2015 Fiscal Year Annual Research Report
4D-CBCTと治療計画CTの容積マッチング法による4D-IGRTの試み
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15H04899
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
清水 伸一 北海道大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (50463724)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
梅垣 菊男 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40643193)
高尾 聖心 北海道大学, 大学病院, 助教 (10614216)
松浦 妙子 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90590266)
宮本 直樹 北海道大学, 大学病院, 助教 (00552879)
木下 留美子 北海道大学, 大学病院, 助教 (70507582)
西岡 健太郎 北海道大学, 医学(系)研究科(研究院), その他 (80463743)
加藤 徳雄 北海道大学, 大学病院, 助教 (80572495)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 放射線治療 / 粒子線治療 / 陽子線治療 / 動体追跡装置 / コーンビームCT / 四次元放射線治療 / 4D-CT / 4D-CBCT |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、1.陽子線治療ガントリー設置の動体追跡装置の2軸X線透視装置を用い、ガントリー回転と同時にCBCT構成用透視画像を取得し、透視画像群からCBCT構成機能を用いて4D-CBCT画像を得る。2.複数の呼吸位相で構成された4D-CBCT画像の中から、治療計画用CTと同一呼吸位相の画像を選び出し、選択されたCBCT画像を用いて腫瘍及び正常組織への線量付与が治療計画時に想定したものと同一の状態であるか、許容範囲にあるかの評価を行う手法を検討し確立する。3.選択された治療時と同じ呼吸位相のCBCT画像を計算するのに用いられた透視画像を用い、2方向画像による面マッチングを用いたマーカーレス動体追跡放射線治療の可能性を模索する。
これらを目的としているが、そのうち平成27年度には、a. 動体追跡装置を装備した陽子線治療装置のガントリー回転を用い呼吸性移動を模することのできるファントム撮像を行った。この画像を使用して4D-CBCT画像の再構成を行なった。構成した複数のCBCT画像データ群から、目的のCBCTを選び出すためのアルゴリズム開発、ソフトウエア構築に着手した。
選び出したCBCT画像を構成するために用いた透視画像群の「元画像」を集積し、この元画像群についての解析、検討を行なった。各画像が保持している角度情報から、放射線治療を行なう際に動体追跡照射によってゲーティング用の参照画像として十分な情報を提供できる角度から元画像を得ているかどうかを検討した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ファントム実験による4D-CBCTの元画像取得および4D-CBCT画像の再構成は当初目的のごとく遂行することができた。治療療計画用CT撮像時と同じ呼吸位相を持った4D-CBCT画像を選び出すためのアルゴリズム開発、ソフトウエア構築には至らずこの点は年度実施計画から遅れている。
一方で、次年度の計画として正常ボランティアおよび陽子線治療を受ける患者で承諾を頂けた方において実際に人体での4D-CBCt撮像を行なうことを目標としていたが、本計画においては前年度である平成27年度中に画像データの取得が前倒しで実施された。今後実証試験を行なうためのプロトコル作成、倫理委員会での承認、臨床試験の立案や手続きを円滑に推進していくために必要な研究が順次実施されており概ね順調に進展しているものと判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度は、複数の呼吸位相を持った4D-CBCT画像群の中から、動体追跡放射線治療で用いる呼吸位相と同じ位相のデータセットを選択する手法を確立しソフトウエアに実装すること、動体追跡照射に用いるため、照射を行なうのと同じ呼吸位相にある際のCBCT再構成用元画像の取得、必要に応じて補完画像の作成を行なうこと、それだが選択できるようにすることを目標とする。さらに、この元画像を用いて、平面マッチングによるリアルタイムゲーティングを行なうための情報が提供できるようアルゴリズム開発を行なう。
昨年度前倒しに行なった患者での4D-CBCT画像の撮像とデータ取得を進めると共に、治療計画用CTとの間で呼吸位相の等価性を確認し、線量分布との関係性を評価する。また、治療計画の最適化の可能性についても検討を行なうこととする。
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[Journal Article] Development and evaluation of a short-range applicator for treating superficial moving tumors with respiratory-gated spot-scanning proton therapy using real-time image guidance2016
Author(s)
Matsuura T, Fujii Y, Takao S, Yamada T, Matsuzaki Y, Miyamoto N, Takayanagi T, Fujitaka S, Shimizu S, Shirato H, Umegaki K
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Journal Title
Phys Med Biol
Volume: 61(4)
Pages: 1515-1531
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Initial clinical experience of spot-scanning proton beam therapy using real-time-image gated proton-beam therapy system2015
Author(s)
Shimizu S, Katoh N, Kentaro N, Hashimoto T, Inoue T, Matsuura T, Takao S, Matsuzaki Y,Fujii Y, Tamura M, Onimaru R, Umegaki K, Shirato H
Organizer
4D Treatment Planning Workshop 2015
Place of Presentation
Dresden(Germany)
Year and Date
2015-11-26 – 2015-11-27
Int'l Joint Research
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[Presentation] Treatment of respiratory moving liver tumor using gated spot scanning proton beam therapy system with real-time tumor-tracking function2015
Author(s)
Shimizu S, Katoh N, Takao S, Matsuura T, Miyamoto N, Hashimoto T, Nishioka K, Yoshimura T, Matsuzaki Y, Kinoshita R, Nishikawa Y, Onimaru R, Umegaki K, Shirato H
Organizer
57th Annual Meeting of American Society of Therapeutic Radiology and Oncology
Place of Presentation
San Antonio(USA)
Year and Date
2015-10-18 – 2015-10-21
Int'l Joint Research
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