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2012 Fiscal Year Annual Research Report

強度変調原体照射中の同時4次元CT撮影法と腫瘍位置検出システムの開発

Research Project

Project/Area Number 23390298
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

中川 恵一  東京大学, 医学部附属病院, 准教授 (80188896)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 出町 和之  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00292764)
増谷 佳孝  東京大学, 医学部附属病院, 講師 (20345193)
作美 明  東京大学, 医学部附属病院, 助教 (30360556)
芳賀 昭弘  東京大学, 医学部附属病院, 助教 (30448021)
西尾 禎治  独立行政法人国立がん研究センター, その他部局等, その他 (40415526)
白石 憲史郎  東京大学, 医学部附属病院, 助教 (40447404)
山下 英臣  東京大学, 医学部附属病院, 助教 (70447407)
井垣 浩  東京大学, 医学部附属病院, 講師 (90361344)
Project Period (FY) 2011-04-01 – 2014-03-31
KeywordsVMAT / コーンビームCT / 呼吸性移動 / 4D-CT / IMRT / VMAT-CT / adaptive radiotherapy
Research Abstract

原体照射法を発展させた「強度変調原体照射法」(VMAT)と治療中にkVコーンビームCT(CBCT)を撮影する「同時CBCT撮影」を合体させた”VMAT+同時CT“の手法をさらに発展させ、同時CTを呼吸位相毎に再構成した「4次元同時CBCT」を開発した。また、肺がんなどにおける腫瘍や臓器の運動に対応した“VMAT+4次元同時CBCT”の治療技法を確立した。これによって、高精度の強度変調放射線治療と治療中の腫瘍の運動の再現を4分程度の間に完遂することができるようになった。
来年度以降に予定する統計的解析のための準備を行った。
また、逐次近似法などを用いて、3次元および4次元の同時CBCTの画質向上を行った。とくに、プロジェクション画像の枚数が制限させる4次元同時CBCTでの有用性を確認した。このことによって、患者セットアップに4次元CBCTを応用できることを確認した。
さらに、強度変調原体照射の治療ビームによるMVCT(VMAT-CT)の再構成法の開発と4次元化を行った。治療ビームは腫瘍形状に合わせてコリメータによって部分的に削られるため、VMAT-CTの作成は単純ではないが、治療ビームによる2次元ポータル画像を同時に取得されるkV投影像を使ってソートすることで、4D VMAT-CTを作成した。これによって、臓器の運動によって変化する照射容積を定量化することが可能となった。さらに、4D VMAT-CTの臨床応用に際しての予備的検討を行った。
これらの研究成果を国内・国際学会で発表するとともに、英文論文の投稿を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

肺腫瘍など臓器移動が問題となる悪性腫瘍の放射線治療において、強度変調原体照射と治療中の4次元同時CTの撮像の手法を世界で初めて確立した。これにより、強度変調原体照射中の腫瘍の運動範囲を定量的に再現することが可能となった。これは、治療計画が実際の高精度治療において再現されたか否かの“答え”に当たるものと言える。しかも、強度変調原体照射と治療中の4次元同時CTの取得に要する時間はわずか4分程度であり、患者への負担軽減にも大きく寄与する。

Strategy for Future Research Activity

治療計画で設定したターゲットに対する治療中の実際の腫瘍位置の偏位量を定量化する手法を開発する。肺腫瘍に対する定位放射線治療において、VMAT+4次元同時CTを実施し、偏位量の定量化と統計処理を行う。
また、肺定位放射線治療における位置決めにも4次元同時CTを用いることで、セットアップ精度の向上を図る。

  • Research Products

    (19 results)

All 2013 2012

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (10 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Correlation among 16 biological factors [p53, p21(waf1), MIB-1 (Ki-67), p16(INK4A), cyclin D1, E-cadherin, Bcl-2, TNF-α, NF-κB, TGF-β, MMP-7, COX-2, EGFR, HER2/neu, ER, and HIF-1α] and clinical outcomes following curative chemoradiation therapy in 10 patients with esophageal squamous cell carcinoma.2013

    • Author(s)
      Shibata-Kobayashi S
    • Journal Title

      Oncol Lett.

      Volume: Mar;5(3) Pages: 903-910

    • DOI

      10.3892/o1.2013.1130

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Sequential effects of the proteasome inhibitor bortezomib and chemotherapeutic agents in uterine cervical cancer cell lines.2013

    • Author(s)
      Miyamoto Y
    • Journal Title

      Oncol Rep.

      Volume: Jan;29(1) Pages: 51-7

    • DOI

      10.3892/or.2012.2072

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 4D registration and 4D verification of lung tumor position for stereotactic volumetric modulated arc therapy using respiratory-correlated cone-beam CT.2013

    • Author(s)
      Nakagawa K
    • Journal Title

      J Radiat Res.

      Volume: 54(1) Pages: 152-6

    • DOI

      10.1093/jrr/rrs058

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Comparison of total MU and segment areas in VMAT and step-and-shoot IMRT plans.2013

    • Author(s)
      Kawashima M
    • Journal Title

      Radiol Phys Technol.

      Volume: 6(1) Pages: 14-20

    • DOI

      10.1007/s12194-012-0164-3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Four-dimensional measurement of the displacement of metal clips or postoperative surgical staples during 320-multislice computed tomography scanning of gastric cancer.2012

    • Author(s)
      Yamashita H
    • Journal Title

      Radiat Oncol.

      Volume: Aug 10;7 Pages: 137

    • DOI

      10.1186/1748-717X-7-137

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 4D digitally reconstructed radiography for verifying a lung tumor position during volumetric modulated arc therapy.2012

    • Author(s)
      Nakagawa K
    • Journal Title

      J Radiat Res.

      Volume: 53(4) Pages: 628-32

    • DOI

      10.1093/jrr/rrs013

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 106Ruthenium plaque therapy (RPT) for retinoblastoma.2012

    • Author(s)
      Murakami N
    • Journal Title

      Int J Radiat Oncol Biol Phys.

      Volume: 1;84(1) Pages: 59-65

    • DOI

      10.1016/j.ijrobp.2011.11.002

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 肺がんにおける4D-CBCTとVMAT-SRT2012

    • Author(s)
      中川恵一
    • Organizer
      日本放射線腫瘍学会第25回学術大会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20121123-20121125
  • [Presentation] 4D-CBCTによる寝台補正機能:Symmetryの使用経験2012

    • Author(s)
      中川恵一
    • Organizer
      日本放射線腫瘍学会第25回学術大会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20121123-20121125
  • [Presentation] IGRT併用前立腺癌VMATにおけるIPSSを用いた尿路系有害事象の定量的検討2012

    • Author(s)
      山本健太郎
    • Organizer
      第25回日本放射線腫瘍学会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20121123-20121125
  • [Presentation] SPECT-CTを用いた放射性ヨードの線量分布における分解能の考察2012

    • Author(s)
      伊藤さおり
    • Organizer
      第104回日本医学物理学会学術大会
    • Place of Presentation
      つくば
    • Year and Date
      20120913-20120915
  • [Presentation] 治療ビームを用いた画像再構成2012

    • Author(s)
      芳賀昭弘
    • Organizer
      第104回日本医学物理学会
    • Place of Presentation
      つくば
    • Year and Date
      20120913-20120915
  • [Presentation] Dose Distribution Generated From 131I Radionuclide Using SPECT-CT.2012

    • Author(s)
      Saori Itoh
    • Organizer
      54th AAPM Annual Meeting
    • Place of Presentation
      America
    • Year and Date
      20120729-20120802
  • [Presentation] 乳癌骨oligo-recurrenceに対する放射線治療の検討2012

    • Author(s)
      小林伶子
    • Organizer
      第20回日本乳癌学会学術総会
    • Place of Presentation
      熊本
    • Year and Date
      20120628-20120630
  • [Presentation] 解剖学的知見に基づく胸郭運動を考慮した横隔膜の運動シミュレーション2012

    • Author(s)
      大倉孝之
    • Organizer
      第17回計算工学講演会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      20120529-20120531
  • [Presentation] Biological subtype, but not age, adversely affects distant metastasis after breast-conserving therapy. The European Society for Radiotherapy and Oncology.2012

    • Author(s)
      Shiraishi K
    • Organizer
      The European Society for Radiotherapy and Oncology 31th Annual Meeting
    • Place of Presentation
      Spain
    • Year and Date
      20120509-20120513
  • [Presentation] 福島原発事故対応WG報告2012

    • Author(s)
      中川恵一
    • Organizer
      第103回日本医学物理学会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      20120412-20120415
  • [Book] 放射線のものさし 続 放射線のひみつ2012

    • Author(s)
      中川恵一
    • Total Pages
      205
    • Publisher
      株式会社 朝日出版社
  • [Book] 低線量被ばくKEY BOOK2012

    • Author(s)
      中川恵一
    • Total Pages
      168
    • Publisher
      株式会社 メディカルアイ

URL: 

Published: 2014-07-24  

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