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Development of margin-less adaptive radiotherapy for patient organ deformations

Research Project

Project/Area Number 20K08132
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 InstitutionOsaka Metropolitan University (2022)
Osaka City University (2021)
Kyoto University (2020)

Principal Investigator

Mukumoto Nobutaka  大阪公立大学, 大学院医学研究科, 病院講師 (50736618)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords高精度放射線治療 / 適応放射線治療 / 医学物理 / 放射線治療 / 臓器変形
Outline of Research at the Start

難治性である進行がんにおいては、放射線感受性の高いリスク臓器が標的に広範囲に近接することが多く、体内の非剛体性変化に対して拡張領域であるマージンを付与するため空間的に線量を増加したい領域と低減したい領域が重複する。本研究は、回転型強度変調放射線治療において、日々の非剛体性変化に対して3D非線形変形ベクトルマップを逆投影法により照射野形状へ直接適応させることで、マージンを排除した新たな高精度放射線治療システムを開発する。標的の拡張領域を削減ですることで、腫瘍とリスク臓器が空間的に分離することになり、腫瘍とリスク臓器境界領域において線量分布が革新的に向上する。

Outline of Final Research Achievements

Dose distribution for targets and organs at risk is overlapped extensively due to the uncertainties of inter-fractional internal variation in advanced intractable cancers. We installed novel high-precision radiotherapy system, Elekta Unity, to adapt the dose distribution for the inter-fractional internal variation using high contrast daily MR images. We developed the novel high-precision radiotherapy system to adapt the dose distribution to the inter-fractional internal variations using the reference plan with high extendibility by decreasing the plan complexity of volumetric-modulated arc therapy.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

難治性である進行がんにおいては、放射線感受性の高いリスク臓器が標的に広範囲に近接することが多く、体内の非剛体性変化に対して拡張領域であるマージンを付与するため空間的に線量を増加したい領域と低減したい領域が重複する。本研究により、難治性である進行がんにおいて問題となる腫瘍およびリスク臓器の治療期間内の非剛体性変化に対して、基準計画を高品質に適応させることが可能になれば、治療成績の向上が期待される。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2022 2020

All Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] What is plan quality in radiotherapy? The importance of evaluating dose metrics, complexity, and robustness of treatment plans2020

    • Author(s)
      Hernandez Victor、Hansen Christian R?nn、Widesott Lamberto、B?ck Anna、Canters Richard、Fusella Marco、G?tstedt Julia、Jurado-Bruggeman Diego、Mukumoto Nobutaka、Kaplan Laura Patricia、Koniarov? Irena、Piotrowski Tomasz、Placidi Lorenzo、Vaniqui Ana、Jornet Nuria
    • Journal Title

      Radiotherapy and Oncology

      Volume: 153 Pages: 26-33

    • DOI

      10.1016/j.radonc.2020.09.038

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Reconstruction of Magnetic Resonance Volume with Biplanar Images for Magnetic Resonance -Guided Adaptive Radiotherapy with Generative Adversarial Networks2022

    • Author(s)
      De-Jun Zhou、Mitsuhiro Nakamura、Nobutaka Mukumoto、Keiko Shibuya
    • Organizer
      22nd Asia-Oceania Congress on Medical Physics, 2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Elekta Unityを用いた安全・高精度なMR画像誘導即時適応放射線治療2022

    • Author(s)
      椋本宜学、井口治男、柴田祐希、家永晃功、坂田元徳、長畑智政、佐原朋広、辰己大作、山崎仁美、遠藤弘子、椋本直希、松田尚悟、澁谷景子
    • Organizer
      第1 回日本 MR 画像誘導適応放射線治療研究会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 大阪公立大におけるMR-guided Adaptive Radiotherapy2022

    • Author(s)
      椋本宜学
    • Organizer
      第21回九州放射線治療システム研究会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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