Challenge to tumor pathology by particle beams – biological washout study using in-beam PET

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粒子線治療のin-vivo検証法として、陽電子放出核断層撮像法（PET）が用いられてきたが、これは、照射した粒子線と体内の物質との反応により発生する陽電子放出核種をPETで撮像するという原理である。ここで、発生した陽電子放出核種は、生体内における代謝により拡散するため、この"洗い出し効果″をモデル化し、補正する必要がある。本研究では、これまで、主に発生する陽電子放出核である11Cと15Oという不安定核ビーム（RIビーム）そのものによる小動物照射実験を行ってきた。核医学分野で臨床に用いられるシングル-コンパートメントモデルを仮定し、発生した陽電子放出核種の生体内での動態解析を行うことで、それらの洗い出し速度を導出した。そして、前年度までに、照射領域の血行状態により、洗い出し速度が変化するという傾向を捉えることに成功していた。ここで腫瘍の血行動態は放射線治療による効果や予後を検討する情報となり、造影CTや造影MRを用いて診断されることがある。当該年度は、治療ビームである12Cを様々な血行状態にある腫瘍に照射した場合に発生する陽電子放出核種のDynamic PET測定と、静脈投与した造影剤をDynamic Contrast Enhanced MRI(DCE-MRI)による測定を行い、それぞれの体内での動態を比較した。Dynamic PET測定とDCE-MRIによる実験の結果、両者は相関性を示すことが分かった。これまでの小動物実験の結果を踏まえて、今後は臨床応用へ向けた研究のフェーズに移行できる準備が整った。その一方で、発生した陽電子放出核種の生体内での化学形の同定を目指すため、小動物照射実験による基礎データ収集は継続して行っていく。