2022 Fiscal Year Annual Research Report
Marker-less volume imaging technique for real-time tumor tracking radiation therapy
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20H03612
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
宮本 直樹 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (00552879)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 創大 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子医科学研究所 物理工学部, 主任研究員 (00826092)
高尾 聖心 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (10614216)
富岡 智 北海道大学, 工学研究院, 教授 (40237110)
松浦 妙子 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (90590266)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 機械学習 / ボリュームイメージング / マーカレス / リアルタイム / 医学物理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、放射線治療中に得られる2方向X線透視画像を利用し、体内マーカを利用することなく（マーカーレス）、リアルタイムに体内の3次元構造を取得するボリュームイメージング技術を開発することを目的とする。この提案技術の実現により、体内にマーカーを留置するという侵襲性のあるプロセスを無くすことができ、加えて、ボリュームイメージを得ることによる高精度な呼吸性移動対策をFLASH などの超高線量率照射を含むあらゆる照射において実施可能となる。本研究では、研究期間内に各要素技術の開発を進め、十分な質と量のデータにより精度検証を実施し、ボリュームイメージングを利用した治療ビーム照射制御の臨床的有用性を明らかにする。
最終年度の2022年度は、これまでに開発してきたボリュームイメージング技術の臨床的な有効性を評価する目的で、線量分布をシミュレーション評価するための解析プラットフォームを構築し、膵臓がんを対象にして、（1）腹壁の位置情報に基づいて治療ビームのON・OFFを制御する従来方法、（2）ボリュームイメージを利用して照射制御する提案方法、の2手法について比較評価した。ボリュームイメージを利用する方法では、治療計画CT画像を参照ボリュームイメージとして、呼吸などでリアルタイムに変化する体形変化を水等価厚さの変化として評価し、水等価厚さの変化が許容値以内であればビームON、超えていればOFFという制御でシミュレーションを実施した。なお、許容値は概ね線量誤差が5%以内になるように設定した。計算した線量分布から腫瘍制御率（TCP: tumor control probability）を評価した結果、2つの手法のTCPはそれぞれ、73.5%, 86%となり、有効性を定量的に示すことができた。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(10 results)
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[Presentation] Treatment planning to suppress sublethal-damage repair by modulating spatio-temporal patterns of spot-scanning proton dose delivery: An initial study2022
Author(s)
Hikaru Hosoi, Koki Kasamatsu, Koichi Miyazaki, Seishin Takao, Sodai Tanaka, Ye Chen, Naoki Miyamoot, Hidefumi Aoyama, Kentaro Nishioka, Takayuki Hashimoto, Taeko Matsuura
Organizer
AAPM Annual Meeting 2022
Int'l Joint Research
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