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Development of radiomics-based deformable image registration algorithm

Research Project

Project/Area Number 19K17161
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 52040:Radiological sciences-related
Research InstitutionIwate Medical University

Principal Investigator

Ieko Yoshiro  岩手医科大学, 医学部, 助教 (60825793)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
KeywordsRadiomics / DIR / 放射線治療 / 変形画像レジストレーション / 非剛体位置合わせ / 機械学習
Outline of Research at the Start

放射線治療における照射期間中の腫瘍縮小や患者の体形変化等に対応し正確な線量評価を行うために、高精度な画像レジストレーション技術が必要となっている。しかしながら、従来のアルゴリズムは不確かさによる再現性の問題や画像の過変形などの課題が存在する。そこで本研究では、画像の濃淡だけではなく、近傍部位との濃度差、画像パターン等により抽出した膨大な高次元画像特徴量を定量解析可能なRadiomics解析を応用することを考えた。真に精度向上に寄与する画像特徴量をRadiomics解析により抽出し、アルゴリズムに組み込むことによって、高精度な画像レジストレーションアルゴリズムの開発を試みる。

Outline of Final Research Achievements

In this study, we aimed to develop an algorithm that uses radiomics, which exploits the high-dimensional feature space of medical images, to further improve DIR accuracy.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で開発したradiomics解析を組み込んだ非剛体画像レジストレーション(deformable image registration: DIR)アルゴリズムは、より精度の高いDIRアルゴリズムとして期待される。より精度の高いDIRアルゴリズムによって、近年高精度化が進んでいる放射線治療の質を向上することにも貢献できると考えられる。画像を直接変形するこれまでのDIR研究とは発想が異なり、この分野の発展にも寄与できると考えられ、研究成果においては、国際学会での受賞や国内外での特許出願まで至り、高い評価を受けている。

Report

(6 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2024 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Book (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] Assessment of a computed tomography-based radiomics approach for assessing lung function in lung cancer patients2022

    • Author(s)
      Ieko Yoshiro、Kadoya Noriyuki、Sugai Yuto、Mouri Shiina、Umeda Mariko、Tanaka Shohei、Kanai Takayuki、Ichiji Kei、Yamamoto Takaya、Ariga Hisanori、Jingu Keiichi
    • Journal Title

      Physica Medica

      Volume: 101 Pages: 28-35

    • DOI

      10.1016/j.ejmp.2022.07.003

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Evaluation of four-dimensional cone beam computed tomography ventilation images acquired with two different linear accelerators at various gantry speeds using a deformable lung phantom2020

    • Author(s)
      Kadoya Noriyuki、Nemoto Hikaru、Kajikawa Tomohiro、Nakajima Yujiro、Kanai Takayuki、Ieko Yoshiro、Ikeda Ryutaro、Sato Kiyokazu、Dobashi Suguru、Takeda Ken、Jingu Keiichi
    • Journal Title

      Physica Medica

      Volume: 77 Pages: 75-83

    • DOI

      10.1016/j.ejmp.2020.07.030

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The impact of 4DCT-ventilation imaging-guided proton therapy on stereotactic body radiotherapy for lung cancer2020

    • Author(s)
      Ieko Yoshiro、Kadoya Noriyuki、Kanai Takayuki、Nakajima Yujiro、Arai Kazuhiro、Kato Takahiro、Ito Kengo、Miyasaka Yuya、Takeda Ken、Iwai Takeo、Nemoto Kenji、Jingu Keiichi
    • Journal Title

      Radiological Physics and Technology

      Volume: 13 Issue: 3 Pages: 230-237

    • DOI

      10.1007/s12194-020-00572-5

    • NAID

      130008113801

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Development of Radiomics-based Deformable Image Registration Algorithm2023

    • Author(s)
      Yoshiro Ieko, Noriyuki Kadoya, Hisanori Ariga
    • Organizer
      The 2nd International Conference on Radiological Physics and Technology
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Radiomics特徴量を用いた非剛体画像レジストレーションの精度評価2022

    • Author(s)
      家子 義朗, 角谷 倫之, 有賀 久哲
    • Organizer
      日本放射線腫瘍学会 第35回学術大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Radiomics特徴量を用いた肺機能推定モデルの開発2022

    • Author(s)
      家子 義朗, 角谷 倫之, 菅井 裕斗, 毛利 詩菜, 梅田 真梨子, 田中 祥平, 金井 貴幸, 市地 慶, 山本 貴也, 有賀 久哲, 神宮 啓一
    • Organizer
      日本放射線腫瘍学会 第35回学術大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Evaluation of CT-Based Radiomics Features for Predicting Parameters Measured Using a Pulmonary Function Test2020

    • Author(s)
      Y Ieko, N Kadoya, K Abe, S Tanaka, H Takagi, T Kanai, K Ichiji, T Yamamoto, H Ariga, K Jingu
    • Organizer
      2020 Joint AAPM | COMP Meeting
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Book] レディオミクス入門2021

    • Author(s)
      有村 秀孝、角谷 倫之
    • Total Pages
      338
    • Publisher
      オーム社
    • ISBN
      9784274226380
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] プログラム、画像変形方法及び画像変形装置2024

    • Inventor(s)
      家子義朗, 角谷倫之, 有賀久哲
    • Industrial Property Rights Holder
      家子義朗, 角谷倫之, 有賀久哲
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2024
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Overseas
  • [Patent(Industrial Property Rights)] プログラム、画像変形方法及び画像変形装置2023

    • Inventor(s)
      家子 義朗, 角谷 倫之, 有賀 久哲
    • Industrial Property Rights Holder
      家子 義朗, 角谷 倫之, 有賀 久哲
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2023-046694
    • Filing Date
      2023
    • Related Report
      2022 Research-status Report

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2025-01-30  

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