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Optimization of irradiation trajectory in omnidirectional irradiation space considering risk organ dose and physical interference of equipment

Research Project

Project/Area Number 18K07650
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 52040:Radiological sciences-related
Research InstitutionKyoto College of Medical Science

Principal Investigator

SAWADA AKIRA  京都医療科学大学, 医療科学部, 教授 (80543446)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 森山 真光  近畿大学, 理工学部, 准教授 (00283953)
石原 佳知  日本赤十字社和歌山医療センター(臨床研究センター), 放射線治療科部, 課長補佐 (60709351)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2020: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2019: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Keywords動的照射軌道 / 回転照射軌道 / 物理干渉 / 医学物理(学)
Outline of Final Research Achievements

We have devised a method for determining the optimum irradiation trajectory for a dynamic 3D rotary irradiation device that utilizes the degree of freedom of the treatment device and peripheral equipment and have demonstrated the usability. A risk map was generated using the presence or absence of geometrical passage of the treatment beam and the cumulative dose as an index, and the rotational irradiation trajectory that suppresses irradiation to normal tissue was automatically calculated. In the treatment plan using numerical data for lungs and brain, it was confirmed that irradiation to high-risk areas was minimized and intensive irradiation was performed to low-risk areas. In addition, we have implemented a device on the irradiation trajectory and a collision detection simulator for the patient and evaluated the accuracy using an optical position sensor.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

放射線治療装置による全方位からの複雑な軌道による照射が可能になってきたが、正常組織を回避し標的へ線量集中する軌道の決定は容易ではなく、複雑な照射軌道では、照射装置等と患者との干渉が生じる。本研究で開発した治療ビームの幾何学的な通過の有無や累積線量を指標として、正常組織への照射を抑制する回転照射軌道を自動的に計算する手法は、強度変調回転照射を含む回転型放射線治療に対し、照射空間の自由度を活かした最適化が可能であり、また、照射軌道上での機器や患者の干渉を実時間に検知し、臨床で安全な照射軌道の呈示が可能であることを示唆した。これらは、治療の高精度化と共に治療従事者への負荷の軽減への貢献する。

Report

(5 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] カウチの異なる放射線治療装置における線量再現性に関する検討2022

    • Author(s)
      末岡正輝、高木治行、冨士原将之、田ノ岡征雄、山下幹子、田邊裕朗、澤田晃、宮崎正義、岡田亘、中原隆太、小久保雅樹、山門亨一郎
    • Journal Title

      兵庫医科大学医学会雑誌

      Volume: 46 Pages: 101-107

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Verification of Dosimetric and Positional Accuracy of Dynamic Tumor Tracking Intensity Modulated Radiation Therapy2019

    • Author(s)
      Sueoka Masaki、Sawada Akira、Tanabe Hiroaki、Okada Yuki、Taniuchi Sho、Okuuchi Noboru、Tanooka Masao、Kokubo Masaki、Yamakado Koichiro
    • Journal Title

      International Journal of Medical Physics, Clinical Engineering and Radiation Oncology

      Volume: 08 Issue: 04 Pages: 211-224

    • DOI

      10.4236/ijmpcero.2019.84019

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 超音波画像照合装置を用いた前立腺照射中の経時的移動変化の検討2021

    • Author(s)
      樋口大規, 小野智博, 相澤理人, 柿野諒, 澤田晃, 中安直規, 伊藤仁, 坂本隆吏
    • Organizer
      第34回高精度放射線外部照射部会学術大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] ダイナミックウェーブアーク照射に対応した 照射経路の自動生成に関する研究-脳腫瘍に対する照射経路2021

    • Author(s)
      村嶋晃一, 澤田晃, 末岡正輝, 石原佳知, 小久保雅樹, 森山真光
    • Organizer
      電子情報通信学会2021年総合大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 動体追尾照射併用のIMRTにおける患者個別精度検証2020

    • Author(s)
      樋口 大規, 澤田 晃, 伊藤 誉志之, 英 奈都美, 小野 智博, 宮部 結城, 中安 直規, 伊藤 仁, 坂本 隆吏, 武村 哲浩
    • Organizer
      第33回高精度放射線外部照射部会学術大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 動体追尾 IMRT の線量と照射位置精度の検証2019

    • Author(s)
      末岡正輝,澤田晃,田邊裕朗,岡田雄基,奥内昇,小久保雅樹
    • Organizer
      4病院フォーラム
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Verification of dosimetric and positional accuracy for dynamic tumor tracking intensity modulated radiation therapy2019

    • Author(s)
      Sueoka Masaki、Sawada Akira、Tanabe Hiroaki、Okada Yuki、Taniuchi Sho、Okuuchi Noboru、Tanooka Masao、Kokubo Masaki、Yamakado Koichiro
    • Organizer
      Asia Oceania Conference of Medical Physics 2019
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 動体追尾照射併用のIMRTにおける位置精度および線量分布検証2019

    • Author(s)
      樋口大規、澤田晃、伊藤誉志之、英奈都美、小野智博、宮部結城、中安直規、伊藤仁、坂本隆吏、武村哲浩
    • Organizer
      第32回高精度放射線外部照射部会学術大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2023-01-30  

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