2017 Fiscal Year Research-status Report
追尾照射における四次元線量計算を利用した品質保証システムの開発と臨床的有効性
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17K09078
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| Research Institution | National Cancer Center Japan |
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Principal Investigator |
橘 英伸 国立研究開発法人国立がん研究センター, 先端医療開発センター, 医学物理専門職 (20450215)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 線量計算 / 非剛体レジストレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究システムの線量計算エンジンと非剛体レジストレーションエンジンの高速化および実装を開始した。最終ゴールは線量計算や非剛体レジストレーションのエンジンはGPU高速計算できるよう設計および開発を行ことである。今年度の開発はこれまでの橘の線量計算アルゴリズムは開発経験を用い、特任研究員である黒澤知征がプログラムの実装を行なった。計算アルゴリズムはCollapsed Cone Convolution を採用することとした。GPUでの高速計算の前にまずはCPUでの実装を行った。その後、実装した計算結果とVarian社製Eclipse治療計画装置に実装されており、モンテカルロ法相当であるAcurosXBの計算結果と比較した。その結果、不均質領域で誤差が大きくなった。そこで、Geant4モンテカルロシミュレーションツールキットを利用し、研究開発プログラムの誤差要因を調査することとした。非剛体レジストレーションのエンジンは開発が遅れているが、採用するアルゴリズムは近年の非剛体レジストレーションのアルゴリズムでしばしば利用されているFree form registrationとした。
四次元線量計算のパラメータの入力インターフェースについては設計は完了しているので、線量計算エンジンと非剛体レジストレーションエンジンの開発が完了後、実装を行う。
本研究はこれまでの科研費でサポートされた研究の継続のものであり、今年度、欧米の学術雑誌で、査読あり採択論文数が４本であったことから、本研究の新規性や有用性の立証を促進できる結果になったと考えている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
線量計算エンジンをCPUで実装し、精度を確認した後、GPUで実装する予定であったが、実装したプログラムを起動し、計算した結果が、AcurosXBの計算と不均質領域で誤差が大きくなった。その原因を調査するため、Geant4モンテカルロシミュレーションツールキットを利用することとしたが、この実装にも時間がかかっている。
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| Strategy for Future Research Activity |
線量計算エンジンと非剛体レジストレーションエンジンは本研究の核であるため、丁寧に開発する予定である。まずはGeant4モンテカルロシミュレーションツールキットを利用し、誤差要因を策定し、CPUでのプログラムを修正する。その後、GPU実装の専門家と相談し、場合によっては痛く研究を行い、開発スピードを速めることも考える。非剛体レジストレーションエンジンの開発は特任研究員である宮川真に依頼し、開発スピードを高める。
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| Causes of Carryover |
計画通り利用できたが、端数分の621円が余ったため。
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Research Products
(4 results)
