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かおりしげまつ
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1 平成 23 年 4 月 23 日九州大学病院別府病院開院記念式典記念講演会画像医療の進歩九州大学医学研究院臨床放射線科学分野本田浩 1

2 放射線科医の変遷大塚誠平成 4 年 4 月 ~ 平成 13 年 3 月講師助教授畠中正光平成 7 年 1 月 ~ 平成 15 年 3 月助手講師石神康生平成 10 年 9 月 ~ 平成 11 年 5 月 -- 医員原田なつみ平成 12 年 4 月 ~ 平成 13 年 3 月 -- 医員足立利貞平成 13 年 4 月 ~ 平成 20 年 3 月助手助教福谷龍郎平成 16 年 1 月 ~ 平成 16 年 12 月 -- 講師上田真信平成 17 年 1 月 ~ 平成 19 年 3 月 ---- 助手宮坂光俊平成 19 年 4 月 ~ 平成 23 年 3 月助教平川雅和平成 20 年 4 月 ~ 助教准教授中村和正平成 21 年 4 月 ~ 平成 23 年 3 月 ---- 准教授坂本勝美平成 23 年 4 月 1 日 ~ -- 助教渥美和重平成 23 年 4 月 1 日 ~ -- 助教 2

3 年間件数 CT MR 血管造影検査件数 CT MRI 年間検査件数血管造影検査 H20 年度 H21 年度 H22 年度 CT 検査 MRI 検査 10 0 H20 年度 H21 年度 H22 年度 3

4 月平均照射件数年間照射件数放射線治療の推移放射線治療照射件数 H20 年度 H21 年度 H22 年度放射線治療 H20 年度 H21 年度 H22 年度平成 22 年度実績 IMRT ( 強度放射線治療 ) 26 件体幹部定位放射線治療 16 件平成 21 年度と22 年度の比較では平成 22 年度治療患者と治療門数が1.5から2 倍程度増加している平成 22 年度 7 月から12 月の間は一時的に減尐したが現在は再増加している放射線治療の収益増加は体幹部定位放射線治療が16 件とIMRTが26 件と増加したことによるこの2 種の特殊治療で約 2700 万円の収益増加となった 4

5 外来診療実績の推移有料外来患者数外来診療実績額年度 21 年度 22 年度 0 20 年度 21 年度 22 年度患者総数放射線科患者数外来診療実績総額放射線科診療実績 5

6 画像医療の進歩とは? 機器の進歩以外に画像診断 : 単純 X 線写真 CT MRI 超音波撮像法の進歩画像解析方法の進歩造影剤の進歩核医学分子イメージングトレーサーの開発融合画像 IVR 医療材料の進歩放射線治療照射方法の進歩 Targetingの進歩線種の変化 6

7 CT MRI の進歩 7

8 CT 開発の方向性多列化 Toshiba 320 列 Philips 256 列 Dual Energy Siemens 256 列 GE 64 列 8

9 胃早期癌 0-IIa+IIc, sm, 1.4x1.1cm Well differentiated adeno-carcinoma, tub1, sm2, ly0, v2, n0 3D-CT, VR 血管強調処理上部消化管造影光学内視鏡 3D-CT, VE 3D-CT, VR, wall-carving depth 2.5mm 3D-CT, VR+MPR 血管強調処理 VINCENT ZIO M900 ZIO M900 VINCENT 55y 9 M

10 Dual energy CT の原理 80kV 140kV 80kV Bone 670 HU Bone 450 HU Iodine296 HU Iodine 144 HU 140kV Iodine bone 分離可能 10 Siemens 社提供

11 MRI の歴史 1980 年代 1990 年代 2000 年代マグネット開発 0.5T,1.5T 全身撮像コンパクトマグネット 1.5T 高速撮像の開発高速 spine echo 法高速 GRE 法ハードウェアでの高速化グラディエントシステム高速撮像の開発 Parallel imaging (SENSE, SMASH) 多チャンネルコイル 4ch,5ch,6ch 16ch,32ch 高磁場装置の開発 3T, 7T RF 送信技術の開発 Multi transmit Transmit SENSE 11

12 MRI の歴史 1980 年に撮像された最初の画像 1982 年に撮像された脊椎の矢状断面初期の腹部画像 PHILIPS 12

13 Increased SNR Can be invested in more resolution Can be invested in more speed Better contrast (e.g. Angiography) Improved chemical shift (Spectroscopy) Improved BOLD sensitivity (f MRI) These advantages can lead to improved diagnostic performance or improved workflow in many applications 13

14 T1 強調画像造影後 T1 強調画像 T2 強調画像 FLAIR 画像 T2* 強調画像灌流画像 (blood volume マップ ) 14

15 拡散強調画像 ADC マップ MR Venography 3D STIR Functional MRI MR Angiography 15

16 MR スペクトロスコピー Tractography 16

17 拡散強調画像 17

18 子宮動態画像 18 画像提供 : 東北大学医学部附属病院様 ( 宮城県 )

19 核医学分子イメージング 19

20 分子イメージング研究 FDG-PET はすでに成熟期に入っており癌の臨床においては不可欠である今後の PET の役割悪性腫瘍の診断治療効果判定予後推定 : 代謝の評価 FDG に置き換わるもの欠点を補うトレーサー代謝血流の定量化脳心臓定量的な血流評価リスクや予後の予測特殊な環境下にある細胞の描出 : 放射線治療計画への応用腫瘍特異的トレーサ - 低酸素細胞レセプタートランスポーターの画像化変性疾患脳内トランスポーター薬剤占有率測定 ( 薬剤の容量決定 ) 特定の物質の検出 β アミロイド ( アルツハイマー病の早期診断 ) ペプチド抗体の画像化 β 線や α 線放出核種による治療細胞の標識 ( レポーター遺伝子によるモニター ) 再生医療への応用 20

21 腫瘍代謝の測定活発な腫瘍増殖細胞の低酸素状態細胞膜脂質代謝亢進蛋白合成亢進核酸の代謝亢進 HIF1 の活性化酸化的リン酸化の抑制酢酸コリン標識アミノ酸 F 標識ヌクレオチド嫌気的解糖系の活性化低酸素細胞の直接検出ニトロイミダゾール誘導体グルコースとりこみの亢進グルコースアナログ 21

22 コリン (Phosphatidyl Choline: 間接的に膜脂質代謝反映 ) 11 C-choline 18 F-FDG 18 F-choline JNM.Vol. 52 No ,

酢酸 ( 細胞膜脂質代謝 ) 18 F-FDG 11 C-Acetate http://npcc.

htm HCC grade1 FDG Acetate HCC grade3 FDG

23 酢酸 ( 細胞膜脂質代謝 ) 18 F-FDG 11 C-Acetate HCC grade1 FDG Acetate HCC grade3 FDG Acetate Journal of Nuclear Medicine Vol. 49 No

24 低酸素細胞の検出 ( 低酸素領域により線量を ) 24

3069-3074 (2007) Published online: 15 February 2007

25 再生医療への応用ドーパミン産生ニューロンの移植梗塞心筋に導入した ES 細胞 18F-FHBG で検出 ( ラット ) 正常治療前治療後健常人での FHBG の分布 Nature Protocols 1, (2007) Published online: 15 February 2007 doi: /nprot Radiology, 250,

26 放射線治療の進歩 26

27 高精度 X 線治療 3 次元原体照射 (3D-CRT) 定位照射 (SRS SRT, SBRT) 強度変調放射線治療 (IMRT) 画像誘導放射線治療 (IGRT) 治療成績の向上および副作用の低減に寄与 27

28 体幹部定位放射線治療線量を分散させることによって有害事象を低減しながらより大きい線量を投与できる

29 定位照射 : 体幹部 I 期非小細胞肺癌 I 期非小細胞肺癌 (N=120) 3 年原病生存率 : 88% 治療前 48Gy/4FR 治療後 24 M 29

30 実際の照射 (IMRT) 30

31 3D-CRT 3D-CRT と IMRT との比較 - 局所進行肺癌の例 - IMRT IMRT により更なる副作用低減が可能 31

32 局所進行肺癌に対する化学放射線療法 - 3D-CRT vs. IMRT - 生存率肺臓炎 (>Grade3) フリー率 IMRT IMRT 3D-CRT 3D-CRT p=0.039 p=0.017 N=409 (3D-CRT: 316, IMRT: 91) 総線量 ( 中央値 ):63 Gy Liao et al. Int J Radiat Oncol Biol Phys, 76(3),

33 高精度 X 線治療の問題点と限界 X 線による多方向からの照射病巣部へ高い線量集中低線量域が周囲に拡大副作用リスク高まる場合も - 感受性の高い方 - 大きな病変 - 抗がん剤との併用など二次発癌のリスク上昇の懸念高精度 X 線治療放射線抵抗性腫瘍や大きな腫瘍には限界もあり 33

34 これらの問題を解決してくれるもの粒子線治療特に期待されるもの重粒子線治療 34

35 治療に用いられる放射線 X 線リニアック光子線 γ 線コバルト照射装置ガンマナイフ電子線リニアック粒子線荷電陽子線炭素線大型円形加速器サイクロトロンシンクロトロン重粒子線非荷電中性子線原子炉大型加速器 35

36 粒子線治療の実際荷電粒子線 ( 原子核 ) である陽子や炭素イオンをサイクロトロン / シンクロトロン等の円形加速器にて加速ビーム輸送系を介して照射室へピーク幅飛程照射野形成の調節腫瘍に照射するシンクロトロン照射室 36

37 X 線ガンマ線は体表近くで線量が最大粒子線の特徴 (1) - 線量分布 - 深部がんにもピンポイント照射 ( 正常細胞の損傷が少ない ) ( 財 ) 医用原子力技術研究振興財団 HP より 37

38 高精度 X 線治療と粒子線治療の比較粒子線治療正常組織への影響を最小限に留めがん病巣部へ高い線量を照射できる高精度 X 線治療粒子線治療 38

39 粒子線治療の特徴 (2) X 線ガンマ線と比べたときの線量あたりの生物学的効果 ( 殺細胞効果 ) - 生物学的効果比 (RBE)- X 線 γ 線 1.0 陽子線 1.1 重粒子線 ( 炭素線 ) * 炭素線はがん細胞を殺す力がより強い 39

40 荷電粒子の大きさ炭素イオンは陽子の約 12 倍の質量 40

41 照射の効果重粒子線はがん細胞を殺傷する能力が高い ( エックス線の 2~3 倍 ) 佐賀県広報用 DVD( 資料提供 : 放射線医学総合研究所 ) より引用 ( ) 41

42 効果副作用の観点からみた高精度 X 線治療と粒子線治療炭素線殺傷効果がん細胞の通常 X 線高精度 X 線陽子線線量の集中性 42

43 I 期肺がんに対する重粒子線治療例 1 回照射 : 28GyE 線量増加試験が進行中治療前治療施設 : 放射線医学総合研究所治療後 6 ヶ月 43

1 出典 :Jean-Nicolas Vauthey et al. J. Clin. Oncol., 2002.

44 肝がんの重粒子線治療 - 手術との比較 - 肝切除 1 重粒子線治療 2 T1 T2 3 年 5 年 3 年 5 年 70% 49% 48% 30% (n=103) (n=99) 76% 47% 63% 37% (n=30) (n=55) 1 出典 :Jean-Nicolas Vauthey et al. J. Clin. Oncol., Child-Pugh grade A, 短期照射 (4~12 回 ) 44 治療施設 :( 独 ) 放射線医学総合研究所 44

日本国内の粒子線治療施設既に設置されている建設中または計画中陽子炭素陽子炭素群馬大学重粒子線医学センター ( 重粒子線 ) 福井県陽子線がん治療センター ( 陽子線 ) 若狭湾エネルギー研究センター ( 陽子線 ) 兵庫県立粒子線医療センター ( 陽子線重粒子線 ) 南東北陽子線治療センター ( 陽子線 )

45 日本国内の粒子線治療施設既に設置されている建設中または計画中陽子炭素陽子炭素群馬大学重粒子線医学センター ( 重粒子線 ) 福井県陽子線がん治療センター ( 陽子線 ) 若狭湾エネルギー研究センター ( 陽子線 ) 兵庫県立粒子線医療センター ( 陽子線重粒子線 ) 南東北陽子線治療センター ( 陽子線 ) 筑波大学陽子線医学利用研究センター ( 陽子線 ) 国立がんセンター東病院 ( 陽子線 ) 放射線医学総合研究所 ( 重粒子線 ) 重粒子線がん治療施設 ( 重粒子線 ) 静岡県立静岡がんセンター ( 陽子線 ) 神奈川県立がんセンター ( 重粒子線 ) がん粒子線治療研究センター ( 陽子線 ) 名古屋市クオリティライフ 21 城北 ( 陽子線 ) 45

46 画像医療の今後さらに高い時間分解能空間分解能 Molecular Imageの進歩 : PET/ MRIの時代 Functional targetingによる高精度治療 ( 重 ) 粒子線治療の普及 PHILIPS 46

47 Still River System Monarch 250 TM Proton Therapy System 47

48 ご清聴ありがとうございました九州大学病院別府病院放射線科平川坂本渥美医師をよろしくお願いいたします 48

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