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2019 Fiscal Year Research-status Report

炭素線治療における解剖学的変化に応じたリアルタイム照射ビーム生成法の研究

Research Project

Project/Area Number 17K09056
Research InstitutionGunma University

Principal Investigator

久保田 佳樹  群馬大学, 重粒子線医学推進機構, 助教 (40583076)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 大野 達也  群馬大学, 大学院医学系研究科, 教授 (10344061)
山口 充孝  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 放射線生物応用研究部, 主幹研究員(定常) (10375404)
酒井 真理  群馬大学, 大学院医学系研究科, 助教 (70727338)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2021-03-31
Keywords膵臓がん / 炭素線 / passive照射法 / リアルタイム / 制動放射 / ボーラス / adaptive
Outline of Annual Research Achievements

本研究はpassive照射法での炭素線治療中の患者の解剖学的な変化を検出し、その変化に応じてリアルタイムに照射ビームを変化させることを目的とする。この方法を実現するためには、体内(水中)に炭素線が通過した際に発生する制動放射を精度よく検出する技術と、その変化量に応じてpassive照射法でのビームを変化させるためのadaptive可変ボーラスを製作することが必要となる。
2019年度は内部の空洞領域の体積を変化可能なファントムを製作し、前年度に製作・改造したビームイメージングシステムを用いて実験を行った。空洞領域の厚さを0cmから3cmに0.3cmずつ変化させた状態でそれぞれ炭素イオン線を照射し、ビームモニタリングを行った。結果として、本手法を用いると空洞があるときのビームずれを0.2cmの精度で検出できることが明らかとなった。本内容については現在論文投稿中である。
またadaptive可変ボーラスについては板材の組み合わせ及び可動部分の設計を行った。
次年度は設計したadaptive可変ボーラスを製作し、炭素線での照射実験を行うことでビーム形状を変化させられることを確認する。また、ビームイメージングシステムと組み合わせた実験を行うことで、本提案システムの有用性を確認する。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

Adaptive可変ボーラスの製作及び試験がまだ出来ていない。

Strategy for Future Research Activity

次年度は、設計したadaptive可変ボーラスを製作し、炭素線での照射実験を行うことでビーム形状を変化させられることを確認する。また、ビームイメージングシステムと組み合わせた実験を行うことで、本提案システムの有用性を確認する。

Causes of Carryover

Adaptive可変ボーラスの製作が行えなかったため。
Adaptive可変ボーラスの設計は行ったので、次年度に製作し、実験する。

  • Research Products

    (26 results)

All 2020 2019

All Journal Article (12 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 12 results,  Open Access: 10 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Dose assessment for patients with stage I non-small cell lung cancer receiving passive scattering carbon-ion radiotherapy using daily computed tomographic images: A prospective study2020

    • Author(s)
      Li Yang、Kubota Yoshiki、Kubo Nobuteru、Mizukami Tatsuji、Sakai Makoto、Kawamura Hidemasa、Irie Daisuke、Okano Naoko、Tsuda Kazuhisa、Matsumura Akihiko、Saitoh Jun-ichi、Nakano Takashi、Ohno Tatsuya
    • Journal Title

      Radiotherapy and Oncology

      Volume: 144 Pages: 224~230

    • DOI

      10.1016/j.radonc.2020.01.003

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Improved iterative reconstruction method for Compton imaging using median filter2020

    • Author(s)
      Sakai Makoto、Parajuli Raj Kumar、Kubota Yoshiki、Kubo Nobuteru、Kikuchi Mikiko、Arakawa Kazuo、Nakano Takashi
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 15 Pages: e0229366

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0229366

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Development of a Vaginal Immobilization Device: A Treatment-planning Study of Carbon-ion Radiotherapy and Intensity-modulated Radiation Therapy for Uterine Cervical Cancer2019

    • Author(s)
      KUBOTA YOSHIKI、OHNO TATSUYA、KAWASHIMA MOTOHIRO、MURATA KAZUTOSHI、OKONOGI NORIYUKI、NODA SHIN-EI、TSUDA KAZUHISA、SAKAI MAKOTO、TASHIRO MUTSUMI、NAKANO TAKASHI
    • Journal Title

      Anticancer Research

      Volume: 39 Pages: 1915~1921

    • DOI

      10.21873/anticanres.13300

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Comparison between bone matching and marker matching for evaluation of intra- and inter-fractional changes in accumulated dose of carbon ion radiotherapy for hepatocellular carcinoma2019

    • Author(s)
      Kubota Yoshiki、Katoh Hiroyuki、Shibuya Kei、Shiba Shintaro、Abe Satoshi、Sakai Makoto、Yuasa Daichi、Tsuda Kazuhisa、Ohno Tatsuya、Nakano Takashi
    • Journal Title

      Radiotherapy and Oncology

      Volume: 137 Pages: 77~82

    • DOI

      10.1016/j.radonc.2019.04.026

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Evaluation of Intensity- and Contour-Based Deformable Image Registration Accuracy in Pancreatic Cancer Patients2019

    • Author(s)
      Kubota Yoshiki、Okamoto Masahiko、Li Yang、Shiba Shintaro、Okazaki Shohei、Komatsu Shuichiro、Sakai Makoto、Kubo Nobuteru、Ohno Tatsuya、Nakano Takashi
    • Journal Title

      Cancers

      Volume: 11 Pages: 1447~1447

    • DOI

      10.3390/cancers11101447

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Divided-volume matching technique for volume displacement estimation of patient positioning in radiation therapy2019

    • Author(s)
      Tashiro Mutsumi、Kubota Yoshiki、Torikoshi Masami、Ohno Tatsuya、Nakano Takashi
    • Journal Title

      Physica Medica

      Volume: 62 Pages: 1~12

    • DOI

      doi.org/10.1016/j.ejmp.2019.04.028

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Potential Pitfalls of Diaphragm Structural Matching in Carbon-ion Radiotherapy for Pancreatic Cancer2019

    • Author(s)
      ITABASHI YUSUKE、KUBOTA YOSHIKI、OKAMOTO MASAHIKO、TSUDA KAZUHISA、SHIBA SHINTARO、HOSHINO YOSHIHIKO、SUTO TAKAYUKI、OHNO TATSUYA、NAKANO TAKASHI
    • Journal Title

      Anticancer Research

      Volume: 39 Pages: 4351~4356

    • DOI

      10.21873/anticanres.13603

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Deep learning-assisted literature mining for in vitro radiosensitivity data2019

    • Author(s)
      Komatsu Shuichiro、Oike Takahiro、Komatsu Yuka、Kubota Yoshiki、Sakai Makoto、Matsui Toshiaki、Nuryadi Endang、Permata Tiara Bunga Mayang、Sato Hiro、Kawamura Hidemasa、Okamoto Masahiko、Kaminuma Takuya、Murata Kazutoshi、Okano Naoko、Hirota Yuka、Ohno Tatsuya、Saitoh Jun-ichi、Shibata Atsushi、Nakano Takashi
    • Journal Title

      Radiotherapy and Oncology

      Volume: 139 Pages: 87~93

    • DOI

      doi.org/10.1016/j.radonc.2019.07.003

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Dosimetric parameters predictive of nasolacrimal duct obstruction after carbon-ion radiotherapy for head and neck carcinoma2019

    • Author(s)
      Kubo Nobuteru、Kubota Yoshiki、Kawamura Hidemasa、Oike Takahiro、Sakai Makoto、Kumazawa Takuya、Miyasaka Yuhei、Okazaki Shohei、Kobayashi Daijiro、Sato Hiro、Mizukami Tatsuji、Musha Atsushi、Shirai Katsuyuki、Saitoh Jun-ichi、Yokoo Satoshi、Chikamatsu Kazuaki、Ohno Tatsuya、Nakano Takashi
    • Journal Title

      Radiotherapy and Oncology

      Volume: 141 Pages: 72~77

    • DOI

      10.1016/j.radonc.2019.07.022

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Carbon-ion Radiotherapy for Isolated Lymph Node Metastasis After Surgery or Radiotherapy for Lung Cancer2019

    • Author(s)
      Shirai Katsuyuki、Kubota Yoshiki、Ohno Tatsuya、Saitoh Jun-ichi、Abe Takanori、Mizukami Tatsuji、Mori Yasumasa、Kawamura Hidemasa、Akahane Keiko、Nakano Takashi
    • Journal Title

      Frontiers in Oncology

      Volume: 9 Pages: 931

    • DOI

      10.3389/fonc.2019.00731

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Compton imaging with 99mTc for human imaging2019

    • Author(s)
      Sakai Makoto、Kubota Yoshiki、Parajuli Raj Kumar、Kikuchi Mikiko、Arakawa Kazuo、Nakano Takashi
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 9 Pages: 12906

    • DOI

      10.1038/s41598-019-49130-z

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Comparison of Dose Distributions When Using Carbon Ion Radiotherapy Versus Intensity-modulated Radiotherapy for Hepatocellular Carcinoma With Macroscopic Vascular Invasion: A Retrospective Analysis2019

    • Author(s)
      SHIBA SHINTARO、SHIBUYA KEI、KAWASHIMA MOTOHIRO、OKANO NAOKO、KAMINUMA TAKUYA、OKAMOTO MASAHIKO、KUBOTA YOSHIKI、NAKANO TAKASHI、OHNO TATSUYA
    • Journal Title

      Anticancer Research

      Volume: 40 Pages: 459~464

    • DOI

      10.21873/anticanres.13974

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Feasibility of carbon ion radiotherapy as a new technique in the treatment of retroperitoneal neuroblastoma2019

    • Author(s)
      SC Huijskens, Y Kubota, BV Balgobind, J Visser, IWEM van Dijk, GOR Janssens, T Ohno, A Bel
    • Organizer
      PROS conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 炭素線治療における治療室CTの重要性、今後の発展について2019

    • Author(s)
      久保田佳樹、田代睦、大野達也
    • Organizer
      第118回医学物理学会学術大会
    • Invited
  • [Presentation] Development of Generating High-Quality Images using Deep Learning for Patient Positioning in Prostate Cancer of Carbon-Ion Radiotherapy2019

    • Author(s)
      久保田佳樹、早山幸憲、岡本直也、安部聖、想田沙紀、河村英将、田代睦、大野達也、中野隆史
    • Organizer
      第118回医学物理学会学術大会
  • [Presentation] Divided-volume matching technique for volume displacement estimation at patient positioning2019

    • Author(s)
      田代睦、久保田佳樹、大野達也
    • Organizer
      第118回医学物理学会学術大会
  • [Presentation] Improvement of reconstruction algorithm for compton camera2019

    • Author(s)
      M Sakai, RK Parajuli, Y Kubota, N Kubo, M Kikuchi, K Arakawa, T Nakano
    • Organizer
      IEEE Nuclear Science Symposium (NSS) and Medical Imaging Conference (MIC)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Operation statistics of Gunma University Heavy Ion Medical Center2019

    • Author(s)
      H Souda, K Yusa, H Shimada, A Matsumura, Y Kubota, M Kawashima, M Sakai, M Tashiro
    • Organizer
      ARW2019
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 膵臓がん患者画像における画素値及び輪郭ベースの変形レジストレーションの精度評価2019

    • Author(s)
      久保田佳樹、岡本雅彦、Yang Li、柴慎太郎、大野達也、中野隆史
    • Organizer
      日本放射線腫瘍学会第32回学術大会
  • [Presentation] 膵臓がんの炭素線治療における日々の変化に対する骨照合と腫瘍照合時の合算線量の評価2019

    • Author(s)
      久保田佳樹、岡本雅彦、板橋佑典、柴慎太郎、津田和寿、大野達也、中野隆史
    • Organizer
      日本放射線腫瘍学会第32回学術大会
  • [Presentation] Dose assessment for patients with stage ⅠNSCLC receiving carbon ion radiotherapy using daily CT images2019

    • Author(s)
      Y Li, Y Kubota, N Kubo, T Mizukami, M Sakai, H Kawamura, D Irie, N Okano, K Tsuda, JI Saitoh, T Ohno, T Nakano
    • Organizer
      日本放射線腫瘍学会第32回学術大会
  • [Presentation] 前立腺がんの炭素線治療における日々の変化に対する垂直ビームと水平ビームの比較2019

    • Author(s)
      横山絢香、久保田佳樹、安部聖、河村英将、佐藤浩央、宮坂勇平、久保亘輝、津田和寿、須藤高行、大野達也、中野隆史
    • Organizer
      日本放射線腫瘍学会第32回学術大会
  • [Presentation] 頭頸部癌重粒子線治療後の鼻涙管閉塞の解析2019

    • Author(s)
      久保亘輝、久保田佳樹、河村英将、酒井真理岩、岩井梨紗、今村文香、松井利晃、佐藤浩央、横尾聡、近松一郎、大野達也 央、横尾聡、近松一朗、大野達也
    • Organizer
      日本放射線腫瘍学会第32回学術大会
  • [Presentation] Evaluation of intensity-, contour-based, and hybrid deformable image registration accuracy for pancreatic cancer patient images2019

    • Author(s)
      Y Kubota, M Okamoto, Y Li, S Shiba, S Okazaki, S Komatsu, M Sakai, N Kubo, T Ohno, T Nakano
    • Organizer
      The 1st Annual Conference of the Asia-Oceania Particle Therapy Cooperative Group
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A preliminary study on adaptive carbon-ion radiotherapy with passive irradiation for pancreatic cancer2019

    • Author(s)
      Y Li, Y Kubota, M Okamoto, S Shiba, S Okazaki, S Komatsu, T Nakano, T Ohno
    • Organizer
      The 1st Annual Conference of the Asia-Oceania Particle Therapy Cooperative Group
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Potential pitfalls of diaphragm structural matching in carbon-ion radiotherapy for pancreatic cancer2019

    • Author(s)
      Y Itabashi, Y Kubota, M Okamoto, K Tsuda, S Shiba, Y Hoshino, T Suto, T Ohno, T Nakano
    • Organizer
      The 1st Annual Conference of the Asia-Oceania Particle Therapy Cooperative Group
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2021-01-27  

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