肺がんの放射線治療と心臓合併症の関連をAIツールで解明

Brigham and Women’s Hospitalの研究者ら（Mass General Brigham healthcare systemの創設メンバー）は、人工知能（AI）ツールを用いて、肺がんの治療計画の一環として、心臓のさまざまな部位が、異なる閾値の放射線に曝露された場合の特定の不整脈に関するリスクへの理解を促進した。

この結果はJACC: CardioOncology誌に掲載された。

「肺がん治療中の心臓への放射線被曝は、患者の心血管系に非常に深刻かつ速やかに影響を及ぼす可能性がある」と、責任著者であるBrigham and Women’s Hospital放射線腫瘍部門のRaymond Mak氏（MD）は述べた。

「われわれは、腫瘍内科医や心臓専門医だけでなく、放射線治療を受ける患者にも、肺がんを放射線で治療する際の心臓へのリスクについて情報を提供したいと考えている。」

医療におけるAIツールの出現は画期的であり、がん患者の治療計画への情報提供を含め、一連のケアをポジティブに再構築する可能性を秘めている。

全米トップクラスの統合学術医療システムであり、最大のイノベーション企業であるMass General Brighamは、医療の提供に責任をもってAIを統合することを伝えるため、新しい技術や新興技術に関する厳密な研究を実施する先導役となっている。

非小細胞肺がん（NSCLC）治療で放射線治療を受けている患者では、不整脈や心臓の不規則な拍動がよくみられる。

心臓は肺に非常に近いため、また、NSCLCは心臓の近くまたは周囲にあるため、心臓はがんを標的とした放射線の漏洩によって付随的な損傷を受ける可能性がある。

これまでの研究で、この種の心臓への曝露は一般的な心臓の問題と関連していることが判明している。

しかし、この微妙な研究は、さまざまな種類の不整脈のリスクが、病態生理学とさまざまなレベルの放射線に曝露される心臓の構造に基づいて大きく変わりうることを示した。

放射線照射を受けた心臓の基礎構造に関連する不整脈のタイプを分類するために、研究者らはマサチューセッツ州で局所進行NSCLCに対して放射線治療を受けた患者748例を対象にレトロスペクティブ解析を行った。

不整脈のサブタイプには、心房細動、心房粗動、その他の上室性頻拍、徐脈性不整脈、心室性頻脈性不整脈または心停止が含まれた。

研究チームの統計解析によると、患者の約6例に1例が、少なくとも1回はグレード3の不整脈を経験し、最初の不整脈が起こるまでの期間の中央値は2年であった。

グレード3に分類されるものは、介入が必要であったり、入院が必要であったりする重篤な事象とみなされる。

また、不整脈を経験した患者のほぼ3分の1が、主要な心有害事象を併発していることも判明した。

本研究で概説された不整脈の分類は、起こり得る心拍リズムの問題の範囲を完全に網羅しているわけではない。しかし著者らは、これらの観察結果は、想定される病態生理学的経路の理解を深め、放射線治療後の心毒性を最小化するための潜在的な手段を生み出すと指摘している。

彼らの研究は、被曝線量と予想される不整脈の種類の予測モデルも提供している。

将来的には、放射線腫瘍医が心臓専門医と協力して、心臓損傷のメカニズムと放射線治療との関連性をよりよく理解する必要があると研究者らは考えている。

さらに、不整脈を引き起こすリスクの高い特定の心臓部位から放射線曝露を積極的に遠ざけるために、最新の放射線治療を利用すべきである。

Mak氏によれば、本研究は、これまでの研究と併せて、サーベイランスやスクリーニングに役立ち、放射線腫瘍医に心臓のどの部位への放射線曝露を制限すべきかを示し、ひいては合併症を軽減することになるという。

「われわれが行ったことの中で興味深かったのは、AIのアルゴリズムを活用して、肺静脈や伝導系の一部のような構造をセグメント化し、患者700例以上の被曝線量を測定したことである。これによって、手作業を何ヵ月も省くことができた」と、Mak氏は述べた。

「つまり、本研究は臨床に影響を与える可能性があるだけでなく、放射線腫瘍学研究でAIの使用により発見を効率化し、より大規模なデータセットを作成するための道を開くものでもある。」