2019 Fiscal Year Research-status Report
MRI-Linac用NonlinearCCC線量計算アルゴリズムの開発
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18K15617
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
伊藤 謙吾 東北大学, 大学病院, 助手 (40705076)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | MRI-Linac / 高速線量計算 / CCC法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は，前年度までに開発してきたMRI-Linac用高速線量計算システムの更なる精度向上と特許出願に向けて研究を遂行した．アルゴリズム開発に関しては概ね順調に進めることができ，学会にて研究報告を行った．
今回開発したアルゴリズムは，以前から臨床利用されているCollapsed Cone Convolution法（CCC法）に修正を加え，MRI-Linac用に開発したものである．開発アルゴリズムでは，磁場からローレンツ力を受ける荷電粒子メインのカーネルとそれ以外（光子がメイン）の粒子から構成されるカーネルの2種類のカーネルを組み合わせることで従来のCCC法では再現できなかった磁場中の粒子の挙動を簡便に再現させることに成功した．
現状のMRI-Linacではモンテカルロ法（MC法）と呼ばれる確率的手法を用いて粒子の運動をシミュレーションするアルゴリズムが運用されている．MC法は高い精度でシミュレーションできる一方で，長い計算時間が必要とされる．MRI-Linacは，治療直前の患者の状態に最適な治療を提供する適応放射線治療（ART）を実施するために開発された装置である．しかし，このMC法によってスループットが左右される部分があった．今回開発したアルゴリズムによって計算時間の長時間化という問題点が解決され，今後のMRI-Linacの運用に大きく貢献できるものと考える．
従来のアルゴリズムではできなかったリアルタイムに線量分布を確認することや高速最適化に今後応用することのできるアルゴリズムとして本研究で開発したアルゴリズムをさらにブラッシュアップしていく．
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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
当初の目的であった高速線量計算アルゴリズムの開発についてはほぼ完成している．特許出願に向けて活動していたこともあり，論文としての形にはまだ出来ていないが，現在投稿に向けて論文を作成中である．
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| Strategy for Future Research Activity |
アルゴリズム開発はほぼ完成している．今後は論文に必要となるデータの作成および論文執筆を行っていく．また，開発したアルゴリズムの更なる高速化も可能な範囲で実施していく計画である．
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| Causes of Carryover |
当初は国際学会に参加する計画であったが，特許出願に関連して学会への参加を見送ったために余剰金が発生した．アルゴリズムの開発は順調であるため，次年度に機会があれば国際学会への参加を考えている．また，論文の校正費，投稿費としても利用する計画である．
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