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非剛体画像レジストレーションを使用した臓器の移動体積分布評価法の確立

Research Project

Project/Area Number 21K15846
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

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

Principal Investigator

三浦 英治  広島大学, 医系科学研究科(医), 特任講師 (50752078)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Keywords呼吸性移動 / 非剛体画像レジストレーション
Outline of Research at the Start

本研究課題では、放射線治療において重要である呼吸による臓器の動きを、従来の重心・辺縁で評価する方法でなく、移動体積分布評価という新しい概念を放射線治療分野に導入する。移動体積分布評価を行うことで、立体的に腫瘍の動きを把握することが可能になるため将来的には正常組織に照射される線量を低下することが可能であると考えている。呼吸で大きく動く部位として、肺腹部領域が想定されるが、治療前の位置決め等を使用して評価も想定しているため、適応放射線治療への応用も想定している。日々の腫瘍の縮小などの評価もできると考えている。

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では、放射線治療において重要である呼吸による臓器の動きを、従来の重心・辺縁で評価する方法でなく、移動体積分布評価という新しい概念を放射線治療分野に導入します。移動体積分布評価を行うことで、立体的に腫瘍の動きを把握することが可能になり、将来的には正常組織に照射される線量を低下することが可能であると考えている。呼吸で大きく動く部位として、肺腹部領域が想定されるが、治療前の位置決め等を使用して評価も想定しているため、適応放射線治療への応用も見込まれる。日々の腫瘍の縮小などの評価もできると考えている。
申請者が過去に提案しているVector Volume Histogram(VVH)は煩雑な仕組みであった。本研究課題では誰でも使用可能なシステム構築することを目的としている。本評価方法を使用することで、従来の重心・辺縁で評価する方法でなく、移動体積分布評価という新しい概念を放射線治療分野に導入する。
VVHの概念を広げるには誰でも使いやすいシステムを構築する必要がある。そのため、本研究では、DIRアルゴリズムを搭載している商用システムにプラグイン機能として追加することとした。ユーザーは、DIRの部分・インターフェイスに関してはすでに知っているため、追加プログラム分だけを習得するだけでよいと考えている。任意にデータを扱えるようにCSV形式で出力する機能を有することで、ユーザーが既存の表計算システムで評価も可能である。
その他の機能として、トラッキングバーによるVVH上での数値取得、X軸、Y軸の範囲変更をソフトウエアに導入した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

開発プログラムを外注を企業に相談し、現在開発中である。
全体的に順調に進展しており、ソフトウェアはおおむね完成し、前後・左右・頭尾方向のVVHヒストグラムを表示することが可能になった。また、CSV形式で出力が可能であり、ユーザーが自身の表計算ソフトで解析できる。
本ソフトウエアを、動体ファントムを使用して既知の量変化させたターゲットに適応したところ、精度は1mm以内で問題ないと考えている。

Strategy for Future Research Activity

VVHデータは、CSV形式で出力が可能になったが、自動で解析して表示するインデックスに関しては、どのインデックスを表示するか検討中である。

既知の移動量が知られているオープンデータを使用して臨床使用できるか判断していく予定である。

Report

(3 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (38 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (15 results) (of which Peer Reviewed: 14 results,  Open Access: 8 results) Presentation (23 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Development of a Phantom and Analysis Program for Assessment of Positional Accuracy of Image-guided Radiation Therapy2024

    • Author(s)
      Hayashi Kosuke、Miura Hideharu、Ozawa Shuichi、Habara Kosaku、Kawakubo Atsushi、Nakao Minoru、Okumura Takuro、Kunimoto Haruhide、Yamada Kiyoshi、Nozaki Hiroshige、Nagata Yasushi
    • Journal Title

      Japanese Journal of Radiological Technology

      Volume: 80 Issue: 2 Pages: 207-215

    • DOI

      10.6009/jjrt.2024-1389

    • ISSN
      0369-4305, 1881-4883
    • Related Report
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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Tolerance levels of mass density for adaptive helical tomotherapy using MVCT2023

    • Author(s)
      Tsunemine Shogo、Ozawa Shuichi、Nakao Minoru、Miura Hideharu、Saito Akito、Kawahara Daisuke、Onishi Yasuhiko、Onishi Takashi、Okawa Fumito、Terai Atsushi、Hashiguchi Taiki、Yamasaki Hidetoshi、Maruta Tsutomu、Murakami Yuji、Nagata Yasushi
    • Journal Title

      Journal of Radiation Research

      Volume: 64 Issue: 1 Pages: 195-201

    • DOI

      10.1093/jrr/rrac071

    • Related Report
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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effect of Target Changes on Target Coverage and Dose to the Normal Brain in Fractionated Stereotactic Radiation Therapy for Metastatic Brain Tumors2023

    • Author(s)
      Miura Hideharu、Kenjo Masahiro、Doi Yoshiko、Ueda Taro、Nakao Minoru、Ozawa Shuichi、Nagata Yasushi
    • Journal Title

      Advances in Radiation Oncology

      Volume: 8 Issue: 6 Pages: 101264-101264

    • DOI

      10.1016/j.adro.2023.101264

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Interfractional Liver Positional Motion Under Exhaled Breath Holding Based on Cone Beam Computed Tomography2023

    • Author(s)
      MIURA HIDEHARU、DOI YOSHIKO、NAKAO MINORU、OZAWA SHUICHI、KENJO MASAHIRO、NAGATA YASUSHI
    • Journal Title

      In Vivo

      Volume: 37 Issue: 4 Pages: 1822-1827

    • DOI

      10.21873/invivo.13273

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] CT number calibration audit in photon radiation therapy2023

    • Author(s)
      Nakao Minoru、Ozawa Shuichi、Miura Hideharu、Yamada Kiyoshi、Hayata Masahiro、et, al
    • Journal Title

      Medical Physics

      Volume: 51 Issue: 3 Pages: 1571-1582

    • DOI

      10.1002/mp.16887

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 5. Robust Techniques for Radiotherapy Treatment Plan2022

    • Author(s)
      Miura H
    • Journal Title

      Japanese Journal of Radiological Technology

      Volume: 78 Issue: 8 Pages: 882-888

    • DOI

      10.6009/jjrt.2022-2072

    • ISSN
      0369-4305, 1881-4883
    • Year and Date
      2022-08-20
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      2022 Research-status Report
  • [Journal Article] Influence of different air CT numbers for IVDT on the dose distribution in TomoTherapy MVCT2022

    • Author(s)
      Shogo Tsunemine, Shuichi Ozawa, Minoru Nakao, Hideharu Miura, Akito Saito, Daisuke Kawahara, Yasuhiko Onishi, Takashi Onishi, Taiki Hashiguchi, Yoshihisa Matsumoto, Tsutomu Maruta, Yuji Murakami, Yasushi Nagata
    • Journal Title

      Journal of Applied Clinical Medical Physics

      Volume: 24 Issue: 2

    • DOI

      10.1002/acm2.13835

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Stoichiometric CT number calibration using three-parameter fit model for ion therapy2022

    • Author(s)
      Nakao Minoru、Hayata Masahiro、Ozawa Shuichi、Miura Hideharu、Yamada Kiyoshi、Kawahara Daisuke、Miki Kentaro、Nakashima Takeo、Ochi Yusuke、Tsuda Shintaro、Seido Mineaki、Morimoto Yoshiharu、Kawakubo Atsushi、Nozaki Hiroshige、Habara Kosaku、Nagata Yasushi
    • Journal Title

      Physica Medica

      Volume: 99 Pages: 22-30

    • DOI

      10.1016/j.ejmp.2022.05.005

    • Related Report
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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Volumetric-Modulated Arc Therapy for Giant-Cell Tumor of Temporal Bone: An Illustrative Case Report.2022

    • Author(s)
      Kubo K, Kenjo M, Tominaga A, Magaki T, Kawabata H, Miura H, Nagata Y
    • Journal Title

      Case Report in Oncology

      Volume: 15 Issue: 3 Pages: 861-867

    • DOI

      10.1159/000526160

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Improved treatment robustness of postoperative breast cancer radiotherapy including supraclavicular nodes2022

    • Author(s)
      Miura Hideharu、Doi Yoshiko、Nakao Minoru、Ozawa Shuichi、Kenjo Masahiro、Nagata Yasushi
    • Journal Title

      Physics and Imaging in Radiation Oncology

      Volume: 23 Pages: 153-156

    • DOI

      10.1016/j.phro.2022.08.004

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Predictive gamma passing rate of 3D detector array-based volumetric modulated arc therapy quality assurance for prostate cancer via deep learning2022

    • Author(s)
      Takaaki Matsuura, Daisuke Kawahara, Akito Saito, Hideharu Miura, Kiyoshi Yamada, Shuichi Ozawa, Yasushi Nagata
    • Journal Title

      Physical and Engineering Sciences in Medicine

      Volume: 45 Issue: 4 Pages: 1073

    • DOI

      10.1007/s13246-022-01172-w

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      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Treatment planning comparison between dynamic wave arc and volumetric modulated arc therapies for prostate-cancer treatment.2022

    • Author(s)
      Miura H, Nakao M, Doi Y, Ozawa S, Kenjo M, Nagata Y.
    • Journal Title

      Med Dosim

      Volume: 47 Issue: 1 Pages: 48-53

    • DOI

      10.1016/j.meddos.2021.08.001

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      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Uncertainty in the positioning of patients receiving treatment for brain metastases and wearing surgical mask underneath thermoplastic mask during COVID-19 crisis2021

    • Author(s)
      Miura H, Hioki K, Ozawa S, Kanemoto K, Nakao M, Doi Y, Kenjo M, Nagata Y.
    • Journal Title

      J Appl Clin Med Phys

      Volume: 6 Issue: 6 Pages: 274-280

    • DOI

      10.1002/acm2.13279

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      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Feasibility of output quality assurance considering gantry angle using “Stealth Chamber”2021

    • Author(s)
      Miura H, Takeuchi F, Enosaki T, Yamada K, Ozawa S, Nagata Y.
    • Journal Title

      Polish Journal of Medical Physics and Engineering

      Volume: 27 Issue: 4 Pages: 299-302

    • DOI

      10.2478/pjmpe-2021-0035

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Impact on liver position under breath-hold by computed tomography contrast agents in stereotactic body radiotherapy of liver cancer2021

    • Author(s)
      Miura H, Ozawa S, Nakao M, Doi Y, Kubo K, Kenjo M, Nagata Y.
    • Journal Title

      Rep Pract Oncol Radiother

      Volume: 26 Issue: 6 Pages: 1035-1044

    • DOI

      10.5603/rpor.a2021.0131

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  • [Presentation] 前立腺患者に対する深層学習ベース自動輪郭描出の精度評価2024

    • Author(s)
      三浦英治,石原聡一郎,権丈雅浩,中尾稔,小澤修一,影本正之
    • Organizer
      第37回日本高精度放射線外部照射研究会
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    • Author(s)
      中尾稔,土井歓子,石原聡一郎,権丈雅浩,三浦英治,小澤修一,影本正之
    • Organizer
      第37回日本高精度放射線外部照射研究会
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      小澤修一,早田将博,金本賢司,三浦英治.中尾稔,山田聖,中島健雄,國本陽英,川久保淳,野崎浩茂
    • Organizer
      第37回日本高精度放射線外部照射研究会
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  • [Presentation] Determination of Initial Parameters of Stoichiometric CT Calibration MVCT Model2023

    • Author(s)
      Shogo Tsunemine,Shuichi Ozawa,Minoru Nakao,Hideharu Miura,Takashi Onishi,Mamoru Ichiki,Satoru Sugimoto, Tatsuya Inoue, Yuya Oki, Hiroaki Akasaka
    • Organizer
      The 125rd scientific Meeting of the Japan Society of Medical Physics
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      中尾稔,常峰將吾,中島里美,小澤修一,三浦英治,早田将博,中島健雄,越智悠介,奥村拓朗,國本陽英,川久保淳,羽原幸作,林宏祐
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      第126回日本医学物理学会学術大会
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    • Author(s)
      中尾崇,松浦貴明,三浦英治,早田将博,榎崎翼,山田聖
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  • [Presentation] 転移性脳腫瘍に対する多分割定位放射線治療中の標的と正常脳組織の線量変化2023

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      三浦英治,権丈雅浩,中尾稔,小澤修一,石原聡一郎,影本正之
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  • [Presentation] 限局期胃MALTリンパ腫におけるVMATと3D-CRTでの標的線量集中性,リスク臓器線量の比較2023

    • Author(s)
      石原聡一郎,権丈雅浩,三浦英治,中尾稔,小澤修一,影本正之
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      日本放射線腫瘍学会第36回学術大会
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  • [Presentation] Evaluation of inter-fractional lung tumor position reproducibility with vector volume histogram2023

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      Miura H,Ozawa S,Nakao M,Doi Y,kenjo M,Nagata Y
    • Organizer
      ESTRO International Oncology Forum 36
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Changes in target coverage and dose to the normal brain during fractionated stereotactic radiotherapy for metastatic brain tumors2023

    • Author(s)
      Miura H, Kenjo M, Doi Y, Ueda T, Nakao M, Ozawa S, Nagata Y
    • Organizer
      ASTRO Annual Meeting 65
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 肺癌根治治療後に出現した椎体オリゴメタスタシスに対して定位照射を施行した一例2022

    • Author(s)
      土井歓子,三浦英治,権丈雅浩,永田靖
    • Organizer
      第26回広島放射線治療研究会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 臓器の移動長評価について考えてみよう-DIRを使用した体積的評価法の提案2022

    • Author(s)
      三浦英治
    • Organizer
      放射線治療かたろう会第150回記念大会
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      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 3次元原体照射と強度変調回転照射法を用いた鎖骨上窩リンパ節を含む乳癌術後照射で発生した照射野接合部のCold-Spotに対する検討2022

    • Author(s)
      榎崎翼,中尾稔,三浦英治,山田聖
    • Organizer
      第38回日本放射線技師学術大会
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  • [Presentation] IGRTに関する第三者品質管理活動における解析プログラムの解析制度の検証2022

    • Author(s)
      林宏祐,三浦英治,羽原幸作,川久保淳,野崎浩茂,山田聖,小澤修一,永田靖
    • Organizer
      第50回日本放射線技術学会秋季学術大会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 左乳房深吸気息止め照射におけるPTVマージンの検討2022

    • Author(s)
      金本賢司,三浦英治,土井歓子,山田聖,永田靖
    • Organizer
      日本放射線腫瘍学会第35回学術大会
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  • [Presentation] 鎖骨上部を含む胸壁/温存乳房照射症例のロバスト治療計画の検討2022

    • Author(s)
      三浦英治,土井歓子,中尾稔,小澤修一,権丈雅浩,永田靖
    • Organizer
      日本放射線腫瘍学会第35回学術大会
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  • [Presentation] 物理・技術的品質管理支援活動で使用するウェブシステムの構築2022

    • Author(s)
      小澤修一,三浦英治,中尾稔,早田将博,林宏祐,山田聖,河原大輔,中島健雄,越智悠介,奥村拓朗,國本陽英,川久保淳,草場颯,野崎浩茂,羽原幸作,永田靖
    • Organizer
      日本放射線腫瘍学会第35回学術大会
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  • [Presentation] 鎖骨上部を含む胸壁照射の治療計画における自動輪郭作成ツールの有用性評価2022

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      中尾稔,土井歓子,三浦英治,植田太郎,権丈雅浩,小澤修一,永田靖
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      日本放射線腫瘍学会第35回学術大会
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  • [Presentation] MVCT用CT値-密度変換テーブルの空気のCT値が線量分布へ与える影響.日本放射線腫瘍学会第35回学術大会2022

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      常峰將吾,小澤修一,橋口大喜,中尾稔,三浦英治,大西孝志,大西康彦,松本佳久,河原大輔,齋藤明登,丸田力,村上祐司,永田靖
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      日本放射線腫瘍学会第35回学術大会
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  • [Presentation] PMRTのHybrid VMATにおける自動輪郭作成機能の評価2022

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      中尾稔,土井歓子,三浦英治,植田太郎,権丈雅浩,小澤修一,永田靖
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      第27回広島放射線治療研究会
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  • [Presentation] ガフクロミックフィルムEBT4のスキャン方向と側方応答アーチファクトの特性評価2022

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      三浦英治,小澤修一,岡杖俊也,榎崎翼,永田靖
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      第36回日本高精度放射線外部照射研究会
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  • [Presentation] 前立腺患者に対するDynamic wave arcとVMAT照射法の治療計画の比較2022

    • Author(s)
      三浦 英治, 土井 歓子, 中尾 稔, 小澤 修一, 権丈 雅浩, 永田 靖
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      第35回高精度放射線外部照射部会学術大会
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  • [Presentation] Positioning accuracy of patients receiving treatment for brain tumor with wearing a surgical mask2021

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      Hideharu Miura, Kazunari Hioki, Shuichi Ozawa, Kenji Kanemoto, Minoru Nakao, Yoshiko Doi, Masahiko Kenjo, Yasushi Nagata
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      日本放射線腫瘍学会第34回学術大会
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Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

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