リケラボ論文検索は、全国の大学リポジトリにある学位論文・教授論文を一括検索できる論文検索サービスです。

リケラボ 全国の大学リポジトリにある学位論文・教授論文を一括検索するならリケラボ論文検索大学・研究所にある論文を検索できる

リケラボ 全国の大学リポジトリにある学位論文・教授論文を一括検索するならリケラボ論文検索大学・研究所にある論文を検索できる

大学・研究所にある論文を検索できる 「甲状腺機能亢進症に対する放射性ヨウ素内用療法における投与放射能決定法の再構築と甲状腺吸収線量を用いる治療効果予測法の確立」の論文概要。リケラボ論文検索は、全国の大学リポジトリにある学位論文・教授論文を一括検索できる論文検索サービスです。

コピーが完了しました

URLをコピーしました

論文の公開元へ論文の公開元へ
書き出し

甲状腺機能亢進症に対する放射性ヨウ素内用療法における投与放射能決定法の再構築と甲状腺吸収線量を用いる治療効果予測法の確立

藤田, 尚利 名古屋大学

2021.06.02

概要

1. 序論
バセドウ病(別名グレーブス病)を含む甲状腺機能亢進症を対象とした放射性ヨウ素内用療法(以下,内用療法)は,甲状腺組織に取り込まれたヨウ素131によるベータ線照射により,甲状腺細胞を破壊し,甲状腺ホルモン産生を抑制する方法である.70年以上の歴史を持つ内用療法であるが,治療効果を左右するヨウ素131の投与放射能決定法については未だ確立されていない.投与放射能決定法として,1)全ての患者に一定量のヨウ素131を投与する方法(固定量投与法),2)目標とする甲状腺吸収線量が得られるように投与放射能を決定する方法,の2種類に分けられる.このうち,上記2)の方法で一般的に用いられているMarinelli-Quimbyの式(以下,Quimbyの式)は,1948年の論文で提示されたものであるため,報告当時には存在しなかったX線computed tomography(CT)画像やsingle-photon emission CT(SPECT)画像等,新たな技術を駆使して現代向けに再構築する必要がある.

一方で,甲状腺の治療効果予測法についても併せて議論しなければならない.内用療法は,甲状腺吸収線量が治療効果に直結することから,投与放射能の決定から実際の甲状腺吸収線量を得るまでに一元的な管理が望まれる.上述のように,投与放射能の決定法が定まらない理由は,内用療法に伴う甲状腺吸収線量が適切に測定できていないこと,その結果,治療効果が十分に予測できない点にあると考えている.元来,Quimbyの式は,目標とする甲状腺吸収線量を得るのに必要な投与放射能を逆算する式であるため,甲状腺吸収線量は目標値ないし推定値であり,実際の治療による甲状腺吸収線量や線量分布は不明のままである.よって,内用療法において投与放射能の決定から実際の甲状腺吸収線量を得るまで一元的な治療過程を管理できることは臨床的に意義が大きい.現状では,内用療法によって甲状腺機能が正常化するまでには数か月程度を要するため,採血等により甲状腺機能の経過を数か月間追うことで治療効果を判定している.これに対し,内用療法開始直後の画像データから甲状腺吸収線量や線量分布を実測する手法を確立できれば,その結果を治療効果予測に反映できると推論する.

以上の背景から,甲状腺機能亢進症を対象とした内用療法において,治療計画から治療効果判定までを一元的に管理するために,現代の画像診断システムの技術を取り入れて投与放射能決定法の再構築を行うことと,甲状腺吸収線量や線量分布から治療効果予測法を確立することを目的とした研究を行い,以下に示す二つの内容について成果を得た.

2. 甲状腺短径の測定長または測定断面積の違いによる甲状腺体積の変動-
X線CT画像を用いた甲状腺体積の楕円体近似法の検証-バセドウ病の患者に対して内用療法を実施するにあたり,Quimbyの式を用いて投与放射能を決定するには,各種指標(甲状腺体積,甲状腺ヨウ素摂取率およびヨウ素131の有効半減期)が必要である.このうち,甲状腺体積の測定は,超音波画像を用い,甲状腺を楕円体の集合として近似する楕円体近似法が最も一般的であるとされる.これに対して,X線CT画像から甲状腺領域を抽出して甲状腺体積を測定する方法もある.X線CT画像を用いると,超音波画像を用いる場合に比べて1)操作者依存が少ない,2)甲状腺を精度よく抽出することができる,というメリットがあるが,1)放射線被ばくが増加する,2)スライス毎のトレース作業が煩雑,といったデメリットがある.Quimbyの式を用いると,甲状腺体積の測定誤差は甲状腺吸収線量に直接反映される.その誤差が治療効果に影響を与える可能性があるため,正確な甲状腺体積測定が要求される.そこで,X線CT画像を用いて,三次元的に甲状腺領域を抽出することで得られた甲状腺体積をリファレンス体積(VCT)として,楕円体近似法で得られた甲状腺体積の測定精度や変動について検討した.その結果,甲状腺短軸面における短軸径や断面積の測定値によって,甲状腺体積が変動することを確認した.このうち,任意の短軸径を用いて甲状腺体積を測定し,複数分を平均した体積(Vellipsoid, mean)は,誤差が相殺され,VCTとの平均誤差はほとんどゼロになった.さらに,円相当径を用いた場合(Vellipsoid, Heywood)も,VCTと同等の甲状腺体積を求めるられることが分かった.しかし,楕円体近似による甲状腺体積は,近似による誤差として0~50%程度,中には50%を超える症例もあった.十分な測定精度を必要とする場合には,三次元的な甲状腺体積測定を行う必要があると結論付けた.

3. バセドウ病患者を対象としたSPECT定量画像とヨウ素の体内動態を用いた甲状腺吸収線量の算出法
内用療法における甲状腺吸収線量は,内用療法開始前に得られる上記の各種指標からQuimbyの式やEuropean Association of Nuclear Medicine(EANM)ガイドラインによる計算式を用いて推定している(以下,従来手法,DEANM).近年,SPECT/CT装置の登場により,SPECT画像の定量性が向上した.SPECT定量画像を用いて内用療法時のヨウ素131の取り込みを可視化し,実測したデータから甲状腺吸収線量やその分布を求める意義は大きく,この結果が治療効果予測につながる可能性もある.今日までにSPECT画像を用いた甲状腺吸収線量の計算方法は確立していないため,治療効果の予測に先立ち,内用療法時の甲状腺におけるSPECT定量画像を用いて甲状腺吸収線量を実測する手法を提案した(以下,提案手法,Dimage).

提案手法では,内用療法開始前に得られる甲状腺ヨウ素摂取率に加え,内用療法開始から24時間後に撮像したSPECT定量画像とMedical Internal Radiation Dose Committee(MIRD)が提供しているvoxel Svalueを用い,ボクセル単位で吸収線量を算出した(Dimage(x,y,z)).甲状腺領域内のDimage(x,y,z)の平均値をとし,さらにSPECT画像が部分容積効果の影響を受けていることを考慮し,部分容積効果補正係数WSPECT,PVCで除することにより,部分容積効果を補正した甲状腺吸収線量を算出した.

提案手法で得られた甲状腺吸収線量は,多くの症例で視覚的には均一に分布しているように見えたが,中には不均一な分布が目立つ症例も認めた.とDEANMを比較した結果,同一患者において,両手法で得られる甲状腺吸収線量はほぼ等しい値になり(;217.9±59.8Gy,DEANM;230.2±56.7Gy),両者の単回帰分析において強い相関関係を認めた.以上より,提案手法は従来手法と互換性があるといえる.さらに,提案手法は内用療法時の甲状腺ヨウ素摂取率とSPECT定量画像を用いているため,甲状腺におけるヨウ素131の分布は直接的に吸収線量を反映し,局所的なヨウ素の取り込みの程度を視覚化しているといえる.以上の結論として,線量-効果判定を行うにあたり,提案手法は現在の標準である内用療法開始前の線量測定の代替手段となり得ると結論付けた.

4. 結論
本研究で得られた成果は,内用療法におけるプレシジョン・メディシン,パーソナライズド・メディシンを推進するうえで一助となり,さらに他疾患を対象とした内用療法への応用も期待できる.将来,本研究を応用することで,甲状腺機能亢進症に対する放射性ヨウ素内用療法をはじめ,多くの内用療法において投与放射能と治療効果の関係が明確化され,より信頼性の高い治療法として再確立されるだろう.

この論文で使われている画像

参考文献

[1] Smith TJ, Hegedüs L. Graves' Disease. N Engl J Med. 2016; 375(16):1552– 1565.

[2] 医療情報科学研究所 編. 病気が見える vol.3: 糖尿病・代謝・内分泌. MEDIC MEDIA; 2008

[3] 西川光重, 成瀬光栄, 田上哲也, 伊藤公一 編. 甲状腺疾患診療マニュアル 改訂 第 3 版. 診断と治療社; 2020

[4] 日本甲状腺学会. 甲状腺疾患診断ガイドライン 2013. http://www.japanthyroid.jp/doctor/guideline/japanese.html#basedou. (アクセ ス日 2020/10/20)

[5] Burch HB, Burman KD, Cooper DS. A 2011 survey of clinical practice patterns in the management of Graves' disease. J Clin Endocrinol Metab. 2012; 97(12): 4549–4558.

[6] Silberstein EB, Alavi A, Balon HR, Clarke SE, Divgi C, Gelfand MJ, Goldsmith SJ, Jadvar H, Marcus CS, Martin WH, Parker JA, Royal HD, Sarkar SD, Stabin M, Waxman AD. The SNMMI practice guideline for therapy of thyroid disease with 131I 3.0. J Nucl Med. 2012; 53(10): 1633–1651.

[7] Marinelli LD, Quimby EH, Hine GJ. Dosage determination with radioactive isotopes; practical considerations in therapy and protection. Am J Roentgenol Radium Ther. 1948; 59(2): 260–281.

[8] 日本甲状腺学会「バセドウ病 131I 内用療法の手引き」作成委員会:バセドウ病 131I 内用療法の手引き.日本甲状腺学会, 京都, 2007

[9] 日本核医学会分科会, 腫瘍・免疫核医学研究会,甲状腺 RI 治療委員会 編. 甲状 腺癌の放射性ヨウ素内用療法に関するガイドライン 第 6 版. http://oncology.jsnm.org/files/pdf/thyroid-guideline_06_2018.pdf(アクセス日 2020/10/20)

[10] Stokkel MP, Handkiewicz Junak D, Lassmann M, Dietlein M, Luster M. EANM procedure guidelines for therapy of benign thyroid disease. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2010; 37(11): 2218–2228

[11] Hänscheid H, Canzi C, Eschner W, Flux G, Luster M, Strigari L, Lassmann M. EANM Dosimetry Committee series on standard operational procedures for pretherapeutic dosimetry II. Dosimetry prior to radioiodine therapy of benign thyroid diseases. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2013; 40(7): 1126–1134

[12] Hermans R, Bouillon R, Laga K, Delaere PR, Foer BD, Marchal G, Baert AL. Estimation of thyroid gland volume by spiral computed tomography. Eur Radiol. 1997; 7(2): 214–216.

[13] Shu J, Zhao J, Guo D, Luo Y, Zhong W, Xie W. Accuracy and reliability of thyroid volumetry using spiral CT and thyroid volume in a healthy, non-iodinedeficient Chinese adult population. Eur J Radiol. 2011; 77(2): 274–280.

[14] Lee SJ, Chong S, Kang KH, Hur J, Hong BW, Kim HJ, Kim SJ. Semiautomated thyroid volumetry using 3D CT: prospective comparison with measurements obtained using 2D ultrasound, 2D CT, and water displacement method of specimen. AJR Am J Roentgenol. 2014; 203(5): W525–532.

[15] Veres C, Garsi JP, Rubino C, Pouzoulet F, Bidault F, Chavaudra J, Bridier A, Ricard M, Ferreira I, Lefkopoulos D, de Vathaire F, Diallo I. Thyroid volume measurement in external beam radiotherapy patients using CT imaging: correlation with clinical and anthropometric characteristics. Phys Med Biol. 2010; 55(21): N507–519.

[16] Nygaard B, Nygaard T, Court-Payen M, Jensen LI, Søe-Jensen P, Gerhard Nielsen K, Fugl M, Hegedüs L. Thyroid volume measured by ultrasonography and CT. Acta Radiol. 2002; 43(3): 269–274.

[17] van Isselt JW, de Klerk JM, van Rijk PP, van Gils AP, Polman LJ, Kamphuis C, Meijer R, Beekman FJ. Comparison of methods for thyroid volume estimation in patients with Graves' disease. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2003; 30(4): 525– 531.

[18] Snyder WS, Ford MR, Warner GG, Watson SB. MIRD pamphlet No. 11: S, absorbed dose per unit cumulated activity for selected radionuclides and organs. New York; Society of Nuclear Medicine; 1975

[19] Berman M. MIRD pamphlet No. 12: kinetic models for absorbed dose calculations. New York; Society of Nuclear Medicine; 1977

[20] Siegel JA, Thomas SR, Stubbs JB, Stabin MG, Hays MT, Koral KF, Robertson JS, Howell RW, Wessels BW, Fisher DR, Weber DA, Brill AB. MIRD pamphlet No. 16: Techniques for quantitative radiopharmaceutical biodistribution data acquisition and analysis for use in human radiation dose estimates. J Nucl Med. 1999; 40(2): 37S–61S.

[21] Bolch WE, Bouchet LG, Robertson JS, Wessels BW, Siegel JA, Howell RW, Erdi AK, Aydogan B, Costes S, Watson EE, Brill AB, Charkes ND, Fisher DR, Hays MT, Thomas SR. MIRD pamphlet No. 17: the dosimetry of nonuniform activity distributions—radionuclide S values at the voxel level. J Nucl Med. 1999; 40(1): 11S–36S.

[22] Goodwin WE, Cassen B, Bauer FK. Thyroid gland weight determination from thyroid scintigrams with postmortem verification. Radiology. 1953; 61(1): 88– 92.

[23] Allen HC Jr, Goodwin WE. The scintillation counter as an instrument for in vivo determination of thyroid weight. Radiology. 1952; 58(1): 68–79.

[24] Malago R, D'Onofrio M, Ferdeghini M, Mantovani W, Colato C, Brazzarola P, Motton M, Mucelli RP. Thyroid volumetric quantification: comparative evaluation between conventional and volumetric ultrasonography. J Ultrasound Med. 2008; 27(12): 1727–1733.

[25] Schlögl S, Werner E, Lassmann M, Terekhova J, Muffert S, Seybold S, Reiners C. The use of three-dimensional ultrasound for thyroid volumetry. Thyroid. 2001; 11(6): 569–574

[26] Heywood H. Numerical definitions of particle size and shape. Chem. Ind. 1937; 56(7): 149–154

[27] Lin LI. A concordance correlation coefficient to evaluate reproducibility. Biometrics. 1989; 45(1): 255–268.

[28] McBride GB. A proposal for strength-of-agreement criteria for Lins Concordance Correlation Coefficient. NIWA Client Report 2005: HAM2005– 062.

[29] Peters H, Fischer C, Bogner U, Reiners C, Schleusener H. Radioiodine therapy of Graves' hyperthyroidism: standard vs. calculated 131iodine activity. Results from a prospective, randomized, multicentre study. Eur J Clin Invest. 1995; 25(3): 186–193.

[30] Huysmans DA, de Haas MM, van den Broek WJ, Hermus AR, Barentsz JO, Corstens FH, Ruijs SH. Magnetic resonance imaging for volume estimation of large multinodular goitres: a comparison with scintigraphy. Br J Radiol. 1994; 67(798): 519–523.

[31] Chapman EM. History of the discovery and early use of radioactive iodine. JAMA. 1983; 250(15): 2042–2044.

[32] Hertz S, Roberts A, Salter WT. Radioactive iodine as an indicator in thyroid physiology. IV. The metabolism of iodine in Graves' disease. J Clin Invest. 1942; 21(1): 25–29.

[33] Reinhardt MJ, Brink I, Joe AY, Von Mallek D, Ezziddin S, Palmedo H, Krause TM. Radioiodine therapy in Graves' disease based on tissue-absorbed dose calculations: effect of pre-treatment thyroid volume on clinical outcome. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2002; 29(9): 1118–1124.

[34] Grosso M, Traino A, Boni G, Banti E, Della Porta M, Manca G, Volterrani D, Chiacchio S, AlSharif A, Borsò E, Raschillà R, Di Martino F, Mariani G. Comparison of different thyroid committed doses in radioiodine therapy for Graves' hyperthyroidism. Cancer Biother Radiopharm. 2005; 20(2): 218–223.

[35] Carlier T, Salaun PY, Cavarec MB, Valette F, Turzo A, Bardiès M, Bizais Y, Couturier O. Optimized radioiodine therapy for Graves' disease: two MIRDbased models for the computation of patient-specific therapeutic 131I activity. Nucl Med Commun. 2006; 27(7): 559–566.

[36] Di Martino F, Traino AC, Brill AB, Stabin MG, Lazzer M. A theoretical model for prescription of the patient-specific therapeutic activity for radioiodine therapy of Graves' disease. Phys Med Biol. 2002; 47(9): 1493–1499.

[37] Dewaraja YK, Ljungberg M, Green AJ, Zanzonico PB, Frey EC, Bolch WE, Brill AB, Dunphy M, Fisher DR, Howell RW, Meredith RF, Sgouros G, Wessels BW. MIRD pamphlet No. 24: Guidelines for quantitative 131I SPECT in dosimetry applications. J Nucl Med. 2013; 54(12): 2182–2188.

[38] Ljungberg M, Celler A, Konijnenberg MW, Eckerman KF, Dewaraja YK, Sjögreen-Gleisner K, Bolch WE, Brill AB, Fahey F, Fisher DR, Hobbs R, Howell RW, Meredith RF, Sgouros G, Zanzonico P, Bacher K, Chiesa C, Flux G, Lassmann M, Strigari L, Walrand S. MIRD Pamphlet No. 26: Joint EANM/MIRD Guidelines for Quantitative 177Lu SPECT Applied for Dosimetry of Radiopharmaceutical Therapy. J Nucl Med. 2016; 57(1): 151–162.

[39] Hänscheid H, Lassmann M, Reiners C. Dosimetry prior to I-131-therapy of benign thyroid disease. Z Med Phys. 2011; 21(4): 250–257.

[40] Zeintl J, Vija AH, Yahil A, Hornegger J, Kuwert T. Quantitative accuracy of clinical 99mTc SPECT/CT using ordered-subset expectation maximization with 3-dimensional resolution recovery, attenuation, and scatter correction. J Nucl Med. 2010; 51(6): 921–928.

[41] Matsutomo N, Matsumoto S, Yamamoto T, Sato E. Validation of a calibration method using the cross-calibration factor and system planar sensitivity in quantitative single-photon emission computed tomography imaging. Radiol Phys Technol. 2017; 10(4): 439–445.

[42] Bockisch A, Jamitzky T, Derwanz R, Biersack HJ. Optimized dose planning of radioiodine therapy of benign thyroidal diseases. J Nucl Med. 1993; 34(10): 1632163–8.

[43] Rousset OG, Ma Y, Evans AC. Correction for partial volume effects in PET: principle and validation. J Nucl Med. 1998; 39(5): 904–911.

[44] Japanese engineering standards of radiological apparatus. JESRA X-0051*C2017 test condition and its expressions of gamma camera performances. Tokyo: Japanese engineering standards of radiological apparatus; 2017

[45] Thomas BA, Cuplov V, Bousse A, Mendes A, Thielemans K, Hutton BF, Erlandsson K. PETPVC: a toolbox for performing partial volume correction techniques in positron emission tomography. Phys Med Biol. 2016; 61(22): 7975–7993.

[46] Allahabadia A, Daykin J, Sheppard MC, Gough SC, Franklyn JA. Radioiodine treatment of hyperthyroidism-prognostic factors for outcome. J Clin Endocrinol Metab. 2001; 86(8): 3611–3617.

[47] Seed L, Jaffe B. Comparison of the tracer dose and the therapeutic dose of I131 as to thyroid uptake, effective half-life, and roentgen dosage. Radiology. 1954; 63(4): 551–561.

[48] Canzi C, Zito F, Voltini F, Reschini E, Gerundini P. Verification of the agreement of two dosimetric methods with radioiodine therapy in hyperthyroid patients. Med Phys. 2006; 33(8): 2860–2867.

[49] Gregory RA, Murray I, Gear J, Leek F, Chittenden S, Fenwick A, Wevrett J, Scuffham J, Tipping J, Murby B, Jeans S, Stuffins M, Michopoulou S, Guy M, Morgan D, Hallam A, Hall D, Polydor H, Brown C, Gillen G, Dickson N, Brown S, Wadsley J, Flux G. Standardised quantitative radioiodine SPECT/CT Imaging for multicentre dosimetry trials in molecular radiotherapy. Phys Med Biol. 2019; 64(24): 245013.

参考文献をもっと見る

全国の大学の
卒論・修論・学位論文

一発検索!

この論文の関連論文を見る