Development of a new optimization system to mitigate plan complexity for VMAT
| Project/Area Number |
21K15782
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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 | Kyoto University |
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Principal Investigator |
小野 智博 京都大学, 医学研究科, 特定助教 (90782657)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | VMAT / QA / 最適化 / 機械学習 / QA結果予測 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究の目的は、複雑な照射技法を伴う強度変調回転放射線治療(Volumetric-Modulated Arc Therapy: VMAT)における計画線量と実測線量との乖離に与える原因を特定すると共に、その克服により照射形状を最適化し、新たなVMAT最適化システムを構築することである。本システムの構築はVMATプランの複雑さを軽減し、効率的な最適化手法として確立され、計画された線量が実線量として患者へ安全かつ適切に照射される放射線治療の提供が可能となることが期待される。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題のうち、”③最適化手法の有用性評価及びVMAT最適化システムの構築”について研究を進めた。”①VMATプランにおける複雑さ指標の解析”および”②複雑さ軽減最適化手法の開発”にて作成したアルゴリズム(T Ono et al. Med Phys 2022)を用いて開発手法の有用性を評価した。当院にて2015年9月から2023年1月までに実施したVMATプランのうち、品質管理基準値を下回る症例を25例抽出し、その要因を追求した。主に小照射野を形成する多発脳メタに対する定位的VMATの症例にて品質管理基準を下回る症例において、治療計画装置における計算線量分布が影響することを明らかにした。この影響を解明するため異なる線量計算アルゴリズムとしてEclipse(Varian社製)搭載のanalytical anisotropic algorithm (AAA)とAcuros XB (AXB)において品質管理基準値 Gamma Passing Rate (GPR)を評価した。実測には多次元検出器であるArcCHECKを用いた。結果としてGPR (3%/3mm)はAAAで94.9±5.3%、AXBで76±4.3%であり、線量計算アルゴリズムによって差が生じることを明らかにした。本事象は主に小照射野における線量計算アルゴリズムの計算精度に依存するものであるが、本研究課題のVMAT最適化手法をより汎用的に構築するために、線量計算アルゴリズム情報を加味したシステムの構築を行っていく。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
研究計画調書のスケジュールよりも順調に進んでいる。本課題に関連する研究内容についても現在学術論文誌への執筆準備をしている。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究計画調書に基づき、"③最適化手法の有用性評価及びVMAT最適化システムの構築"を進めていく。
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Report
(2 results)
Research Products
(8 results)
