2023 Fiscal Year Research-status Report
MR画像誘導即時適応放射線治療中の革新的線量検証システムの確立
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22K15860
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
恒田 雅人 千葉大学, 大学院医学研究院, 特任講師 (60800753)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | MR画像誘導即時適応放射線治療 / モンテカルロシミュレーション / 独立線量計算 / 呼吸性移動対策 / 腫瘍動態解析 / 3次元MR画像再構成 / 品質管理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
当初の予定よりも多くの課題があったため、予定よりも進捗は遅れている。その詳細を項目ごと下記に示す。
モンテカルロシミュレーション：患者MR画像とDICOM-RTデータを開発したソフトウェアへ転送することで、線量計算の対象である患者体系（体輪郭および臓器、腫瘍の形状）と線量計算に必要な幾何学的構造（ガントリ角度や照射線量、照射野形状）といった情報をモンテカルロシミュレーションへ読み込み可能な状態で出力することに成功している。現在、対象を腎がんと肝臓がんとして、線量計算を実施している。しかし、使用している計算サーバーのCPUコア数が十分でなく、計算に長時間を要している。
治療中の腫瘍動態解析：MR画像誘導即時適応放射線治療中の患者体内における臓器の位置変化について動態解析を行っている。腫瘍の体内動態に対する呼吸性移動対策の正当性に関して基礎検討を行った。論文を投稿し、現在レビュー中である。
治療中の3次元MR画像の取得：治療中に取得されるサジタルおよびコロナル断面の2次元MR画像を入力し、deform vector fieldを介して3次元MR画像を出力する機械学習モデルの開発に取り組んでいる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
開発が進むにつれて想定よりも多くの課題が発生した。まず、モンテカルロシミュレーションを実施するパソコンのCPUコア数が十分でなく、計算に長時間を要する点である。希望するCPUコア数を有する計算サーバーは高額であったため現在は大学が所有する共同利用の計算サーバーを使用する方針に変更した。こちらへ環境を構築している最中である。また、腫瘍の体内動態に対する呼吸性移動対策の正当性に関する基礎検討を行うために人体を模擬できるファントムを構築した。特殊な構造を持つため、ファントム作成に想定以上の予算を要した。
このため、各々の研究項目において前年度の目標まで到達していない。このことから進捗状況を「やや遅れている。」とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
モンテカルロシミュレーションに関しては、購入予定であったものよりもハイスペックな学内共同利用計算サーバーを利用するため、効率的にシミュレーションを実施することができると予想される。denoising処理には、wavelet変換ベースの処理を組み込む予定である。対象とする腎がんと肝臓がんの症例を対象として、商用放射線治療計画と線量分布を比較し、論文化を目指す。
治療中の腫瘍動態解析によって得られた腫瘍の位置および形状をシミュレーションに組み込むことで、で治療中の線量分布の推定へとつなげていく。
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| Causes of Carryover |
希望するCPUコア数の計算サーバーは半導体供給や為替の影響から高額であり、学内の共同利用計算サーバーを使用する方針に変更した。また、動態解析の基礎検討のため人体構造（横隔膜を模擬した）を有するファントムを設計した。よって、計算サーバー購入費用の一部を特注ファントムの開発費用に充てた。
今年度は最終年度であるため国際・国内学会での発表のための参加費と論文校正費用に使用していく予定である。
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Research Products
(4 results)
