Development of new radiobiological dose evaluation system based on the dose-delivery time in radiation therapy

基于放射治疗剂量输送时间的新型放射生物学剂量评估系统的开发

• 批准号: 19K17227
• 负责人: 中野 永
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Niigata University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K17227/
• 关键词: 放射線治療; 亜致死損傷回復; モンテカルロシミュレーション; マイクロドジメトリモデル; 照射時間; 放射線生物; 微分方程式; マイクロドジメ トリモデル; 放射線生物学的線量

本研究の目的は、細胞の亜致死損傷回復といった生物現象を考慮した放射線治療における線量評価システムの開発である。本研究の目的を解決するため、これまではモンテカルロシミュレーションと数理モデルを組み合わせることで、照射時間と細胞生存率の関係を導出し、放射線治療計画装置の物理線量に照射時間を加味した放射線生物学的線量評価を行い、複数の学会発表や論文を出版してきた。常微分方程式 (ODE: ordinary differential equation) に基いた数理モデルは、単純さと安定性から、腫瘍成長モデルの計算などの用途に広く用いられている。また、腫瘍の放射線治療に対してODEに基づく数理モデルを用いた適切な放射線照射線量や照射間隔の評価も報告されている。そこでODEに基づく数理モデルを開発することで、放射線治療の物理的な線量指標から腫瘍の反応性などの放射線生物学的な計算を行うことが可能となり、放射線治療の腫瘍体積への影響を評価することが可能になると考えた。2022年度は、新たにODEに基づいた数理モデルを開発し、先行研究による腫瘍細胞の測定データを用いることで数理モデルの精度の検証を行い、放射線治療における様々な条件 (放射線照射中のエラー、照射時間の延長など) が与える放射線生物学的影響を開発した数理モデルを用いて評価を行い、研究論文を2編投稿した (1編 出版済み、1編 Major Revision)。

Purpose this study の は, cell の 亜 lethal damage reply と い っ た biological phenomenon を consider し た radiotherapy に お け る dose assessment 価 シ ス テ ム の open 発 で あ る. Purpose の this study を solve す る た め, こ れ ま で は モ ン テ カ ル ロ シ ミ ュ レ ー シ ョ ン と mathematical モ デ ル を group み close わ せ る こ と で, irradiation time と の cell survival masato を export し, physical dose radiotherapy plan device の に irradiation time を flavored し た radiation dose assessment of biology 価 を い, plural の learn 発 table を や paper published Youdaoplaceholder0 て た. Ordinary differential equations (ODE: ordinary differential equation) に base い た mathematical モ デ ル は, 単 pure さ と stability か ら, swollen sores growth モ デ ル の computing な ど の USES に hiroo く with い ら れ て い る. ま た, swollen sores の radiotherapy に し seaborne て ODE に base づ く mathematical モ デ ル を with い た appropriate な radiation dose interval の や exposure assessment 価 も report さ れ て い る. そ こ で ODE に base づ く mathematical モ デ ル を open 発 す る こ と で, radiation therapy の な line of physical quantity index か ら swollen sores の anti 応 sex な ど の radiation biology な count を う こ と が may と な り の swollen sores, radiation treatment volume へ の を appraisal of 価 す る こ と が may に な る と exam え た. 2022 は, new た に ODE に base づ い た mathematical モ デ ル を open 発 し, leading research に よ る swollen sores cells の デ ー タ を with い る こ と で mathematical モ デ ル の precision の 検 card line を い, radiotherapy に お け る others 々 な conditions (radiation の エ ラ ー, irradiation time の な ど) Influencing を が and え る radiation biology 発 し た mathematical モ デ ル を with い て review 価 を line い contribute, research papers を 2 し た (1 encoding 済 み, 1 Major Revision).

项目成果

当院における脳転移放射線治療の新たな試み

我院脑转移放疗的新尝试

• 发表时间: 2022
• 作者: 中野智成;吉村奈津美;本田母映;押金智哉;山名展子;太田篤;中野永;棚邉哲史;海津元樹;石川浩志
• 通讯作者: 石川浩志

Radiobiological evaluation considering the treatment time with CyberKnife stereotactic radiosurgery for brain metastases

考虑射波刀立体定向放射外科治疗脑转移瘤治疗时间的放射生物学评估

• 发表时间: 2022
• 作者: 中野永;滝澤健司;河原大輔;棚邊哲史;宇都宮悟;海津元樹;丸山克也;竹内茂和;恩田清;小泉雅彦;西尾禎治;石川浩志
• 通讯作者: 石川浩志

脳転移全脳照射後3年生存症例の認知機能に関連する因子

全脑照射后存活3年的脑转移患者认知功能相关因素

• 发表时间: 2022
• 作者: 中野智成;吉村奈津美;本田母映;押金智哉;太田篤;山名展子;中野永;棚邊 哲史;海津元樹;石川浩志
• 通讯作者: 石川浩志

Limitation Distance in the Single-Isocenter Technique on Stereotactic Radiosurgery for Multiple Brain Metastases with Rotational Error Using a Margin-Based Analysis

使用基于边缘的分析，对具有旋转误差的多发性脑转移瘤进行立体定向放射外科手术的单等中心技术的限制距离

• 发表时间: 2020
• 作者: 中野永;棚邊哲史;山田巧;宇都宮悟;滝澤健司;坂井裕則;青山英史
• 通讯作者: 青山英史

Biological effect of gating window on NSCLC cells in real-time tumor-tracking radiotherapy

实时肿瘤跟踪放疗中门窗对NSCLC细胞的生物学效应

• 发表时间: 2019
• 作者: Satoshi Tanabe;Hisashi Nakano;Osamu Umetsu;Daisuke Kawahara;Takeshi Takizawa;Satoru Utsunomiya;Gen Kawaguchi;Hidefumi Aoyama
• 通讯作者: Hidefumi Aoyama