A novel radiotherapy treatment planning based on dual-energy virtual monochromatic CT
Project/Area Number |
19K17234
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Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Review Section |
Basic Section 52040:Radiological sciences-related
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Research Institution | Osaka University |
Principal Investigator |
山田 幸子 大阪大学, 医学部附属病院, 診療放射線技師 (40623054)
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Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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Budget Amount *help |
¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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Keywords | dual-energy CT / 放射線治療計画 / 画質評価 / 仮想非造影 / 撮影技術 / 線量分布 / CT / dual-energy / 放射線治療 / CT値 / 視覚心理学 / 電子密度 / 医学物理学 / 線量分布計算 / 仮想非造影画像 / ヨード造影剤 |
Outline of Research at the Start |
放射線治療を精度よく行うためには,(1)治療対象となる病変をX線CT画像上に明瞭に描出させたうえで,(2)どの方向からどのように放射線を照射すべきか,またその場合,どれだけの放射線が実際に病変やその周囲組織に吸収されるのかを検討しなければならない.ここで(1)のためにはヨード造影剤の投与が病変コントラスト向上に役立つことが多いが,(2)のためには造影剤がない方が精度が高く望ましい.そこで本研究では造影剤投与下1回のCT撮影で(1)および(2)を精度よく両立させる斬新な放射線治療計画法を提案し,その開発と実用化を目指す.
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Outline of Annual Research Achievements |
放射線治療計画において、CT画像は標的体積の決定と線量分布計算という2つの目的に使用される。標的体積を精度よく決定するためには病変と周囲の組織コントラストが高い方が有利であり、ヨード造影剤の投与が必要となることがある。一方、線量分布計算は、CT値が組織性状をよく反映していることが前提であり、造影剤等によるCT値の修飾がない方がよい。よって、放射線治療計画を精度よく行うためには、線量分布計算のための非造影CTと、標的体積の決定のための造影CTが必要となり、2回の撮影による放射線被ばくが生じる。そこで本研究では、1回の撮影データから非造影画像および造影画像を生成し、前者を線量分布計算、後者を標的容積の決定に使用する新しい放射線治療計画法を提案する。 具体的には、dual-source dual-energy CTを使用し、造影下にて1回の撮影を2種類の管電圧で同時に行い、得られる2種類の画像(撮影線質が異なる)から線形代数的演算によって造影画像(標的体積決定用)と非造影画像(線量分布計算用)を算出する。総撮影線量は通常の撮影1回分以下とし、ノイズを逐次近似的画像再構成により抑制するが、この処理が画質の視覚的印象を変化させるため、視覚的印象の観点から画質の定量を行い、従来の画像と同等の出力を目指す。以上のことを実現できるファントム実験系まで構築し、線量分布等の評価ができる段階まできているが、新型コロナウイルス感染症の影響により、当該研究に使用するCT装置が感染診療専用となり、2021年度から実験を必要とする研究が実施できていない。そのため、理論面での考察を進めつつ、すでに撮影済みのファントム画像を用いて視覚的印象の観点からの画質の定量に取り組み、学会発表および招待講演等にてその成果を発表した。学会発表では優秀演題として受賞するなどの高い評価を得ている。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
使用を予定していたCT装置が、新型コロナウイルス感染症診療エリアに設置されているため、実験目的で同装置を使用することができず、実験を実施できていない。
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Strategy for Future Research Activity |
感染拡大の影響が終息しつつあるため、基本的には当初の研究計画に従い、研究を進めていく予定である。CT装置が使用可能となれば、ただちに実験等を開始する。それまでは理論面での研究、画質定量等に関する研究に取り組み、限られた期間内での研究成果の最大化を図る。
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Report
(4 results)
Research Products
(10 results)