M, Sakasai T, Miura Y, Itami J, Saitoh H
  • 学会等名: The 117th Scientific Meeting of the JSMP
• [学会発表] Preliminary study of polymer gel dosimeter for QA in MRI-guided radiotherapy system (2019)
  • 著者名/発表者名: Takemori M, Iijima K, Okamoto H, Nakamura S, Nishioka S, Nakayama H, Sakasai T, Miura Y, Saitoh H, Itami J
  • 学会等名: The 117th Scientific Meeting of the JSMP
• [備考] 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