呼吸性配置変動の予測に基づくリアルタイム適応放射線治療に関する研究
| Project/Area Number |
15J05402
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Medical Physics and Radiological Technology
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
市地 慶 東北大学, 医学系研究科, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2015-04-24 – 2018-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2016)
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| Budget Amount *help |
¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 高精度放射線治療 / 動体追尾照射 / 呼吸性移動 / DMLC / 時系列予測 / 四次元線量計算 / 追尾照射 / X線透視 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，汎用リニアックによるDynamic multi-leaf collimator（DMLC）による，肺がんをはじめとした体内臓器移動を伴う腫瘍への追尾照射放射線治療の実用化推進と，既存の追尾照射を発展させ，動体腫瘍に対するリアルタイムな適応放射線治療のための技術開発を目的としている．DMLCによるリアルタイム適応照射実現には，標的である腫瘍のみならず，体内の組織・構造の位置・範囲を計測することが不可欠である．また，画像計測や機械駆動で生じる遅れの影響を補償するため，DMLCは予測的に制御する必要がある．そのため，（１）多次元情報に基づく体内組織・構造配置の超高精度予測アルゴリズムの開発と（２）動体追尾に対応したDMLCの動的制御に関する検討を進めている．
本年度は，これまでに臨床で取得されたkV X線透視像およびMV X線透視像に写る体内腫瘍の座標・範囲を手動計測するソフトウェアを開発し，呼吸性変動の解析を進め，これを真値として用いて体内組織・構造配置の画像計測アルゴリズムの開発を継続した．また，近年開発されたDMLCシミュレータ上で，提案している適応的時変季節性自己回帰モデルに基づくDMLC予測制御のシミュレーション評価を実施し，提案法によるDMLC予測制御が，競合する予測法を用いた場合と比べて正確な動体追尾性能および線量分布を達成可能であることを確認した．このほか，DMLCの動的制御に向けては，汎用リニアック実機を用いてMLC制御特性を同定するための実験を行った．さらに昨年度より先行して開始していたDMLCによる追尾照射の線量シミュレーションを発展し，照射中の腫瘍位置・範囲変動を考慮した線量分布シミュレーション手法の開発にも取り組んだ．この手法は，従来は定性的あるいは実験的に評価されてきた，追尾照射に要する照射時間の定量的な評価を可能とするものである．
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| Research Progress Status |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(25 results)
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[Presentation] Dosimetric Evaluation of Dynamic Tumor Tracking Radiation Therapy Using Digital Phantom: A Study On Margin and Desired Accuracy of Tracking2016
Author(s)
T. Uchida, N. Kadoya, K. Ichiji, Y. Nakajima, K. Jingu, M. Osanai, K. Takeda, Y. Takai, N. Homma
Organizer
American Association of Physicists in Medicine 58th Annual Meeting (AAPM2016)
Place of Presentation
Walter E. Washington Convention Center, Washington DC, USA
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[Presentation] Impact of DIR uncertainty on lung SBRT dose accumulation with MLC-based dynamic tumor tracking (DIR誤差が肺癌SBRTの線量合算評価に与える影響: MLC追尾照射法での検討)2016
Author(s)
R. Ikeda, N. Kadoya, K. Ichiji, Y. Nakajima, M. Saito, K. Abe, K. Ito, M. Chiba, S. Dobashi, K. Takeda, N. Homma, K. Jingu
Organizer
日本放射線腫瘍学会第29回学術大会
Place of Presentation
京都府京都市 国立京都国際会館
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[Presentation] Findings from the research of neuro-controllers and laboratory practice2016
Author(s)
I. Bukovsky, P. M. Benes, M. Vesely, J. Kalivoda, J. Pitel, O. Liska, K. Ichiji, N. Homma
Organizer
Automatizace, regulace a procesy 2016 (Automation, regulation and processes 2016, ARaP2016)
Place of Presentation
Conference Hall FS CVUT in Prague, Technika 4, Prague, Czech
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[Presentation] 呼吸性移動時系列の最大リャプノフ指数推定に基づく予測可能性の検討2015
Author(s)
市地慶, 本間経康, 張曉勇, 武田賢, 髙井良尋, 杉田典大, 吉澤誠
Organizer
計測自動制御学会 システム・情報部門学術講演会2015（SSI2015）, GS4-12, SY0010/15/0000-0175, pp. 175-179
Place of Presentation
函館アリーナ（北海道函館市）
Year and Date
2015-11-20
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[Presentation] A Real-Time Homography-Based Algorithm for Markerless Deformable Lung Tumor Motion Tracking Using KV X-Ray Fluoroscopy2015
Author(s)
X. Zhang, N. Homma, Y. Takai, K. Ichiji, N. Sugita, M. Abe, M. Yoshizawa
Organizer
American Association of Physicists in Medicine 56th Annual Meeting, WE-AB-303-02, Med. Phys., 42, pp.3656-3656 (2015), DOI:http://dx.doi.org/10.1118/1.4925867
Place of Presentation
Anaheim, CA USA
Year and Date
2015-07-15
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