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2023 Fiscal Year Annual Research Report

A novel stereotactic radiotherapy treatment planning using artificial intelligence for patients with brain metastases

Research Project

Project/Area Number 21K07742
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

大平 新吾  東京大学, 医学部附属病院, 学術専門職員 (50792694)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小池 優平  関西医科大学, 医学部, 助教 (90866154)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords転移性脳腫瘍 / 人工知能 / 定位放射線治療 / MRI
Outline of Annual Research Achievements

がん医療の進歩によって、患者の長期生存が可能となった。結果として、転移性脳腫瘍を来す患者数は増加の一途をたどっており、生活の質を低下させないために放射線治療が果たす役割はますます大きくなっている。。転移性脳腫瘍症例は単発から数十個の多発まで多岐にわたるため、複雑な放射線治療計画が必要となり、医学物理士のスキルによってその質は大きく異なる。国内最大級の治療実績を誇る大阪国際がんセンターにて医学物理士が作成した治療計画より、腫瘍の位置・大きさ・個数・線量分布情報の特徴量を抽出し、治療計画の自動化を可能とする機械学習モデルを開発した。我々が開発したモデルを使用することによって、経験の浅い医学物理士でも良質な治療計画を作成できる。
本研究では、転移性脳腫瘍に対して、人工知能(深層/機械学習)を活用することで、MR画像からCT画像を生成することを可能とした。シミュレーションから治療実施までの期間を短縮し、迅速に定位放射線治療を施行する革新的放射線治療計画手法を構築した。急速に増大する転移性脳腫瘍に対して、医療スタッフの業務負荷を軽減すると同時に、治療成績の向上・有害事象の低減が期待できる。

  • Research Products

    (7 results)

All 2024 2023

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 2 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Long-term geometric quality assurance of radiation focal point and cone-beam computed tomography for Gamma Knife radiosurgery system2024

    • Author(s)
      Ohira Shingo、Imae Toshikazu、Minamitani Masanari、Katano Atsuto、Aoki Atsushi、Ohta Takeshi、Umekawa Motoyuki、Shinya Yuki、Hasegawa Hirotaka、Nishio Teiji、Koizumi Masahiko、Yamashita Hideomi、Saito Nobuhito、Nakagawa Keiichi
    • Journal Title

      Radiological Physics and Technology

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1007/s12194-024-00788-9

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The effects of distance between the imaging isocenter and brain center on the image quality of cone-beam computed tomography for brain stereotactic irradiation2024

    • Author(s)
      Kihara Sayaka、Ohira Shingo、Kanayama Naoyuki、Ikawa Toshiki、Ueda Yoshihiro、Inui Shoki、Minami Hikari、Sagawa Tomohiro、Miyazaki Masayoshi、Koizumi Masahiko、Konishi Koji
    • Journal Title

      Physical and Engineering Sciences in Medicine

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1007/s13246-024-01389-x

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Impact of magnetic resonance imaging-related geometric distortion of dose distribution in fractionated stereotactic radiotherapy in patients with brain metastases2023

    • Author(s)
      Ohira Shingo、Suzuki Yuta、Washio Hayate、Yamamoto Yuki、Tateishi Soichiro、Inui Shoki、Kanayama Naoyuki、Kawamata Minoru、Miyazaki Masayoshi、Nishio Teiji、Koizumi Masahiko、Nakanishi Katsuyuki、Konishi Koji
    • Journal Title

      Strahlentherapie und Onkologie

      Volume: 200 Pages: 39~48

    • DOI

      10.1007/s00066-023-02120-7

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Improvement of target coverage using automated non-coplanar volumetric modulated arc therapy planning in stereotactic radiotherapy for cervical metastatic spinal tumors2023

    • Author(s)
      Ohira Shingo、Ikawa Toshiki、Inui Shoki、Kanayama Naoyuki、Ueda Yoshihiro、Miyazaki Masayoshi、Nishio Teiji、Koizumi Masahiko、Konishi Koji
    • Journal Title

      Medical Dosimetry

      Volume: 48 Pages: 197~201

    • DOI

      10.1016/j.meddos.2023.04.001

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Linear accelerator-based stereotactic radiotherapy for brain metastases, including multiple and large lesions, carries a low incidence of acute toxicities: a retrospective analysis2023

    • Author(s)
      Ikawa Toshiki、Kanayama Naoyuki、Arita Hideyuki、Ohira Shingo、Takano Koji、Hirata Takero、Morimoto Masahiro、Teshima Teruki、Konishi Koji
    • Journal Title

      Radiation Oncology

      Volume: 18 Pages: 1~9

    • DOI

      10.1186/s13014-023-02262-z

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Comparison of dosimetric parameters and robustness for rotational errors in fractionated stereotactic irradiation using automated noncoplanar volumetric modulated arc therapy for patients with brain metastases: single- versus multi-isocentric technique2023

    • Author(s)
      Yamamoto Yuki、Ohira Shingo、Kanayama Naoyuki、Inui Shoki、Ueda Yoshihiro、Koike Yuhei、Miyazaki Masayoshi、Nishio Teiji、Koizumi Masahiko、Konishi Koji
    • Journal Title

      Radiological Physics and Technology

      Volume: 16 Pages: 310~318

    • DOI

      10.1007/s12194-023-00720-7

    • Peer Reviewed
  • [Book] 放射線治療学2023

    • Author(s)
      井上 俊彦、小川 和彦、小泉 雅彦
    • Total Pages
      481
    • Publisher
      南山堂
    • ISBN
      9784525270971

URL: 

Published: 2024-12-25  

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