National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology
National Institute of Radiological Science: NIRS-Repository / 放射線医学総合研究所 学術機関リポジトリNot a member yet
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前立腺ダイナミック造影MRIにおけるwashout速度の被検者間比較のための 簡易定量法の開発
No full text【目的】ダイナミック造影MRI (DCE-MRI)では、組織内における造影剤濃度の経時的変化を画像化し、コンパートメントモデルを用いた薬物動態学的解析を行うことで、血流・血管透過性（血行動態）を定量的に評価することができる。血流が豊富な腫瘍では早期相での濃染とその後の早い洗い出しが見られることから、washout速度パラメータを定量的に評価することは、腫瘍の診断や治療効果判定に有用と期待される。一方、コンパートメントモデル解析では動脈血あるいは参照領域の時間濃度曲線を入力関数とした非線形最小二乗法による推定を行うため、計算が煩雑で推定精度が低い。そこで、washout速度を反映する簡易指標として、濃度曲線の積分値を用いたwashout-idxを検討してきた。しかし、このwashout-idxは同一被検者内での評価には有用であるが、血液入力関数の形状が異なる被検者間の比較では定量精度が低い。そこで本研究では、このwashout-idxを改良することで、被検者間の血液入力関数の個人差の影響を低減し、簡便・高精度にwashout速度を定量評価するための手法を開発する。【方法】本研究で提案するnormalized washout-idxは以下のように定義される。最初に対象となるDCE-MRIの各スライスに対して画素毎にwashout-idxを計算し、washout-idxマップを作成する（Wout）。次に、スライス全体のwashout-idxのヒストグラムから最頻値を求め、それを標準値としてWoutを正規化することで、被検者間の血液入力関数の影響を補正する（n_Wout）。この手法を前立腺腫瘍のDCE-MRIデータ11例に適用し、腫瘍、正常移行域、正常辺縁域のn_Woutを比較した。また、筋肉を参照領域とするコンパートメントモデル解析によりwashout速度パラメータ（kep_ratio）を求め、腫瘍領域におけるn_Woutとkep_ratioの相関を調べた。【結果】提案手法で求めたn_Woutは、前立腺腫瘍領域において、正常移行域、正常辺縁域に比べ有意に高かった。また、n_WoutはWoutに比べ、コンパートメントモデル解析により求めたkep_ratioと高い相関を示した。【結語】n_Woutは濃度曲線の積分値とヒストグラムの最頻値を用いた簡易指標であるが、計算時間が短くノイズにも強く、また血液入力関数の個人差による定量値への影響も低減できることから、washout速度の簡易定量法として有用であり、今後の臨床研究への応用が期待される。第53回日本磁気共鳴医学会大会conference poste
Development of an Antigen-Independent Dendritic Cell Therapy Using Tumor-Bin ding Antibodies Induced by Radiation Therapy
No full textRadiation therapy not only kills tumor cells but also modulates the immune m icroenvironment. In a B16F10-OVA tumor model, we found that tumor-binding an tibodies (TBAs) increased in serum seven days after local X-ray irradiation at 8 Gy. Here, we developed an antigen-independent dendritic cell (DC) thera py using these TBAs. Serum collected on day 7 post-irradiation was used to i solate TBAs, which were incubated with bone marrow-derived DCs (BMDCs) via F c receptor binding to generate TBA-loaded DCs (TBA-DCs). These showed enhanc ed antigen uptake and maturation. Intratumoral injection of TBA-DCs suppress ed tumor growth and induced tumor-specific cytotoxic T lymphocytes (CTLs) mo re effectively than control DCs. As TBAs reflect each host's tumor antigens, this strategy enables DCs to present patient-specific antigens without prio r profiling. This feature makes it suitable for tumors with unknown or varia ble antigens. By combining radiation-induced antibody responses with DC ther apy, TBA-DC offers a promising approach to personalized cancer immunotherapy and may have future clinical potential.第84回日本癌学会学術総会conference presentatio
[第58回講演奨励賞受賞記念講演] ダイヤモンドNV中心による光電流検出磁場センシング法の最適化
No full text社会実装への期待が高まっているダイヤモンドNV中心を用いたセンシング技術領域においては、光電流検出磁気共鳴法を利用したスピン状態の検出技術が有望視されており、AC磁場センシングの動作実証が報告されている。本研究ではデバイス応用を主眼にロックイン検出の導入やパルスシーケンス上の改善により磁場センシング感度の向上を実現した。発表ではその詳細のほか、さらなる感度向上にむけた最近の取り組みについても紹介する。第86回応用物理学会秋季学術講演会conference presentatio
多核種MRI ¹⁷O共鳴バードケージ型コイルの性能評価
No full text臨床で用いられるMRIは水素原子（¹H）を対象とするが、近年は¹⁷O、²³Naなどの多核種MRIが注目され、従来の形態学的情報に加えて代謝や機能情報の取得が期待されている。多核種の中でも、中性子を９個持つ¹⁷Oは自然界にほとんど存在しないMR感受性のある安定同位体であり、トレーサーとしての利用が注目されている。特に¹⁷Oで標識した生理食塩水（PSO17：physiological saline O17）は水トレーサーとして臨床応用が期待されており、¹⁷OのプロトンT2短縮効果を利用した間接法による臨床研究がこれまで日本を中心に進められてきた。近年では表面コイルを用いた¹⁷Oダイレクトイメージングである直接法の臨床試験も開始されており、今後はさらに磁場の均質性や定量性に優れたバードケージ型コイルのようなボリュームコイルを用いた直接法の応用が期待されている。そこで本研究では、こうした臨床応用に向けた¹⁷O直接法の基礎的検証として¹⁷O用バードケージ型コイルと、先行研究で使用した表面コイルを比較し、¹⁷O用バードケージ型コイルの特性を明らかにする。第53回日本磁気共鳴医学会大会conference poste
An application approach of LET- and charge-weighted quality factors to space LET measurements
No full textWe suggest a practical application of particle linear energy transfer (LET)- and charge (Z)-weighted quality factors, based on the track structure model such as QNASA, for LET-based radiation dosimetry in space. Z contribution factors varying with the galactic cosmic rays (GCRs) was evaluated based on the Monte Carlo calculation to derive LET- and Z-weighted quality factors (Q*). The Q* values under solar minimum conditions in free space differs by only a few percent from values obtained with spacecraft shielding or during the solar maximum spectrum. The contribution of GCR heavy components under Q* is approximately 9% smaller compared to QICRP of ICRP-60. While this variation is not substantially large considering ambiguities in dose evaluation in space, the Q* approach provides practical dose evaluation using LET measurements.The 28th Workshop on Radiation Monitoring for the International Space Station (WRMISS)conference presentatio
Recent progress on space radiation dosimetry: Artemis-I
No full textThe scope of human activities in space is expanding beyond the current International Space Station (ISS) to the Moon, Mars, and even further, with international efforts intensifying - most notably through the Artemis program. To enable sustainable human missions in deep space, addressing exposure to space radiation remains one of the critical challenges. Unlike low Earth orbit (LEO), which is partially shielded by Earth’s magnetic field, deep space presents a harsh radiation environment where cosmic radiation directly impacts astronauts. For over 15 years, the German Aerospace Center (DLR) has conducted the international DOSIS/DOSIS-3D experiments aboard the Columbus module of the ISS, measuring both the temporal variation and spatial distribution of radiation dose. In November 2022, with the launch of Artemis I, the MARE (Matroshka AstroRad Radiation Experiment) was carried out as the first attempt to assess the radiation environment beyond LEO. This experiment utilized phantoms and radiation protection vests to evaluate human radiation exposure risks in deep space. In this presentation, we introduce preliminary data obtained from passive dosimeters developed by QST and flown on the MARE experiment, and compare these results with measurements from the DOSIS-3D experiment conducted in the LEO environment.日本宇宙生物科学会第39回大会conference presentatio
放射線が油脂中に⽣成する脂質フリーラジカルのEPR スピントラッピング法による定量
No full text細胞内には複雑に入り組んだ脂質膜構造が存在しており、水相と油相が共存する場を築いている。水分子の放射線分解に由来するフリーラジカル種あるいは活性酸素種の生成については古くから多くの研究が行われており、その様子が明らかになってきている。しかしながら放射線による脂質中でのフリーラジカル生成の様子はよくわかっていない。そこで、放射線が油中に生じる脂質フリーラジカルをEPRスピントラッピング法を用いて定量的な検出法を開発した。この方法を用いて、放射線が生成する脂質フリーラジカルの局所生成濃度の評価を試みた。発表では、方法の開発経緯を紹介すると共に、脂質フリーラジカルの局所生成濃度の評価結果について解説する。第62 回放射線影響懇話会conference presentatio
PET-SPECT同時撮像を目指した頭部用Whole Gamma Imaging装置設計における散乱検出器のシミュレーションによる最適化
No full textPETとSPECTは共に認知症の診断に有用である。我々はPETとコンプトンイメージングを組み合わせたWhole Gamma Imaging (WGI)を応用しSPECTとPETの同時撮像が可能な頭部用装置の実現を目指している。本研究では代表的なSPECT核種から放出される141 keVと159 keVのγ線に対する感度をモンテカルロシミュレーションにより評価し、散乱検出器のシンチレータ素材と厚みを最適化した。計測自動制御学会 ライフエンジニアリング部門シンポジウム2025conference presentatio
In vivoで腫瘍 DNA を標的とする <SUP>191</SUP>Pt 標識化合物の開発および生物学的評価
No full text【背景】ナノスケールの短飛程放射線であるAuger電子を核医学治療に応用する場合、DNAへの薬物送達が重要とされているが、有効な薬剤はまだ確立されていない。本研究では、in vivoで標的腫瘍のDNAに結合する、新規191Pt標識化合物の開発を行う。【方法】Pt-191標識用配位子である Trithiol配位子、DNA結合分子のHoechst、前立腺特異的膜抗原を標的とするPSMAリガンドからなる、6種類の化合物を合成した。これらの191Pt標識体について、培養細胞や担癌マウスを用いて、DNA結合能やPSMA標的特異性、生体内安定性を評価した。【結果】6つの異なる191Pt標識体の比較から、Trithiol配位子とHoechstの間にPEGリンカーを挟み、Trithiol配位子とPSMAリガンドの間にC4リンカーを挟んだ[191Pt]Pt-THP3-4と3-8が、高いDNA結合能とPSMA標的特異性を有することが判った。これら2つの標識体は、担癌マウスにおいても、培養細胞とほぼ同等の高いDNA結合率を示した(〜1%)。【結論】In vivoでPSMA陽性腫瘍のDNAに効率よく結合する191Pt標識体の開発に成功した。第６５回日本核医学会学術総会conference presentatio
Investigation of Impurity Gas Cracking Catalysts for Tokamak Exhaust Gas Processing Systems
No full textIn a fuel cycle system for fusion demonstration reactor (DEMO), a palladium diffuser separates unburned fuel gas and impurity gas discharged from the reactor for the purpose of fuel recycling. Among the separated impurity gases, hydrocarbons and water vapor contain tritium in their molecular structures, so they are converted to tritium in the form of hydrogen molecules in the impurity conversion system in the Tokamak Exhaust Processing system (TEP), and then reused as fuel. Impurity gas containing tritium is converted using a catalytic reaction, but since it requires additional gas according to various impurity gases for conversion, it is composed of a multi-step conversion system, and the entire impurity conversion system is complicated. On the other hand, it is difficult to control the type and concentration of additive gases for impurity gases whose composition changes, and the use of additive gases should be avoided as much as possible. We are considering converting it to tritium in the form of hydrogen molecules by reaction between impurity gas species. Therefore, we are studying the rationalization of the impurity gas conversion system by understanding the competitive reaction on the catalyst and the reaction product gas that occur between methane, oxygen, and water vapor, which are the main impurity gases that are expected. In particular, the conversion of tritiated methane, which is the most difficult of the impurity gases to convert, is the key to system rationalization. In this study, we use (1) methane oxidation (CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O), (2) steam reforming (CH4 + H2O → CO + 3H2), and (3) water-gas shift reaction (CO + H2O → CO2 + H2), to clarify the catalysts, reaction temperatures, and gas compositions that are effective for methane conversion. The purpose of this study is to simplify the TEP. In the experiment, methane, water vapor, and oxygen, which are assumed to be impurity gases, were used as reaction gases. The reaction gas was passed in a reactor packed with a catalyst, and the gas component at the outlet of the catalyst reactor was measured with a gas chromatograph, and the conversion rate of methane was evaluated. In this presentation, we present the results of analyzing the methane conversion rate and its reaction product gas in various competitive reactions that occur under various conditions with different temperatures, concentrations, and compositions.14th International Conference on Tritium Science and Technology (Tritium2025)での研究発表conference poste