• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

放射線治療における経時的線量最適化治療技術に関する研究

Research Project

Project/Area Number 11J05720
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field 放射線科学
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

木田 智士  東京大学, 医学部附属病院, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2011 – 2013
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2013: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2012: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
KeywordskV CBCT / 散乱補正 / 画質改善 / 逐次近似再構成 / IGRT / 4D CBCT / Image quality / iterative reconstruction / VMAT / コーンビームCT / 呼吸性移動 / 4D-CT / IMRT / VMAT-CT / adaptive radiation therapy
Research Abstract

kV CBCTは, 画像誘導放射線治療(IGRT : image guided radiation therapy)において欠かせないツールである一方, 計画に用いられるFan-Beam CTに比べ画質が劣化しているため, 線量計算に用いるのは困難であることが知られている. kV CBCTにおいて画質が劣化する原因の一つは, 一度に大容積が撮影されるため, kV投影画像に被写体からの散乱成分が多く含まれるためである. この散乱線の影響は, 再構成画像において, アーチファクトや画素値の不確かさを生む原因となり, 線量計算において誤差を生じる. 近年さかんに研究, 開発が進められている適応型放射線治療(ART : adaptive radiotherapy)は, 治療毎に撮影されるkV CBCTを用いて, 治療毎に変化する患者さんの臓器の移動や変形の情報を考慮した高精度な線量評価を行い, 治療計画を経時的に最適化する治療法である. 本研究では、ARTにおける更なる高精度な線量評価に向けて、kV CBCTの画質改善に取り組んだ。近年, kV CBCTの画質改善のために行われている取り組みは大きく分けて2つ挙げられる. 一つは, 散乱補正であり, もう一つは, 逐次近似再構成法の利用である. 本研究では両者を組み合わせた散乱補正アルゴリズムを構築した. 正確な散乱分布の見積もりが可能なMonte Carloシミュレーションは, 計算コストの増大が懸念される. そこで, 本研究では, 散乱補正においては, 鉛コリメータを用いた散乱成分の実測と, Klein-Nishinaの散乱公式に基づく解析的な散乱シミュレーションを相補的に組み合わせることにより, 計算コストを抑え, 簡便かつ正確に二次元検出器(FPD : Flat panel detector)上での散乱分布を取得する方法を提案した.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

鉛コリメータを用いた散乱成分の実測と, Klein-Nishinaの散乱公式に基づく解析的な散乱シミュレーションを相補的に組み合わせることによる, 逐次最適化散乱補正アルゴリズムを構築し, 線量計算への利用可能性が示唆されるkVCBCT画像の画質改善に成功した.

Strategy for Future Research Activity

本研究では、方法論の構築とファントムによる定量解析に留まったが、今後、患者のkV CBCTに対して応用する予定である。この技術により, 患者の日々の臓器変化も考慮したkV CBCTを用いた線量評価と, それに基づくARTの発展に寄与することが期待される.

Report

(3 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2013 2012 2011

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (9 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] In-treatment 4D cone-beam CT with image-based respiratory phase recognition2012

    • Author(s)
      Kida S, Masutani Y, Yamashita H, Imae T, Matsuura T, Saotome N, Ohtomo K, Nakagawa K, Haga A
    • Journal Title

      Radiological Physics and Technology

      Volume: 25 Issue: 2 Pages: 1-9

    • DOI

      10.1007/s12194-012-0146-5

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 4D-CBCT reconstruction using MV portal imaging during volumetric modulated arc therapy2011

    • Author(s)
      Kida S, Saotome N, Masutani Y, Yamashita H, Ohtomo K, Niakagawa K, Sakumi A, Haga A
    • Journal Title

      Radiotherapy and oncology

      Volume: 100(3) Pages: 380-385

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Improvement of 4D CBCT image quality via iterative reconstruction2013

    • Author(s)
      Satoshi Kida, Yoshitaka Masutani, Masahiro Nakano, Keiichi N akagawa, Akihiro Haga
    • Organizer
      European society for radiotherapy and oncology
    • Place of Presentation
      ジュネーブ(スイス)
    • Year and Date
      2013-04-22
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] In-treatment 4D cone-beam CT with image-based respiratory phase reco gnition2013

    • Author(s)
      Satoshi Kida, Masutani Y, Yamashita H, Imae T, Matsuura T, Saotome N, Ohtomo K, Nakagawa K, Haga A.
    • Organizer
      第105回 日本医学物理学会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2013-04-14
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 放射線治療におけるCone-beam CTの画質改善2013

    • Author(s)
      木田 智士, 早乙女 直也, 中野 正寛, 芳賀 昭弘, 増谷 佳孝, 今江 禄一, 作美 明, 山下 英臣, 中川 恵一
    • Organizer
      第105回 日本医学物理学会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2013-04-11
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 逐次近似再構成方法による4次元Cone beam CT の画質改善2013

    • Author(s)
      木田智士
    • Organizer
      電気情報通信学会(医用画像研究会)
    • Place of Presentation
      那覇市ぶんかテンブス館(沖縄県)
    • Year and Date
      2013-01-24
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 繰り返し再構成方法によるCone beam CT の画質改善と被ばく低減の試み2012

    • Author(s)
      木田智士
    • Organizer
      電気情報通信学会(医用画像研究会)
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都)
    • Year and Date
      2012-09-04
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 放射線治療におけるCone-beam CTの画質改善2012

    • Author(s)
      木田智士
    • Organizer
      電気情報通信学会(医用画像研究会)
    • Place of Presentation
      沖縄テンブス那覇
    • Year and Date
      2012-01-20
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 4D-CBCT reconstruction using MV portal imaging during volumetric modulated arc therapy2011

    • Author(s)
      木田智士
    • Organizer
      第102回医学物理学会学術大会
    • Place of Presentation
      九州大学
    • Year and Date
      2011-09-29
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] VMAT(回転型強度変調放射線治療)中のPortal imagingを用いた4次元CTの開発2011

    • Author(s)
      木田智士
    • Organizer
      電気情報通信学会(医用画像研究会)
    • Place of Presentation
      産業総合研究所
    • Year and Date
      2011-09-06
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 4D-CT reconstruction using MV portal imaging during volumetric modulated arc therapy2011

    • Author(s)
      木田智士
    • Organizer
      European Society for radiotherapy and oncology
    • Place of Presentation
      Exeel Center, London
    • Year and Date
      2011-05-10
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Book] Rad Fan 3月号4次元コーンビームCTを用いた(4D-CBCT)を用いた肺腫瘍に対する放射線治療について2012

    • Author(s)
      木田智士
    • Total Pages
      4
    • Publisher
      メディカルアイ
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

URL: 

Published: 2011-12-12   Modified: 2024-03-26  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi