ホウ素中性子捕捉療法における中性子ビーム強度変調システムの開発

2023 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20K08076
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 加茂前 健 名古屋大学, アイソトープ総合センター, 准教授 (60706282)
• 研究分担者: 櫻井 良憲 京都大学, 複合原子力科学研究所, 准教授 (20273534) ; 笈田 将皇 岡山大学, ヘルスシステム統合科学研究科, 准教授 (10380023)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: BNCT / マルチリーフコリメータ / モンテカルロシミュレーション / 中性子計測 / 医学物理学

研究実績の概要

本研究は、X線治療分野で確立されたマルチリーフコリメータ (Multi Leaf Collimator: MLC) 技術をBNCTへ応用し、次世代型BNCT「強度変調ホウ素中性子補足療法 (Intensity Modulated BNCT: IM-BNCT)」を提案し、その有用性を検討することを目的とする。本研究では、モンテカルロシミュレーションを用いた至適MLC材質及び形状の探索を中心に実施した。シミュレーションコードはPHITS (日本原子力研究開発機)を用い、実測データと計算データの基本的な一致を確認した。最適なMLC形状の検討として複数パターンの形状を評価し、加えてMLCの配置位置 (中性子照射口または患者との距離) による線量分布へ与える影響を詳細に評価した。MLCの形状や配置に応じ、中性子ビームの振る舞いが大きく変化することがシミュレーション上で確認されたが、至適な条件の決定に関しては更なる検討を要する内容であった。本研究で提案したIM-BNCTにより、患者の解剖学的条件 (腫瘍の形状、大きさ、深さ、部位、周囲正常組織との関係など) や、ホウ素製剤の集積状況に応じて、MLCの開口形状を変化させビームを積算することで、患者個別に線量分布を向上できる可能性があることが示唆された。一方で、IM-BNCTは広い中性子ビームを絞り、そのビームを足し合わせる技術であるため、治療時間が延長する課題があり、臨床応用を踏まえると中性子源の中性子強度向上と合わせた検討が必要であると考えられた。

研究成果

• [雑誌論文] Comparative analysis of two dose-volume histogram prediction tools for treatment planning in volumetric-modulated arc therapy: A multi-planner study (2024)
  • 著者名/発表者名: Sasaki Motoharu、Nakaguchi Yuji、Kamomae Takeshi、Tsuzuki Akira、Sawada Soma、Shibuya Koki、Oita Masataka、Tominaga Masahide、Tominaga Yuki、Ikushima Hitoshi
  • 雑誌名: Medical Dosimetry 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1016/j.meddos.2024.02.002
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Local Control Failure After Five-Fraction Stereotactic Radiosurgery Alone for Symptomatic Brain Metastasis From Squamous Cell Lung Carcinoma Despite 43 Gy to Gross Tumor Margin With Internal Steep Dose Increase and Tumor Shrinkage During Irradiation (2023)
  • 著者名/発表者名: Ohtakara Kazuhiro、Tanahashi Kuniaki、Kamomae Takeshi、Ito Eiji、Suzuki Kojiro
  • 雑誌名: Cureus 巻: 15(5) ページ: e38645
  • DOI: 10.7759/cureus.38645
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 5-Fraction Re-radiosurgery for Progression Following 8-Fraction Radiosurgery of Brain Metastases From Lung Adenocarcinoma: Importance of Gross Tumor Coverage With Biologically Effective Dose ?80 Gy and Internal Dose Increase (2023)
  • 著者名/発表者名: Ohtakara Kazuhiro、Tanahashi Kuniaki、Kamomae Takeshi、Suzuki Kojiro
  • 雑誌名: Cureus 巻: 15(7) ページ: e42299
  • DOI: 10.7759/cureus.42299
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Urethral identification using three-dimensional magnetic resonance imaging and interfraction urethral motion evaluation for prostate stereotactic body radiotherapy (2023)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Kato, Shintaro Okumiya, Kuniyasu Okudaira, Junji Ito, Motoki Kumagai, Takeshi Kamomae, Yumiko Noguchi, Mariko Kawamura, Shunichi Ishihara, Shinji Naganawa
  • 雑誌名: Nagoya Journal of Medical Science 巻: 85(3) ページ: 504-517
  • DOI: 10.18999/nagjms.85.3.504
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Differences between professionals in treatment planning for patients with stage III lung cancer using treatment-planning QA software (2023)
  • 著者名/発表者名: Sato Daisuke、Sasaki Motoharu、Nakaguchi Yuji、Kamomae Takeshi、Kawanaka Takashi、Kubo Akiko、Tonoiso Chisato、Kanazawa Yuki、Oita Masataka、Kajino Akimi、Tsuzuki Akira、Ikushima Hitoshi
  • 雑誌名: Reports of Practical Oncology and Radiotherapy 巻: 28(5) ページ: 671-680
  • DOI: 10.5603/rpor.97511
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Knowledge-based model building for treatment planning for prostate cancer using commercial treatment planning quality assurance software tools (2023)
  • 著者名/発表者名: Masumoto Nagi、Sasaki Motoharu、Nakaguchi Yuji、Kamomae Takeshi、Kanazawa Yuki、Ikushima Hitoshi
  • 雑誌名: Radiological Physics and Technology 巻: 17 ページ: 337～345
  • DOI: 10.1007/s12194-023-00759-6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Revolutionizing radiation therapy: the role of AI in clinical practice (2023)
  • 著者名/発表者名: Kawamura Mariko、Kamomae Takeshi、Yanagawa Masahiro、Kamagata Koji、Fujita Shohei、Ueda Daiju、Matsui Yusuke、Fushimi Yasutaka、Fujioka Tomoyuki、Nozaki Taiki、Yamada Akira、Hirata Kenji、Ito Rintaro、Fujima Noriyuki、Tatsugami Fuminari、Nakaura Takeshi、Tsuboyama Takahiro、Naganawa Shinji
  • 雑誌名: Journal of Radiation Research 巻: 65 ページ: 1～9
  • DOI: 10.1093/jrr/rrad090
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Stereotactic radiotherapy for ventricular tachycardia: A study protocol (2023)
  • 著者名/発表者名: Kawamura Mariko、Shimojo Masafumi、Inden Yasuya、Kamomae Takeshi、Okudaira Kuniyasu、Komada Tomohiro、Aoki Sumire、Shindo Yurika、Yasui Ryotaro、Yanagi Yusuke、Okumura Masayuki、Yamada Takehiro、Kozai Yuka、Oie Yumi、Kato Yutaka、Ishihara Shunichi、Murohara Toyoaki、Naganawa Shinji
  • 雑誌名: F1000Research 巻: 12 ページ: 798～798
  • DOI: 10.12688/f1000research.138758.2
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 脳外科領域の放射線治療物理 (2023)
  • 著者名/発表者名: 加茂前健
  • 学会等名: Accuray / Brainlab Symposium Cranial
  • 招待講演
• [学会発表] 難治性不整脈に対する定位放射線治療に向けた心臓動体ファントムの開発と基礎的評価 (2023)
  • 著者名/発表者名: 宮地貴之，加茂前健，川端文隆，奥平訓康，川村麻里子，石原俊一，長縄慎二
  • 学会等名: 日本放射線腫瘍学会第36回学術大会
• [学会発表] 脳定位放射線治療における原体照射とガントリー・リング2軸同時回転IMRTの線量特性の比較 (2023)
  • 著者名/発表者名: 谷口裕輝, 加茂前健, 寺部充昭, 島田秀樹
  • 学会等名: 第15回中部放射線医療技術学術大会
• [学会発表] IMRT物理技術ガイドライン2023における主な変更点の解説 (2023)
  • 著者名/発表者名: 加茂前健
  • 学会等名: 第60回放射線治療セミナー
  • 招待講演