2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of adaptive radiation therapy using kV cone beam CT
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26861007
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
大野 剛 熊本大学, 大学院生命科学研究部(保), 助教 (20646971)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | CBCT / 画像再構成 / 線量分布計算 / モンテカルロ法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2. モンテカルロシミュレーションを用いた散乱線除去法の開発：モンテカルロ法により，1次線と散乱線の分離を行い，頭部，胸部，腹部撮影における散乱成分の抽出を行った．また撮影範囲に対して，治療用ベッドが占める範囲が大きい胸部，腹部撮影では，モンテカルロシミュレーション内で治療用寝台を作成し，寝台からの散乱線成分の計算も行った．加えて，機器で初期値に設定されている撮影条件では，X線の実効エネルギーが低いため，診断用X線に比べて多くの散乱線が発生していることが明らかとなった．よって，診断用X線に近いエネルギーにするため2mm厚のアルミニウムを付加した．一方で，デフォルトの条件と異なる管電圧，管電流，ボウタイフィルタでは撮影条件による散乱線の変化が大きいため，デフォルト条件での散乱線成分を減算した場合，反対に画質が低下することがあった．
3. 散乱線除去法と逐次近似法を併せた画像再構成法の開発：逐次近似再構成法に2の散乱成分を減算して求めた1線画像を組み合わせることで，画質の向上を図った．ファントムでは画質向上が見られた．特に均一性は元のCBCT画像に比べて大きく向上した．一方，人体においては患者間で画質の変化が激しく，症例によっては画質が低下するものもあった．今後の課題として，より多くの症例を集め，多くの患者に適応可能なフィルタの開発が必要であった．加えて，本手法は散乱線成分を減算するものであるため，管電流が低い場合は，ノイズの増加が顕著であり，撮影した管電流による散乱線成分の増減を考慮する必要があった．
4. 画質改善したコーンビームCTによる適応放射線治療への応用：ファントムにおいては，CBCT画像に比べて，CT値の安定性の向上が見られた．またこれにより，CBCTでは低下した線量計算精度も向上した．一方で人体では3で述べたように患者間での変化があり，十分な計算精度を得るためには，フィルタの改良が必要であった．
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