体幹部定位放射線治療における実線量分布を用いた腫瘍制御および副作用の予測法の構築

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K08692
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 今江 禄一 東京大学, 医学部附属病院, 診療放射線技師 (80420222)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山下 英臣 東京大学, 医学部附属病院, 講師 (70447407) ; 芳賀 昭弘 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (30448021) ; 辰己 大作 医療法人新明会都島放射線科クリニック(放射線治療研究開発部), 放射線治療研究開発部, 医学物理士 (60728848)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 体幹部定位放射線治療 / 強度変調回転照射法 / 治療中 / 対象内構造 / 実線量分布 / Flattening Filter Free

Outline of Annual Research Achievements

本研究では強度変調放射線回転治療（volumetric modulated arc therapy : VMAT）を用いた体幹部定位放射線治療（stereotactic body radiotherapy : SBRT）を実施し，実際に標的に与えられた吸収線量および対象内の線量分布（実線量分布）を評価することによって，SBRTによる腫瘍制御および正常組織の副作用を予測する方法を構築することを目的とした．当該年度は以下のことを実施した．
(1) VMATに利用するX線は平坦化フィルタを用いたビーム（Flattening Filter : FF）から平坦化フィルタを除いたビーム（Flattening Filter Free : FFF）に移行し，肺および前立腺に対してFFFモードによるVMAT-SBRTを実施した．昨年度実施したFFモードと同様の解析がFFFモードでも可能かどうか検討した．
(2) 治療中に収集した照射制御パラメータとコーンビームCT（cone beam computed tomography：CBCT）画像ならびに非剛体レジストレーション（deformable image registration : DIR）用いて治療中の線量分布を作成した．ここでは，対象は前立腺とした．
(3) (2)で作成した線量分布と治療計画を比較した．治療計画に対して計画標的体積内はほぼ予定通りに線量が投与され，照射範囲内で変位ベクトルが大きい領域に線量差が出やすいことが確認された．本手法の構築によって腫瘍制御や照射野付近の正常組織のリスクの正当な評価につながる．
(4) VMAT-SBRT に用いるビームがFFから超線量率が可能なFFFへの移行することによって，治療計画や治療効果，副作用，照射時間がどのように変化するか検討を行った．ここでは，対象は肺とした．治療計画や治療効果，副作用について有意差はなく，照射時間について優位に短縮していた．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

当該年度では，治療計画およびDIRの基礎的検討やCBCT画像の利用の検討に時間を要した．当該年度から前立腺がSBRTの保険適応となり，研究対象としたため前立腺に適応した解析方法を構築する必要があった．また，前年度に引き続き症例数を増やすなどに時間を要した．

Strategy for Future Research Activity

1. 積算線量分布の作成について，解析対象の症例数を増やす．
2. 治療計画およびDIRの基礎的検討を引き続き実施
3. CBCT画像を利用した積算線量分布の評価
4. SBRT後の肺および肝機能評価法の検討

Causes of Carryover

研究の遅れによって国際学会への参加および論文の投稿を見送ったため．

Expenditure Plan for Carryover Budget

翌年度では国際および国内学会の参加予定である．また，国際論文の投稿を目標として，英語論文の作成で必要な校閲費用を英語校閲費として計上しており，有効に活用する予定である．

Research Products

• [Journal Article] 電子ポータル画像装置を用いた前立腺癌に対する強度変調回転治療中の線量評価. (2016)
  • Author(s): 今江 禄一, 竹中 重治, 渡邉 雄一, 岡野 由香里, 根津 誠, 三枝 茂輝, 竹内 幸浩, 矢野 敬一, 芳賀 昭弘, 白石 憲史郎, 山下 英臣, 中川 恵一.
  • Journal Title: 日本放射線技術学会雑誌 Volume: 72 Pages: 1128-1136
  • DOI: http://doi.org/10.6009/jjrt.2016_JSRT_72.11.1128
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] FFF-VMAT-SBRTにおける非剛体レジストレーションを用いた4次元線量解析 (2016)
  • Author(s): 高橋渉、今江禄一、竹中重治、山下英臣、中川恵一、芳賀昭弘
  • Organizer: 日本放射線腫瘍学会第30回学術大会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館（京都府・京都市）
  • Year and Date: 2016-11-26
• [Presentation] Planning CT constraint cone beam CT reconstruction - A feasibility study (2016)
  • Author(s): 芳賀昭弘，馬込大貴，中野正博，古徳純一，名和要武，今江禄一，中川恵一
  • Organizer: 第112回日本医学物理学会学術大会
  • Place of Presentation: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県・宜野湾市）
  • Year and Date: 2016-09-10
• [Presentation] VMAT最適化におけるMLC速度制約のinterplay effectへの影響 (2016)
  • Author(s): 竹中重治，今江禄一，芳賀昭弘，名和要武，矢野敬一，中川恵一
  • Organizer: 第112回日本医学物理学会学術大会
  • Place of Presentation: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県・宜野湾市）
  • Year and Date: 2016-09-09
• [Presentation] Field-Of-View Expansion in Cone-Beam CT Reconstruction by Use of Prior Information. (2016)
  • Author(s): A Haga, T Magome, M Nakano, J Kotoku, K Nakagawa.
  • Organizer: American Association of Physicists in Medicine, 58th Annual Meeting & Exhibition
  • Place of Presentation: Washington Convention Center (Washington, D.C., USA)
  • Year and Date: 2016-07-31 – 2016-08-04
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 肺定位放射線治療中の呼吸信号および照射制御パラメータを用いた線量分布の再構成 (2016)
  • Author(s): 今江禄一
  • Organizer: 第72回日本放射線技術学会総会学術大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • Year and Date: 2016-04-16
  • Invited
• [Remarks] 東京大学医学部附属病院 放射線科 放射線治療部門 > 研究・業績
  • URL: http://u-tokyo-rad.jp/works/index.html