Microdosimetric modeling of biological effectiveness for boron neutron capture therapy considering intra- and intercellular heterogeneity in B distribution

ホウ素中性子捕捉療法の生物効果に対する細胞核内外のB濃度を考慮したマイクロドジメトリ解析

佐藤 達彦   ; 増永 慎一郎*; 熊田 博明*; 浜田 信行*

Sato, Tatsuhiko; Masunaga, Shinichiro*; Kumada, Hiroaki*; Hamada, Nobuyuki*

ホウ素中性子捕捉療法(BNCT)の治療効果は、使用するホウ素薬剤の細胞核内外における不均一性に依存する。本研究では、その不均一性を考慮したマイクロドジメトリ解析に基づく新たなBNCT治療効果推定モデルを提案する。モデルは、過去に重粒子線治療に対して提案したSMK(Stochastic Microdosimetric Kinetic)モデルを改良したものであり、粒子・重イオン輸送計算コードPHITSを用いて計算した細胞核レベルの吸収線量分布から治療効果を推定する。開発したモデルは、従来利用されてきた2つのホウ素薬剤による治療効果の違いを的確に表現可能であり、将来のBNCT治療計画の高度化のみならず、創薬研究においても重要な役割を果たすことが期待できる。

We here propose a new model for estimating the biological effectiveness for boron neutron capture therapy (BNCT) considering intra- and intercellular heterogeneity in B distribution. The new model was developed from our previously established stochastic microdosimetric kinetic model that determines the surviving fraction of cells irradiated with any radiations, their synergetic effect being taken into account. The model can predict the biological effectiveness of newly developed B compounds based on their intra- and intercellular distributions, and thus, it can play important roles not only in treatment planning but also in drug discovery research for future BNCT.