2016 Fiscal Year Annual Research Report
BNCT照射中の患者の動きに追従してリアルタイム線量評価を行うシステムの開発
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16H05236
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
熊田 博明 筑波大学, 医学医療系, 准教授 (30354913)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高田 健太 筑波大学, 医学医療系, 助教 (10640782)
粟飯原 輝人 筑波大学, 医学医療系, 准教授 (30268619)
照沼 利之 筑波大学, 医学医療系, 助手 (40361349)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 放射線治療技術学 / ホウ素中性子捕捉療法 / 患者位置合わせ / 治療計画 / モーションキャプチャー / モンテカルロ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
モーションキャプチャー技術を応用したBNCT用の患者位置合わせ装置と治療計画システムとの連携によるBNCT照射の位置制御高度化研究において、平成28年度は複数カメラを用いて照射中の患者の位置変動を計測する手法の検証を実施した。複数カメラをモックアップ施設内に設置し、模擬照射位置に人を配置してその動きをリアルタイムで計測できることを確認した。続いて実際のBNCT照射施設である筑波大学のリニアックベースBNCT施設（iBNCT）の照射室内にカメラを設置し、照射中の患者位置を計測できる環境を構築した。また、３Dプリンター技術を用いてBNCT照射中の患者の位置変化を可能な限り抑えて照射位置に固定する冶具の製作技術を開発した。
治療計画システムについては、照射条件が決定したプランに対して、患者の複数の各部位（鼻根部、鼻尖、外眼角、外耳等）の座標をDICOM-RTデータとして出力する機能を追加した。これらの開発整備により、実際のBNCT照射場を使ってシステムの検証を実施できる環境を整えた。
また、BNCT照射場を用いて円筒水ファントムに対する照射実験を実施した。この実験を治療計画システムで再現して照射シミュレーションを実施し、計算値と実験値との比較検証を開始した。単純モデルに対しては当治療計画システムで的確に線量評価を実施できることを確認した。また、肺ファントムに対する４D-CTも撮像し、呼吸性移動に対する治療計画システムによる線量評価特性についても評価を開始した。本評価は平成29年度も継続して実施する。
本研究成果は、BNCTの国際学会（ICNCT-17、米国ミズーリ大学）で発表するとともに、関連する技術の特許出願を行った。
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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
当初計画では患者の位置変動を逐次計測する技術については、開発期間を平成29年度上期まで実施する計画であったが、平成28年度中に実際の中性子照射場に試作機を設置することができ、計画よりも進展している。
治療計画システム側の開発についても、患者の位置情報を出力する機能開発は平成29年度に実施する計画であったが、平成28年度に前倒しして実施した。
一方、患者の動作範囲を予測する研究については、患者の体位（座位、臥位）によって変動範囲が異なり、評価項目が多岐にわたることから、まず、臥位照射での評価を実施し、平成2年度に座位照射等の評価を継続して実施することとした。
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| Strategy for Future Research Activity |
照射中の患者の位置変動の計測技術については、実際のBNCT照射室内に設置（平成28年度）した患者の位置計測装置について、装置単体での動作検証をファントム及び実際の人による計測実験を実施し、複数カメラによる患者の位置計測精度を検証する。検証結果に基づいてカメラ設置位置の変更調整を行うとともに、ソフトウェア等の高度化を行い、患者位置計測装置単体については完成させ、実際の臨床研究への導入を図る。また治療計画システムからの座標情報を取り込んで患者を照射位置に誘導する技術の精度評価と実用性の検証も行い、治療計画立案から患者の照射位置への位置合わせ、さらには照射中の患者位置変動を計測するまでの流れを実行できるシステムとして構築する。
治療計画システム単体についても実際のBNCT照射場での水ファントム実験、人体ファントム実験等を実施してシステムの線量評価精度の検証を行う。また４D-CTを活用した線量評価手法の構築による高精度化についても引き続き検討を行う。
想定される新しい技術（治療計画と患者位置計測技術の連携技術）等については、基盤技術の検証が取れ次第、特許出願、知財登録を行う。また、関連する学会（日本中性子捕捉療法学会、日本医学物理学会、国際中性子捕捉療法学会等）で発表するとともに、医学物理系の関連雑誌に論文投稿を行う。
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Research Products
(14 results)
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[Journal Article] Evaluation of fluoride-18-labeled boronophenylalanine-positron emission tomography imaging for the assessment of boron neutron capture therapy in patients with recurrent head and neck squamous cell carcinoma2016
Author(s)
T.Aihara, J.Hiratsuka, N.Fukumitsu, H.Ishikawa, N.Morita, H.Kumada, N.Kamitani, K.Ohnishi, M.Suzuki, H.Sakurai, T.Harada
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Journal Title
Otolaryngology
Volume: 6 (6)
Pages: 1-5
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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