Development of treatment response prediction system for bone stereotactic body radiotherapy using image feature analysis
| Project/Area Number |
21K15775
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Review Section |
Basic Section 52040:Radiological sciences-related
|
|---|
| Research Institution | Komazawa University |
|---|
Principal Investigator |
中島 祐二朗 駒澤大学, 医療健康科学部, 講師 (20799530)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
|
|---|
| Keywords | 脊椎SBRT / 画像特徴量解析 / 放射線治療 / 機械学習 / radiomics / 転移性脊椎腫瘍 / 定位放射線治療 / 医学物理 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
近年、転移性骨腫瘍に対して1回大線量を用いる定位放射線治療が行われている。我々の最近の研究で、定位放射線治療は腫瘍制御が期待できるが、大線量による圧迫骨折のリスクがあることを示した。従来治療では線量分布の線量強度が均一なため、治療反応を処方線量で予測してきた。一方で、定位放射線治療は腫瘍に大線量を投与するために不均一な線量分布が用いられるため、処方線量を定義することができず、高精度に治療反応を予測するのは困難である。そこで本研究では深層学習および多様な画像処理を用いて、放射線治療前のCTやMRIの医療画像と線量分布から、患者個別の腫瘍制御および圧迫骨折を予測し、治療反応予測システムを開発する。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
転移性骨腫瘍は疼痛や脊髄圧迫を引き起こし癌患者の生活の質を低下させるため、対症療法として放射線治療が用いられる。近年、転移性骨腫瘍に対して腫瘍制御を目的に大線量の定位放射線治療が提案されおり、最新の第 3 相臨床試験は従来線量の治療に対する腫瘍制御の有効性 を報告している(R. Shayna et al. ASTRO, 2020) 。一方で定位放射線治療は大線量を用いることから圧迫骨折などの有害事象が発生するリスクがあり、先行研究は14%に圧迫骨折が起きたと報告している(S Faruqi et al., Neurosurgery, 2018) 。
本研究は高次元の画像特徴量を抽出する Radiomics解析と深層学習を組み合わせた治療反応予測モデルを構築し、放射線治療前のCTやMRIの画像と線量分布を入力することで、腫瘍制御と有害事象を高精度に予測するシステムを開発することを目的とし、脊椎定位放射線治療で治療した 164 例（VCF の発生は 52 例）をレトロスペクティブに解析した。
Radiomicsモデルを用いることで椎体圧迫骨折の予測精度が従来の臨床因子で予測する方法よりも改善することが明らかとなった（AUCが0.76から0.84に向上）。また、局所制御についても、Radiomicsモデルを用いることで従来法よりも予測精度が向上することを明らかにした（AUCが0.80から0.83に向上）。
|
Report
(3 results)
Research Products
(28 results)
-
-
-
-
-
-
-
-
[Presentation] Prediction of Vertebral Compression Fracture after Stereotactic Body Radiotherapy for Spinal Metastases Using Radiomics, Dosiomics, and Deep Learning Model2024
Author(s)
Ide S, Nakajima Y, Ito K, Kajikawa T, Taguchi K, Tsurumaki F, Suda Y, Kito S, Murofushi K, Fujita Y
Organizer
AAPM 66th Annual Meeting
Related Report
Int'l Joint Research
-
-
-
-
-
-
[Presentation] 脊椎SBRTにおける最適なGTV最小線量の予測パラメータに関する検討2023
Author(s)
鶴巻 郁也, 中島 祐二朗, 伊藤 慶, 井出 翔真, 須田 雄飛, 木藤 哲史, 喜久村 力, 深水 良哉, 室伏 景子, 萬 篤憲, 藤田 幸男
Organizer
日本放射線腫瘍学会第36回学術大会
Related Report
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
[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
4274226387
Related Report
-
