| Project/Area Number |
22K15812
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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 | National Cancer Center Japan |
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Principal Investigator |
中市 徹 国立研究開発法人国立がん研究センター, 中央病院, 医学物理士 (10935787)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
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| Keywords | 放射線治療CT / デュアルエナジーCT / 放射線治療計画 / 放射線治療 / 放射線治療計画CT / デュアルエナジー / 線量誤差 / 他施設共同研究 |
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| Outline of Research at the Start |
放射線治療（RT)では体内の組織の放射線量を推定するために、CT画像を用いたRT計画を行いX線の挙動を計算している。X線の挙動を推定するためには体内の電子密度を知る必要があり、既知の電子密度を有する模擬構造体をCT撮像し、CT値と電子密度の関係の紐づけを行っている。しかしながら、人体のCT画像は体内金属などの影響により、画像上にアーチファクト（AF)というエラーを生じ、CT値の誤差を生ずる場合がある。本研究では既知の電子密度を有する人体模擬構造物を作成し、AFが生じた場合の線量誤差を明らかにする。又、最新のCT装置に搭載されているAF低減法を利用し線量誤差改善度を評価する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、放射線治療において放射線治療計画を作成する際に必要となるCT画像に起因する投与線量の不確かさを定量するため、既知の電子密度を有し、体内のCT値に類似した人体模擬ファントムを作成し、再構成による影響や各種アーチファクト抑制方法（ビームハードニング、金属アーチファクト）を相対的に比較評価する事を目的としている。
具体的には、治療計画装置を用いて既知のCT値で上書きした画像を理想的な画像とし、各種再構成法によるCT値の誤差が治療計画で得られる線量分布に及ぼす影響を、骨盤部に該当する疾患を模擬した放射線治療計画を作成し腫瘍及びリスク臓器に対して評価する。
本年度は所属機関の異動によりCT機器を利用した実験が困難であった事および震災による被災の影響により研究の中断期間があったことにより理論的な再構築にとどまった。付随研究としてCT画像を用いたAI輪郭描出精度への影響および線量計算結果への影響を別の観点から評価を行い学会発表を行った。従来の再構成法を用いた場合においても人間の手による輪郭描出とAI輪郭描出で差がみられなかったことから、CT画像に起因する不確かさの評価において輪郭描出精度の影響は無視できる事が判明した。
また、当初の作成予定のファントムが作成できなかったことを考慮した代替え案を考察した。具体的には先行研究を参考に３Dプリンタを用いたファントムを作成する方法を用いることで電子密度およびCT値両方の調整の課程を省略可能と考えており、研究の遂行を促進することが期待できる。
来年度以降にファントムの発注等を行い研究の遂行に努める。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度は所属機関の異動により研究開始が遅れてしまった事、CT機器を利用した実験が困難であった事および震災による被災の影響により研究の中断期間があった。来年度より当初の研究機関で研究が再開可能となったため遂行に努める。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の推進方策としては、本年度に再構築した理論をもとに電子密度調整のための溶液とCT値を調整する造影剤をもとに人体等価な電子密度及びCT値を有する溶液の基礎的検討を行う。骨盤部を模擬したファントムを作成し、各種再構成法（AI再構成、ビームハードニング抑制、金属アーチファクト抑制）の影響を定量化し評価を行う。ファントムを作成後骨盤部に該当する放射線治療計画を作成し、理想的な線量分布を各種再構成法で得られた画像を用いた線量分布の差分評価を行う。加えて、疑似腫瘍部位・リスク臓器等の線量を詳細に比較を行う。また、他施設におけるCT装置に対しても同様の評価を行い、同様のアーチファクト抑制効果を有する再構成法におけるCT値に起因する不確かさの定量を行う。
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