2016 Fiscal Year Research-status Report
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16K19224
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
金井 貴幸 山形大学, 医学部, 助教 (40764139)
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2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 放射線治療 / 適応放射線治療 / Cone-beam CT / 自動再計画 / 変形画像位置合わせ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
根治的放射線治療では、治療期間中に患者の体型の変化、腫瘍の縮小や増大、腫瘍周辺の正常臓器の位置の変化が生じるため、あらかじめマージンを付加した上で照射を行うことでこれらの影響を補償している。そこで、治療期間中に患者や腫瘍の変化に応じ治療計画の修正を頻回に行う適応放射線治療により、このマージンを縮小し、正常組織への線量低減と腫瘍線量の担保が可能になると考えられる。本研究は、三次元原体照射の治療計画を患者位置合わせ用のcone-beam CTを用いて再計画するソフトウェアを開発し、適応放射線治療を簡便に行うためのシステム構築を目的とする。三次元原体照射は本邦で行われている放射線治療の7割以上を占めることから、本研究で開発したシステムを現在行われている放射線治療の多くに用いることができる。また、三次元原体照射は強度変調放射線治療に比べ計画自体が単純であるため、事前の線量検証も不要である。そのため、患者位置合わせ用のcone-beam CTを撮像したその場で修正した治療計画を照射することが可能であると考えられる。
平成28年度は、治療中の腫瘍の縮小や患者の体型変化に応じ、治療計画を修正するプログラムの開発を行った。Cone-beam CTは計画CTに比べ一般に画質が劣るため、開発したプログラムのベンチマークとして初回治療時の計画CT画像とブースト治療時の計画CT画像を対象とし、患者の治療期間中の変形量を変形画像位置合わせにより算出した。変形画像位置合わせにはB-spline関数を用いた画像変形技術を用いた。また、開発したプログラムを用い、腫瘍近傍の変形量から多葉コリメータ位置の修正を行い、治療計画装置上で線量分布の評価を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
開発したアルゴリズムにより再計画された治療計画が、多葉コリメータの進行方向と垂直な方向に対する変形を正確に反映できないことが判明した。これは、変形量を多葉コリメータ位置に直接適用してしまうことにより生じると考えられる。また、再計画に要する計算時間も当初の目標とする5分を超えてしまっている。
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| Strategy for Future Research Activity |
体内の変形量を多葉コリメータに対し直接適用するこれまでのアルゴリズムを、変形量を多葉コリメータの投影輪郭に対し適用し、それを多葉コリメータ位置の修正に用いることで、間接的に多様コリメータ位置の修正を行うよう変更する予定である。また、現在は変形画像位置合わせを画像全体に適用しているため計算時間が長くなっているが、これを必要な範囲に絞り、最適化のパラメータを調整することで計算時間の短縮を図る。それでも不十分な場合にはプログラムコードの最適化及び並列化により高速化を図る。
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| Causes of Carryover |
平成28年度に予定していたプログラム開発環境の導入が予定より安価に実施できたため、次年度使用額が生じている。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成29年度に行う予定である実験用ファントムの製作及び実験結果の解析に使用する。
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