2013 Fiscal Year Research-status Report
呼吸性移動腫瘍に対する四次元放射線治療における投与線量検証システムの開発
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25861057
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Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
藤田 幸男 東海大学, 医学部, 助教 (10515985)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 四次元放射線治療 / モンテカルロ法 |
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| Research Abstract |
本研究は、急速に高度化する放射線治療において正確で安全な放射線治療の実現のために、非侵襲的な投与線量検証システムを開発することを目的とした。体内構造の時間軸上の位置および形状の変化を考慮した線量分布を計算するため、平成25年度は体内構造の変化を予測するアルゴリズムの開発とその変形を考慮することが可能な四次元線量分布計算アルゴリズムを開発した。まず体内構造の変化を予測するアルゴリズムの開発では、呼吸等で複雑に変化する体内構造を正確に評価するために、二画像間の位置合わせに用いられる情報処理技術である非剛体位置合わせアルゴリズムの応用を検討した。非剛体位置合わせアルゴリズムは、非線形変化も考慮した画像間の位置合わせを行う技術である。本研究では、この技術を応用し四次元CT画像から体内構造の時間軸上の変形量を自動的に算出可能なプログラムを開発した。開発したプログラムは、胸部四次元CT画像を用いて手動で算出した変形量との比較から自動算出の正確さを評価した。この試験の結果、開発したプログラムでは平均で1.2 mm以下の精度であった。これより体内構造の変形量予測アルゴリズムの正確さが証明された。次に四次元線量分布計算アルゴリズムの開発では、CTボクセルを十二面体に細分化し、各頂点位置を自由に変位させながら線量計算が可能な計算コードを開発した。既存の体内線量分布計算アルゴリズムでは計算領域をCTのボクセルにしたがって立方体に分割して吸収線量を計算していたため形状変化を考慮した線量分布を計算することが不可能とされてきたが、この開発コードにより形状変化を考慮した線量分布計算が可能となった。最後に、それぞれのアルゴリズムを統合し、四次元CT画像から自動的に体内構造変化を考慮した四次元線量分布計算システムを構築した。これにより、人体内の正確な四次元線量分布が計算可能となった。
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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
平成25年度は体内構造変化を考量した四次元線量分布計算システムを構築することを目的としていた。研究実績に示したようにその目的は十分に達成されており、本研究は当初の計画どおりに推進されている。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成25年度に研究代表者の所属研究機関の異動があったが、新しい所属機関にも同様の実験設備等が完備されており、研究計画の変更は必要ない。平成26年度は当初の計画に従って研究を推進し、平成25年度の研究内容を一層深めつつ、さらなる高精度化を図る。
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