2016 Fiscal Year Annual Research Report
Quantitative evaluation for interfractional organ motion in radiation therapy.
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15K19837
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| Research Institution | National Cancer Center Japan |
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Principal Investigator |
小林 和馬 国立研究開発法人国立がん研究センター, 中央病院, レジデント (00747610)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 放射線治療 / 解剖学的標準化 / 三次元統計解剖学 / 非剛体レジストレーション、 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
体内臓器の移動や変化を定量的に把握することは、高精度放射線治療において必要不可欠な基盤技術である。本研究では、混合ガウス分布に基づいて点群間の対応を推定するアルゴリズムを放射線治療データや医用画像に応用し、腫瘍やリスク臓器が放射線治療中に移動、変形する様子を優れた精度で定量化する新たな方法論を確立した。
研究期間の前半においては、臓器の形状に基づいた非剛体レジストレーションを実際の臨床データに当てはめることで、子宮頸癌の小線源治療における正常組織への時空間的な線量合算のモデルを構築した。また、気管癌に対する小線源治療における時空間的な合算線量の分布が、晩期有害事象の発現部位の間に空間的な相関関係を示し、提案手法が実際の放射線照射後の有害事象の発現部位を予測できる可能性を示した。
当該年度においては、臓器の輪郭情報に基づいて画像同士の非剛体レジストレーションを行う手法を開発した。これを用いることによって、次世代の放射線治療装置として注目されているBNCT (ホウ素中性子捕捉療法) の効果発現に必須のホウ素運搬体であるBPAの体内分布が、F-FDGの集積に反映される腫瘍の高活動性部位と空間的に有意に相関して存在することを示した。BNCTは腫瘍内部の生物学的性質に基づいて腫瘍選択性を発揮するが、こうした知見は将来のPET-guided BNCTへの発展に貢献する可能性がある。
更に、当該手法を発展させることによって、解剖学的標準化とテンソル分解に基づいた空間統計解析手法を考案した。臨床因子に相関する情報の空間的パターンを医用画像データから抽出するための新規方法論として国内学会にて発表した。
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[Journal Article] In vivo spatial correlation between (18)F-BPA and (18)F-FDG uptakes in head and neck cancer.2016
Author(s)
Kazuma Kobayashi, Hiroaki Kurihara, Yoshiaki Watanabe, Naoya Murakami, Koji Inaba, Satoshi Nakamura, Akihisa Wakita, Hiroyuki Okamoto, Rei Umezawa, Kana Takahashi, Hiroshi Igaki, Yoshinori Ito, Seiichi Yoshimoto, Naoyuki Shigematsu, Jun Itami
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Journal Title
Applied Radiation and Isotopes
Volume: 115
Pages: 138-146
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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