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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Development of the new quality assurance method for four-dimensional real-time tumor-tracking radiotherapy

Research Project

Project/Area Number 15K21194
Research InstitutionYamaguchi University

Principal Investigator

椎木 健裕  山口大学, 医学部附属病院, 助教 (30610456)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords動体追跡放射線治療 / 画像誘導放射線治療 / 被ばく線量計算 / 品質管理 / 呼吸性移動
Outline of Annual Research Achievements

呼吸性移動を伴う部位に対する放射線治療の対策として、新型動体追跡装置の研究開発を行い、臨床導入を行ってきた。この装置は、2方向からのX線透視画像を用いることで、腫瘍近傍に留置した金属マーカの動きを画像処理により認識させ、腫瘍位置座標を算出する。この情報を基に、ある特定位置に金属マーカがきたときのみ放射線を照射する呼吸同期照射を可能とする。この治療は、X線透視による金属マーカのリアルタイムモニタリングにより初めて可能となる。しかし、ここで問題となるのが、X線透視による患者への被ばく線量である。
我々は、DICOM-RT情報、動体追跡装置のログファイルおよびモンテカルロ法を用いた動体追跡装置による被ばく線量計算システムを開発し、患者個別の被ばく線量を臓器毎に計算することを可能とした。本システムは、実測による測定値と2%以内の計算精度を達成することができた。
また、本システムを使用し、動体追跡装置を用いて肺腫瘍に対して体幹部定位放射線治療を実施した10症例において、被ばく線量を算出した。計画標的体積に対して、処方線量の最大で1.9%の線量増加、リスク臓器には高線量領域を確認したが、放射線障害が起こるほどの線量は確認しなかった。また、被ばく線量を低減するためには、呼吸同期照射の効率を向上させることを定量的に明らかにした。この成果は、Physics in Medicine and Biologyに掲載された。

  • Research Products

    (16 results)

All 2018 2017

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 1 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results)

  • [Journal Article] Swyer-James syndrome2018

    • Author(s)
      Hamada K, Oishi K, Hirano T, Shiinoki T, Shibuya K, Matsunaga K
    • Journal Title

      Am J Respir Crit Care Med

      Volume: 1 Pages: 130-131

    • DOI

      10.1164/rccm.201708-1691IM

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Estimation of patient-specific imaging dose for real-time tumour monitoring in lung patients during respiratory-gated radiotherapy.2018

    • Author(s)
      Shiinoki T, Onizuka R, Kawahara D, Suzuki T, Yuasa Y, Fujimoto K, Uehara T, Hanazawa H, Shibuya K.
    • Journal Title

      Phys Med Biol.

      Volume: 6 Pages: 065016

    • DOI

      10.1088/1361-6560/aab242

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Efficacy of patient-specific bolus created using three-dimensional printing technique in photon radiotherapy2017

    • Author(s)
      Fujimoto K, Shiinoki T, Yuasa Y, Hanazawa H, Shibuya K
    • Journal Title

      Phys Med.

      Volume: 38 Pages: 1-9

    • DOI

      10.1016/j.ejmp.2017.04.023

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 画像誘導・動体追跡放射線治療の臨床導入に向けた放射線治療技術の開発2017

    • Author(s)
      椎木健裕,澁谷景子
    • Journal Title

      BioClinica

      Volume: 7 Pages: 67-74

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of gantry speed on accuracy of extracted target motion trajectories and image quality in 4D-CBCT: Phantom study2017

    • Author(s)
      Yuasa Y, Shiinoki T, Fujimoto K, Hanazawa H, Uehara T, Koike M, Shibuya K
    • Journal Title

      Biomed. Phys. Eng. Express

      Volume: 3 Pages: 067001

    • DOI

      https://doi.org/10.1088/2057-1976/aa8ade

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Construction of a respiratory-induced lung tumor motion model using phase oscillator2017

    • Author(s)
      Naoto K, Fujii F, Shiinoki T, Shibuya K
    • Journal Title

      2017 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics (SMC)

      Volume: 1 Pages: 699-704

    • DOI

      10.1109/SMC.2017.8122689

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Investigation of Well-Balanced kV X-Ray Imaging Conditions between Skin Dose and Image Noise for Dynamic Tumor Tracking Irradiation2017

    • Author(s)
      Nakai T, Sawada A, Tanabe H, Sueoka M, Taniuchi S, Takayama K, Shiinoki T, Ishihara Y, Kokubo M
    • Journal Title

      International Journal of Medical Physics, Clinical Engineering and Radiation Oncology

      Volume: 6 Pages: 410-420

    • DOI

      10.4236/ijmpcero.2017.64037

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Estimation of Patient-specific Imaging Dose for Real-Time Tumor-Tracking in Lung During Respiratory-Gated Radiotherapy2017

    • Author(s)
      Shiinoki T, Kawahara D, Onizuka R, Suzuki T, Yuasa Y, Fujimoto K, Uehara T, Hanazawa H, Shibuya K
    • Organizer
      59th American Association of Physicists in Medicine
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effect of Gantry Speed on Accuracy of Extracted target motion trajectories and image quality in 4D-CBCT: phantom study2017

    • Author(s)
      Yuasa Y, Shiinoki T, Fujimoto K, Hanazawa H, Uehara T, Koike M, Shibuya K
    • Organizer
      59th American Association of Physicists in Medicine
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Patient-Specific Quality Assurance of Respiratory-Gated Radiotherapy for Lung Using New Real-Time Tumor-Tracking Radiotherapy System2017

    • Author(s)
      Shiinoki T, Uehara T, Sera T, Yuasa Y, Fujimoto F, Koike M, Hanazawa H, Shibuya K.
    • Organizer
      59th American Association of Physicists in Medicine
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Reproducibility of CT Ventilation Imaging Based On Breath-Hold CT Toward Functional Image-Guided Adaptive Radiotherapy for Lung2017

    • Author(s)
      Onozato Y, Shiinoki T, Hanazawa H, Shibuya K.
    • Organizer
      59th American Association of Physicists in Medicine
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Construction of a respiratory-induced lung tumor motion model using phase oscillator2017

    • Author(s)
      Kashibe N, Fujii F, Shiinoki T, Shibuya K.
    • Organizer
      2017 IEEE SMC
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 4D-CBCTのガントリ回転速度に対する腫瘍位置精度と画質に関する検討2017

    • Author(s)
      湯浅勇紀、椎木健裕、藤本昂也、世良竜大、上原拓也、澁谷景子
    • Organizer
      第45回日本放射線技術学会秋季学術大会
  • [Presentation] 超高線量率動体追跡放射線治療に向けたMV/kVの同時ばく射に関する追跡精度評価システムの開発2017

    • Author(s)
      上原拓也, 椎木健裕, 花澤豪樹, 小池正紘, 三品幸男, 加治木駿介, 田辺悦章, 澁谷景子
    • Organizer
      第45回日本放射線技術学会秋季学術大会
  • [Presentation] 高線量率MV照射による散乱線が肝動体追跡放射線治療における透視追跡精度に及ぼす影響2017

    • Author(s)
      花澤豪樹,椎木健裕,上原拓也,高橋昌太郎,小池正紘,湯浅勇紀,朴成哲,三品幸男, 加治木駿介, 田辺悦章, 澁谷景子
    • Organizer
      第30回放射線腫瘍学会学術大会
  • [Presentation] 最適化アルゴリズムの解像度がVMAT治療計画に及ぼす影響2017

    • Author(s)
      世良竜大、椎木健裕、田辺悦章、湯浅勇紀、上原拓也、澁谷景子
    • Organizer
      第30回放射線腫瘍学会学術大会

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Published: 2018-12-17  

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