近似症例検索エンジンを用いた放射線治療計画支援システムの開発

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26461894
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 吉武 忠正 九州大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (40452750)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐々木 智成 九州大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (10380437) ; 中村 和正 浜松医科大学, 医学部, 教授 (20284507) [Withdrawn] ; 有村 秀孝 九州大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (20287353) ; 寺嶋 広太郎 九州大学, 大学病院, 助教 (40627676) [Withdrawn] ; 本田 浩 九州大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (90145433) ; 大賀 才路 九州大学, 大学病院, 助教 (90380427) ; 松本 圭司 九州大学, 大学病院, その他 (40467907) [Withdrawn] ; 山口 俊博 九州大学, 学内共同利用施設等, 助教 (00419607)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 放射線治療 / 体幹部定位放射線治療 / 肺癌

Outline of Annual Research Achievements

放射線治療患者数の増加に伴い、放射線治療医の不足、地域や医療施設間での質のばらつき等、重大な問題が多く発生している。放射線治療業務の中で、医師の経験と時間を必要とし、かつ重要な部分に、放射線治療計画があるが、放射線治療医の経験と技量のみに委ねられており、治療医の経験によるばらつきが生じ、さらには治療計画に膨大な時間を要し、過重労働の原因ともなっている。また、指導医のいる施設で直接的な教育を長期間受けないと独り立ちできないことも、放射線治療医不足の原因ともなっている。これらの問題点を解決する方法として、短時間に高品質の放射線治療計画を立案するためのサポート、若手放射線治療医の効率的な教育が必要と考えられる。本研究では、放射線治療の均てん化と安全管理を目的として、過去の近似した症例を自動的に抽出し、新規治療計画に応用するシステム構築を企画した。
平成26年度はI期肺癌を対象として、「病変認識システム」を開発した。治療計画要CT画像において、肺腫瘍の大まかな位置を指示すると病変及び肺野領域を抽出し、病変の特徴量として「病変部の位置情報」、「病変部から危険臓器への距離情報」を算出し、「治療計画症例データベース」を構築可能とした。次に病変の肺野における位置、危険臓器（脊髄、食道、大血管など）との位置関係、病変サイズなどの情報を利用し、対象病変と近似した症例を過去症例データベースから複数検索し、その治療計画データが参照できるような「近似症例検索エンジン」を開発した。
今年度は「治療計画症例データベース」から「近似症例検索エンジン」により、目的とする「新規治療対象」と近似した過去症例を抽出し、過去症例の照射情報（線量、照射角度、門数など）を、新規の該当治療患者の治療計画にインポートする機能を追加し、治療計画の作成業務全体をスムーズにサポートすることが可能となった。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

「病変認識システム」、「近似症例検索エンジン」の開発はおおむね順調に進展しているが、治療計画症例データベースの構築とその評価が遅れている。

Strategy for Future Research Activity

開発した「病変認識システム」で算出された様々な特徴量での検索の対象として、過去の「治療計画症例データベース」を構築する。また治療計画情報に加えて、治療後の経過情報もデータベース化し、自壊治療方法選択の際の情報の一つとする。
構築した「治療計画症例データベース」にて「近似症例検索エンジン」を用いた治療計画支援の有用性について評価を行う。

Causes of Carryover

今年度は機材購入やデータベース入力などを施行することができず、物品費や人件費・謝金が繰越となった。

Expenditure Plan for Carryover Budget

次年度は必要機材やソフトウェアの購入、データ入力による人件費計上を予定している。

Research Products

• [Journal Article] Impact of Interstitial Changes on Radiation Pneumonitis After Stereotactic Body Radiation Therapy for Lung Cancer. (2015)
  • Author(s): Yoshitake T, Shioyama Y, Asai K, Nakamura K, Sasaki T, Ohga S, Kamitani T, Yamaguchi T, Ohshima K, Matsumoto K, Kawanami S, Honda H.
  • Journal Title: Anticancer Research Volume: 35 Pages: 4909-13
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Clinical characteristics and outcome of pneumothorax after stereotactic body radiotherapy for lung tumors. (2015)
  • Author(s): Asai K, Nakamura K, Shioyama Y, Sasaki T, Matsuo Y, Ohga S, Yoshitake T, Terashima K, Shinoto M, Matsumoto K, Hirata H, Honda H.
  • Journal Title: International Journal of Clinical Oncology Volume: 20 Pages: 1117-21
  • DOI: 10.1007/s10147-015-0833-4
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Treatment Planning Comparison for Carbon Ion Radiotherapy, Proton Therapy and Intensity-modulated Radiotherapy for Spinal Sarcoma. (2015)
  • Author(s): Matsumoto K, Nakamura K, Shioyama Y, Sasaki T, Ohga S, Yamaguchi T, Yoshitake T, Asai K, Kakiuchi G, Honda H.
  • Journal Title: Anticancer Research Volume: 35 Pages: 4083-9
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Treatment Outcome of Radiotherapy for Localized Primary Ocular Adnexal MALT Lymphoma--Prognostic Effect of the AJCC Tumor-Node-Metastasis Clinical Staging System. (2015)
  • Author(s): Ohga S, Nakamura K, Shioyama Y, Sasaki T, Yamaguchi T, Yoshitake T, Terashima K, Asai K, Matsumoto K, Honda H.
  • Journal Title: Anticancer Research Volume: 35 Pages: 3591-7
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] ulmonary Interstitial Changes Is a Predictive Factor for Radiation Pneumonitis After Stereotactic Body Radiation Therapy for Lung Cancer Patients (2015)
  • Author(s): T. Yoshitake, K. Nakamura, T. Sasaki, S. Ohga, T. Yamaguchi, K. Asai, K. Ohshima, K. Matsumoto, T. Kamitani, S. Kawanami, Y. Shioyama, H. Honda
  • Organizer: 57th Annual meeting of the American Society for Radiation Oncology
  • Place of Presentation: San Antonio
  • Year and Date: 2015-10-18 – 2015-10-21
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Stereotactic Body Radiation Therapy for Histologically Confirmed Stage I Non-Small Cell Lung Cancer: Treatment Results and Patterns of Recurrence (2015)
  • Author(s): K. Asai, K. Nakamura, Y. Shioyama, T. Sasaki, S. Ohga, T. Yamaguchi, T. Yoshitake, S. Baba, S. Kawanami, K. Ohshima, K. Matsumoto, M. Inamori, K. Hiramine, H. Honda
  • Organizer: 57th Annual meeting of the American Society for Radiation Oncology
  • Place of Presentation: San Antonio
  • Year and Date: 2015-10-18 – 2015-10-21
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Comparison of Treatment Planning for Carbon Ion Radiation Therapy, Proton Therapy and Intensity Modulated Radiation Therapy for Spinal Tumors Encircling the Spinal Cord (2015)
  • Author(s): K. Matsumoto, K. Nakamura, Y. Shioyama, T. Sasaki, S. Ohga, T. Yamaguchi, T. Yoshitake, K. Asai, K. Ohshima, M. Inamori, K. Hiramine, H. Honda
  • Organizer: 57th Annual meeting of the American Society for Radiation Oncology
  • Place of Presentation: San Antonio
  • Year and Date: 2015-10-18 – 2015-10-21
  • Int'l Joint Research