Application of invasion mathematical model in dosimetry for boron neutron capture therapy for malignant glioma

悪性神経膠腫瘍に対するホウ素中性子捕捉療法のための線量評価への浸潤数学モデルの応用

山本 和喜 ; 熊田 博明; 中井 啓*; 遠藤 聖*; 山本 哲哉*; 松村 明*

Yamamoto, Kazuyoshi; Kumada, Hiroaki; Nakai, Kei*; Endo, Kiyoshi*; Yamamoto, Tetsuya*; Matsumura, Akira*

放射線治療上、細胞密度分布を考慮した線量分布が要求されている。次世代ホウ素中性子捕捉療法(BNCT)用線量評価システムの開発に向けて、照射領域を決定するための新しい方法を提案する。医療画像を用いては腫瘍細胞の拡散浸潤度を十分に評価することはできない。そのためBNCTの治療プロトコールを参考に、腫瘍を囲む照射領域はガドリニウムを用いた核磁気共鳴画像(MRI)のT1画像上に強調される領域から通常2cm余裕を見た任意の距離に拡張する領域として設定されている。この研究では、照射領域境界の細胞濃度を時間-空間球座標系の腫瘍細胞拡散モデルによって議論し、BNCT照射後に生存する腫瘍細胞密度分布を仮想脳ファントムのための2領域拡散モデルによって予測した。

A dose distribution considered the tumor cell density distribution is required on the radiation therapy. We propose a novel method of determining target region considering the tumor cell concentration as a new function for the next generation Boron Neutron Capture Therapy (BNCT) dosimetry system. It has not been able to sufficiently define the degree of microscopic diffuse invasion of the tumor cells peripheral to a tumor bulk in malignant glioma using current medical imaging. Referring to treatment protocol of BNCT, the target region surrounding the tumor bulk has been set as the region which expands at the optional distance with usual 2cm margin from the region enhanced on T1 weighted gadolinium Magnetic Resonance Imaging (MRI). In this research, the cell concentration of the region boundary of the target was discussed by using tumor cell diffusion model in the sphere spatio-temporal system. The survival tumor cell density distribution after the BNCT irradiation was predicted by the two regions diffusion model for a virtual brain phantom.