A novel radiotherapy treatment planning based on dual-energy virtual monochromatic CT
| Project/Area Number |
19K17234
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 52040:Radiological sciences-related
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
山田 幸子 大阪大学, 医学部附属病院, 診療放射線技師 (40623054)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | dual-energy CT / 逐次近似再構成 / 画質評価 / 放射線治療計画 / 仮想非造影 / 撮影技術 / 線量分布 / CT / dual-energy / 放射線治療 / CT値 / 視覚心理学 / 電子密度 / 医学物理学 / 線量分布計算 / 仮想非造影画像 / ヨード造影剤 |
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| Outline of Research at the Start |
放射線治療を精度よく行うためには，(1)治療対象となる病変をX線CT画像上に明瞭に描出させたうえで，(2)どの方向からどのように放射線を照射すべきか，またその場合，どれだけの放射線が実際に病変やその周囲組織に吸収されるのかを検討しなければならない．ここで(1)のためにはヨード造影剤の投与が病変コントラスト向上に役立つことが多いが，(2)のためには造影剤がない方が精度が高く望ましい．そこで本研究では造影剤投与下１回のCT撮影で(1)および(2)を精度よく両立させる斬新な放射線治療計画法を提案し，その開発と実用化を目指す．
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| Outline of Annual Research Achievements |
放射線治療計画におけるCTの重要な役割は、標的体積の決定と線量分布計算である。前者はヨード造影剤によるコントラスト増強が有用であることが多く、対して後者はできるだけ組織本来のCT値を提供することが望ましい。そこで本研究では、dual-energy CTによる画像データから、前記２つの目的のそれぞれに相応しい画像を得ることを検討してきた。具体的には、(1)基礎的検討としてCT用ファントム試料を２種類の撮影管電圧にてdual-energy撮影し、さらに水、ヨード造影剤、脂肪のそれぞれを単独で含む試料も同様に撮影のうえ、管電圧の高低におけるそれら試料の画素値の挙動を解析することにより、ヨード成分を含む画素値からヨード成分を含まない画素値を推定する。また(2)dual-enegy撮影による被ばく線量の増加を抑制するため、逐次近似的再構成などにより、画像の視覚的印象を保ったうえで効果的にノイズ低減を図る方法を検討する。本研究ではこれらの基礎的検討を行うことを目的としてきたが、新型コロナウイルス感染症の影響により、とくに(1)のための実験実施に不可欠なdual-energy CT装置の使用が全面的に不可能となった（感染対策に基づく診療施設運用上の理由による）。このため研究の主目的を(2)に移行し、低線量撮影によるノイズ増加を逐次近似的手法で抑制した際に、どのようにそれが視覚的印象に影響を与え、そのことをどのように定量的に評価するのかについての検討を行った。その成果としては、CT画像の画像データそのものから画質指標を計算してもそれは視覚的印象をほとんど反映せず、画像観察のウインドウ条件を考慮した画質評価を行う必要があることを明らかにした。またこの検討の過程で、測定信号の信号モデルへの当てはめの最適化についても検討を行い、この成果はMRでの定量解析に応用可能であることをも示した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
研究実施に不可欠なdual-energy CT装置が新型コロナウイルス感染症診療エリアに設定されているため、同装置を実験目的で使用することができなくなり、実験を実施できていない。
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| Strategy for Future Research Activity |
CT装置が使用可能となれば当初の研究計画に沿って実験を実施する予定である。それまでの間は画質評価等に焦点を絞って研究を継続し、結果として研究成果の最大化を図る。
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Report
(5 results)
Research Products
(12 results)
