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

2020 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、論文報告を行っている。
「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、昨年度から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ため、今年度は実際にBNCTを実施した患者での線量パラメータのデータの取得も開始している。
「3.」については、昨年度の成果から治療計画支援ソフトMIMを用いて、voxel単位のホウ素濃度計算ができるようになった。そのため、今年度は当院で実施したPET患者のデータ収集を行った。
「4.」については、昨年度の成果により、MIMの機能のDIRと組み合わせることが可能となったため、今年度は実際にCTを使用した基礎検討を実施した。
「5.」については、当院で実施しているBNCT患者の「2.」で得られている線量データと治療効果の収集を行っている。

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

本年度より、実際にホウ素中性子捕捉療法(BNCT)を行った患者データによる解析が可能となったため、前年度まで実施していた成果を実際のデータに当てはめられるようになった。それにより、プログラムのバグ出しなども進んでいる。さらに、論文執筆も進めており、筆頭著者1本や責任著者1本、共同著者1本の論文が査読付き英文雑誌に採択まで至った。

今後の研究の推進方策

今後の予定については、引き続き患者データの解析を行いデータ蓄積を行うとともに、より詳細に18F-BPA PET検査の画像を解析するために、従来の項目に加えてradiomicsを導入することで、より完成度の高い研究開発にしていく予定である。また、提出させていただいている研究については、計画書通りに進めていく。

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] Neutron flux evaluation model provided in the accelerator-based boron neutron capture therapy system employing a solid-state lithium target (2021)
  • 著者名/発表者名: Nakamura Satoshi、Igaki Hiroshi、Ito Masashi、Imamichi Shoji、Kashihara Tairo、Okamoto Hiroyuki、Nishioka Shie、Iijima Kotaro、Chiba Takahito、Nakayama Hiroki、Takemori Mihiro、Abe Yoshihisa、Kaneda Tomoya、Takahashi Kana、Inaba Koji、Okuma Kae、Murakami Naoya、Nakayama Yuko、Masutani Mitsuko、Nishio Teiji、Itami Jun
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 11 ページ: 8090
  • DOI: 10.1038/s41598-021-87627-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Initial Experience of Intentional Internal High-Dose Policy Volumetric Modulated Arc Therapy of Neck Lymph Node Metastases ? 2?cm in Patients With Head and Neck Squamous Cell Carcinoma (2021)
  • 著者名/発表者名: Kashihara Tairo、Nakamura Satoshi、Murakami Naoya、Ito Kimiteru、Matsumoto Yoshifumi、Kobayashi Kenya、Omura Go、Mori Taisuke、Honma Yoshitaka、Kubo Yuko、Okamoto Hiroyuki、Takahashi Kana、Inaba Koji、Okuma Kae、Igaki Hiroshi、Nakayama Yuko、Kato Ken、Matsumoto Fumihiko、Yoshimoto Seiichi、Itami Jun
  • 雑誌名: Frontiers in Oncology 巻: 11 ページ: 651409
  • DOI: 10.3389/fonc.2021.651409
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Dosimetric effect of the intestinal gas of online adaptive stereotactic body radiotherapy on target and critical organs without online electron density correction for pancreatic cancer (2021)
  • 著者名/発表者名: Su Chen、Okamoto Hiroyuki、Nishioka Shie、Sakasai Tatsuya、Fujiyama Daisuke、Miura Yuki、Tsunoda Yuki、Kuwahara Junichi、Nakamura Satoshi、Iijima Kotaro、Chiba Takahito、Kaga Keita、Takemori Mihiro、Nakayama Hiroki、Katsuta Shouichi、Inaba Koji、Igaki Hiroshi、Nakayama Yuko、Itami Jun
  • 雑誌名: The British Journal of Radiology 巻: 94 ページ: 20200239
  • DOI: 10.1259/bjr.20200239
  • 査読あり
• [雑誌論文] Configuration analysis of the injection position and shape of the gel spacer in gynecologic brachytherapy (2021)
  • 著者名/発表者名: Iijima Kotaro、Murakami Naoya、Nakamura Satoshi、Nishioka Shie、Chiba Takahito、Kuwahara Junichi、Takemori Mihiro、Nakayama Hiroki、Kashihara Tairo、Okuma Kae、Takahashi Kana、Inaba Koji、Igaki Hiroshi、Okamoto Hiroyuki、Itami Jun
  • 雑誌名: Brachytherapy 巻: 20 ページ: 95～103
  • DOI: 10.1016/j.brachy.2020.08.021
  • 査読あり
• [雑誌論文] Usefulness of Simple Original Interstitial Lung Abnormality Scores for Predicting Radiation Pneumonitis Requiring Steroidal Treatment After Definitive Radiation Therapy for Patients With Locally Advanced Non-Small Cell Lung Cancer (2021)
  • 著者名/発表者名: Kashihara Tairo、Nakayama Yuko、Ito Kimiteru、Kubo Yuko、Okuma Kae、Shima Satoshi、Nakamura Satoshi、Takahashi Kana、Inaba Koji、Murakami Naoya、Igaki Hiroshi、Ohe Yuichiro、Kusumoto Masahiko、Itami Jun
  • 雑誌名: Advances in Radiation Oncology 巻: 6 ページ: 100606～100606
  • DOI: 10.1016/j.adro.2020.10.019
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A dosimetric and centeredness comparison of the conventional and novel endobronchial applicators: A preliminary study (2021)
  • 著者名/発表者名: Iijima Kotaro、Murakami Naoya、Okamoto Hiroyuki、Nakamura Satoshi、Nishioka Shie、Chiba Takahito、Kuwahara Junichi、Nakayama Hiroki、Takemori Mihiro、Aikawa Ako、Yoshihiro Shibata、Kashihara Tairo、Takahashi Kana、Inaba Koji、Okuma Kae、Igaki Hiroshi、Nakayama Yuko、Itami Jun
  • 雑誌名: Brachytherapy 巻: 20 ページ: 467～477
  • DOI: 10.1016/j.brachy.2020.11.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Increased number of prostate cancer patients selecting high dose-rate interstitial brachytherapy during the COVID-19 pandemic (2021)
  • 著者名/発表者名: Murakami Naoya、Nakamura Satoshi、Kashihara Tairo、Inaba Koji、Kaneda Tomoya、Takahashi Kana、Okuma Kae、Igaki Hiroshi、Itami Jun
  • 雑誌名: Radiotherapy and Oncology 巻: 154 ページ: 274～275
  • DOI: 10.1016/j.radonc.2020.11.015
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The use of hyperbaric oxygen to treat actinic rectal fistula after SpaceOAR use and radiotherapy for prostate cancer: a case report (2020)
  • 著者名/発表者名: Kashihara Tairo, Inaba Koji, Komiyama Motokiyo, Nakayama Hiroki, Iijima Kotaro, Nishioka Shie, Okamoto Hiroyuki, Kikkawa Nao, Kubo Yuko, Shima Satoshi, Nakamura Satoshi, et al.
  • 雑誌名: BMC Urology 巻: 20 ページ: 196
  • DOI: 10.1186/s12894-020-00767-3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Characterization of a real-time neutron detector for boron neutron capture therapy using a thin silicon diode (2020)
  • 著者名/発表者名: Takada Masashi、Nunomiya Tomoya、Masuda Akihiko、Matsumoto Tetsuro、Tanaka Hiroki、Nakamura Satoshi、Endo Satoru、Nakamura Masaru、Aoyama Kei、Ueda Osamu、Narita Masataka、Nakamura Takashi
  • 雑誌名: Radiation Measurements 巻: 137 ページ: 106381～106381
  • DOI: 10.1016/j.radmeas.2020.106381
  • 査読あり
• [雑誌論文] A case report of a patient with bulky uterine cervical neoplasm who achieved complete response with “intentional internal high-dose policy” high-dose-rate interstitial brachytherapy (2020)
  • 著者名/発表者名: Kashihara Tairo、Kobayashi Kazuma、Iijima Kotaro、Murakami Naoya、Yoshida Ken、Okuma Kae、Nakamura Satoshi、Takahashi Kana、Inaba Koji、Igaki Hiroshi、Nakayama Yuko、Kato Tomoyasu、Uno Takashi、Itami Jun
  • 雑誌名: Medicine 巻: 99 ページ: e20860～e20860
  • DOI: 10.1097/MD.0000000000020860
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] How Much Was the Elective Lymph Node Region Covered in Involved-Field Radiation Therapy for Locally Advanced Pancreatic Cancer? Evaluation of Overlap Between Gross Target Volume and Celiac Artery?Superior Mesenteric Artery Lymph Node Regions (2020)
  • 著者名/発表者名: Umezawa Rei、Ito Yoshinori、Wakita Akihisa、Nakamura Satoshi、Okamoto Hiroyuki、Takahashi Kana、Inaba Koji、Murakami Naoya、Igaki Hiroshi、Jingu Keiichi、Itami Jun
  • 雑誌名: Advances in Radiation Oncology 巻: 5 ページ: 377～387
  • DOI: 10.1016/j.adro.2019.08.014
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 膵癌に対するonline adaptive体幹部定位放射線治療 (2020)
  • 著者名/発表者名: 井垣浩, 西岡史絵, 稲葉浩二, 逆井達也, 岡本裕之, 桑原潤一, 桑原潤一, 三浦悠記, 大熊加惠, 中村哲志, 飯島康太郎, 柏原大朗, 中山優子, 阿部容久, 勝田勝一, 伊丹純
  • 学会等名: 日本放射線腫瘍学会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, 国枝悦夫, 井垣浩, 中山優子, 伊丹純
  • 学会等名: 日本放射線腫瘍学会高精度放射線外部照射部会学術大会
• [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, 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: 日本放射線腫瘍学会高精度放射線外部照射部会学術大会
• [学会発表] MR画像誘導下online adaptive radiotherapyにおける,照射当日MRI画像取得から照射開始までの所要時間 (2020)
  • 著者名/発表者名: 清水友理, 岡本裕之, CHE Su, 大熊加惠, 中村哲志, 西岡史絵, 飯島康太郎, 逆井達也, 冨士山大介, 三浦悠記, 角田裕樹, 村上直也, 中山優子, 井垣浩, 伊丹純
  • 学会等名: 日本放射線腫瘍学会高精度放射線外部照射部会学術大会
• [学会発表] 病院設置型ホウ素中性子捕捉療法(BNCT)システムの臨床導入のための研究開発 (2020)
  • 著者名/発表者名: 中村哲志、井垣浩、今道祥二、益谷美都子、柏原大朗、中村勝、藤井亮、今堀良夫、伊丹純
  • 学会等名: 日本放射線腫瘍学会第33回学術大会
• [学会発表] Treatment facility design for an accelerator-based BNCT system in National Cancer Center Hospital (2020)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Nakamura, Hiroshi Igaki, Jun Itami, Hiroki Tanaka, Hiroaki Kumada
  • 学会等名: Technical meeting on advances in boron neutron capture therapy
  • 国際学会
• [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