ノンコプラナ3次元放射線照射における自動最適化に関する研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10670828
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 青木 幸昌 東京大学, 医学部・附属病院, 助教授 (40143474)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 寺原 敦朗 東京大学, 医学部・附属病院, 助手 (80237007) ; 小野木 雄三 東京大学, 医学部・附属病院, 講師 (90233593) ; 中川 恵一 東京大学, 医学部・附属病院, 講師 (80188896)
• Keywords: ノンコプラナ照射 / 3次元治療計画 / 自動最適化 / 線量分布 / インバースアルゴリズム / IMRT

Research Abstract

ノンコプラナ照射3次元治療計画の自動最適化用アルゴリズムに関して、以下の研究成果を得た。
#ノンコプラナ照射の最適化に関する簡単なアルゴリズムの作成
Beam's-eye-viewにより重要臓器を照射野に含まない入射角度を選択し、選択された角度について、ターゲット辺縁の線量を与えられた値とするように各門のウェイト設定するプログラムを作成した。
#ノンコプラナ照射の最適化に関する高度なアルゴリズムの作成
上の方法をさらに高精度化し、選択された角度について、ターゲット辺縁および内部の線量を設定線量に近づけ、かつ、要注意臓器の線量を一定以下に抑えるアルゴリズムを完成させた。
#最適化アルゴリズムの移植
これまでに開発した原体照射用治療計画装置に、上記のアルゴリズムを移植し、ノンコプラナ用最適化治療計画装置を完成させ、臨床応用を開始した。
#新しいノンコプラナ照射法として、歳差集光原体照射が開発された。これは、ライナックガントリーをC-armにマウントすることにより、ビームを歳差状に集中させるものである。歳差集光原体照射に対応する治療計画機能を開発し、臨床応用を開始した。
さらに、以上の研究成果を踏まえ、Intensity modulated radiotherapy(IMPT)に関する基礎的検討を行った。3-5方向からの固定ビーム入射方向に対して、1方向あたり10門程度を重ね合わせることで、インバースアルゴリズムを用いたIMRTを実現できることを明らかにした。決定臓器の被曝線量上限値、ターゲット線量の最大、最小値を与えることで、Intensity modulated beam profileを得ることに成功した。

Research Products

• [Publications] Nakagawa K.: "A Quantitative Analysis of Rat Osteoporosis Model with a Microfocus X-ray Tube and Digital Radiography System"Radiation Medicine. 17. 165-168 (1999)
• [Publications] Nakagawa K.: "Dosimetry of leakage doses from a mobile accelerator for IORT and legal issues for its clinical use in Japan"International Journal of Clinical Oncology. 4. 215-219 (1999)
• [Publications] Nakagawa K.: "Megavoltage CT-assisted stereotactic radiosurgery for thoracic tumors"International Journal of Radiation Oncology, Biology, Physics. (in print).
• [Publications] 中川 恵一: "改訂版 放射線治療ガイドブック"医療科学社. 243 (1999)