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複合現実を用いた巨大子宮頸癌に対する腔内/組織内併用照射の術中支援システム開発

Research Project

Project/Area Number 22K15829
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

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

Principal Investigator

平井 隆太  埼玉医科大学, 医学部, 助教 (00749450)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
KeywordsMixed reality / Extended reality / Virtual reality / 子宮頸癌 / 密封小線源治療 / 放射線治療 / 放射線治療計画 / 術中支援 / Mixed Reality
Outline of Research at the Start

腔内/組織内併用照射(IC/IS)は巨大子宮頸癌の治療成績を大きく改善させた。しかし腫瘍浸潤部への組織内照射用ニードルアプリケータ(ニードル)刺入の経験不足、手技難易度の高さにより、国内実施率は約4割に留まっている。当センターにおける子宮頸癌の腔内照射件数全国1位の実績を活かし、複合現実(Mixed Reality)を利用した巨大子宮頸癌に対するIC/IS時のニードル刺入を術中に視覚的に支援するシステムを開発し、臨床導入を目指す。経験から判断していた刺入位置や、近接する正常臓器等を患者に投影し手技を行える。IC/IS導入、実施のハードルを下げ、子宮頸癌の治療戦略を大きく進歩させる。

Outline of Annual Research Achievements

組織内照射併用腔内照射(IC/IS)は巨大子宮頸癌の治療成績を大きく改善させた。しかしながら、腫瘍浸潤部へのニードルアプリケータ(ニードル)刺入の経験不足、手技難易度の高さにより、国内実施率は約4割に留まっている。本研究では以下の課題を解決し、複合現実(Mixed Reality)を利用した巨大子宮頸癌に対するIC/IS時のニードル刺入を術中に視覚的に支援するシステムを開発する。
1. ニードル刺入推奨領域を特定、可視化する。
2. CT画像や輪郭、線量分布等の治療計画情報と併せて仮想世界に取り込む。
3. 仮想世界と現実世界を複合する。
4. ニードル必要刺入本数を推定する。
1, 2 において、2022年度にニードル刺入推奨領域の特定、可視化およびCT画像や輪郭、線量分布等の放射線治療計画情報を含めた支援情報の3Dモデル化が完了した。本成果をまとめ、カナダのバンクーバーで開催されたAmerican Brachytherapy Society 2023 Annual Conferenceにて学会発表を行った。また4 において、2022年度に実臨床におけるニードル刺入本数の後方視的な解析が完了し、患者CT・MRI画像および腫瘍の輪郭情報を用いたニードル必要刺入本数の推定可能性が示唆された。本成果をまとめて論文執筆、投稿を行い2023年6月にAnticancer Reserch誌にPublishされた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

国内・国際学会発表、論文執筆等、対外的な公表を順次進めている。これらの成果を含めた一連の研究を国内および国外特許(PCT)出願済みである。また国立研究開発法人 科学技術振興機構(JST)の知的財産審査委員会にて審議を受け、PCT出願支援の対象となっている。現在移行希望国をJSTに提示し、移行費用支援の審査中である。

Strategy for Future Research Activity

引き続き本システムの実用化に向けた課題の解決を進める。併せて対外的な研究成果の公表、国内外の特許権の成立を目指す。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] Results of Definitive (Chemo)radiotherapy Using Computed Tomography-based Brachytherapy for Cervical Cancer2024

    • Author(s)
      AOSHIKA TOMOMI、NODA SHIN-EI、ABE TAKANORI、KUMAZAKI YU、HIRAI RYUTA、IGARI MITSUNOBU、SAITO SATOSHI、RYUNO YASUHIRO、IINO MISAKI、TAKEDA YUGA、OHTA TOMOHIRO、WATANABE JUN、TSUKAHARA KEITA、KATO SHINGO
    • Journal Title

      Anticancer Research

      Volume: 44 Issue: 4 Pages: 1583-1589

    • DOI

      10.21873/anticanres.16956

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Optimal Number of Needle Applicators Inserted in Combined Intracavitary and Interstitial Brachytherapy for Cervical Cancer2023

    • Author(s)
      HIRAI RYUTA、OHTA TOMOHIRO、IGARI MITSUNOBU、KUMAZAKI YU、IINO MISAKI、AOSHIKA TOMOMI、RYUNO YASUHIRO、SAITO SATOSHI、ABE TAKANORI、NODA SHIN-EI、KATO SHINGO
    • Journal Title

      Anticancer Research

      Volume: 43 Issue: 7 Pages: 3265-3271

    • DOI

      10.21873/anticanres.16501

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Results of computer tomography-based adaptive brachytherapy in combination with whole pelvic- and central-shielding external beam radiotherapy for cervical cancer2022

    • Author(s)
      Tomomi Aoshika, Shin-ei Noda, Takanori Abe, Yu Kumazaki, Ryuta Hirai, Mitsunobu Igari, Satoshi Saito, Yasuhiro Ryuno, Misaki Iino, Tomohiro Ohta, and Shingo Kato.
    • Journal Title

      Brachytherapy

      Volume: 21 Issue: 6 Pages: 783-791

    • DOI

      10.1016/j.brachy.2022.06.009

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Safety and efficacy of 25 Gy in 5 fractions of palliative radiotherapy for symptomatic pelvic tumors2022

    • Author(s)
      Tomomi Aoshika, Takanori Abe, Misaki Iino, Satoshi Saito, Yasuhiro Ryuno, Tomohiro Ohta, Mitsunobu Igari, Ryuta Hirai, Yu Kumazaki, Shin-ei Noda, Shingo Kato
    • Journal Title

      Anticancer research

      Volume: 42 Issue: 12 Pages: 6099-6103

    • DOI

      10.21873/anticanres.16122

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] A New Concept of a Mixed Reality-guided Intraoperative Visual Support System for Combined Intracavitary and Interstitial Brachytherapy for Cervical Cancer2023

    • Author(s)
      Ryuta Hirai, Masatsugu Hariu, Tomohiro Ohta, Mitsunobu Igari, Yu Kumazaki, Misaki Iino, Tomomi Aoshika, Satoshi Saito, Yasuhiro Ryuno, Takanori Abe, Shin-ei Noda, Shingo Kato.
    • Organizer
      American Brachytherapy Society 2023 Annual Conference
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A New Concept of a Mixed Reality-guided Intraoperative Visual Support System for Combined Intracavitary and Interstitial Brachytherapy for Cervical Cancer.2023

    • Author(s)
      Ryuta Hirai, Masatsugu Hariu, Ohta Tomohiro, Mitsunobu Igari, Yu Kumazaki, Misaki Iino, Tomomi Aoshika, Satoshi Saito, Yasuhiro Ryuno, Takanori Abe, Shin-ei Noda, Shingo Kato
    • Organizer
      American Brachytherapy Society 2023 Annual Conference
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 子宮頸癌に対する強度変調腔内照射の実現のための回転機構を有するタンデムアプリケータの開発2022

    • Author(s)
      平井隆太、熊澤琢也、熊﨑祐、猪狩光紳、大田朝宏、飯野美咲、青鹿友美、斎藤哲、龍野康弘、阿部孝憲、野田真永、加藤眞吾
    • Organizer
      第124回日本医学物理学会学術大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 複合現実を用いた巨大子宮頸癌に対する腔内/組織内照射時の術中支援システム開発2022

    • Author(s)
      平井隆太、針生将嗣、大田朝宏、猪狩光紳、熊﨑祐、飯野美咲、青鹿友美、斎藤哲、龍野康弘、阿部孝憲、野田真永、加藤眞吾
    • Organizer
      日本放射線腫瘍学会第35回学術大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 線源の自重の影響を考慮したタンデム・オボイドアプリケータ内実線源経路の同定2022

    • Author(s)
      平井隆太、熊﨑祐、猪狩光紳、大田朝宏、飯野美咲、青鹿友美、斎藤哲、龍野康弘、阿部孝憲、野田真永、加藤眞吾
    • Organizer
      小線源治療部会第24回学術大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 特許権2022

    • Inventor(s)
      平井隆太
    • Industrial Property Rights Holder
      埼玉医科大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 特許権2022

    • Inventor(s)
      平井隆太
    • Industrial Property Rights Holder
      埼玉医科大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Overseas

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Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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