Development of a dose calculation system for thoracic or abdominal IMRT

• Project/Area Number: 21791194
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Radiation science
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: TAKEGAWA Hideki Osaka University, 大学院・医学系研究科, 特任助教(常勤) (60526870)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2010: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2009: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
• Keywords: 強度変調放射線治療 / 呼吸性移動 / 線量計算 / モンテカルロシミュレーション / Double dynamic system / 4DCT / 膵臓癌 / 肺癌 / Double damic sstem

Research Abstract

A Monte Carlo dose calculation system has been developed to account for double dynamic systems, which are dynamic intensity-modulated (IM) beam delivery based on MLC movement and respiratory organ motion.
The Monte Carlo simulation reproduced the dynamic IM beam delivery. The dose distribution calculated using 4DCT was verified and showed good agreement with film measurements. The dose distributions of pancreas IMRT plans were calculated and the effects of the direction of respiratory motion and respiratory amplitude on dose distribution were revealed.

Research Products

• [Journal Article] Monte Carlo dose calculation accounting for double dynamic systems. (2010)
  • Author(s): Takegawa H, Mukumoto N, Ueyama S, Tsujii K, Akimoto M, Miyazaki M, Takashina M, Numasaki H, Nishiyama K, Teshima T.
  • Journal Title: Int J Radiat Oncol Biol Phys 78
• [Journal Article] 4D Treatment Planning for Lower Thoracic Spine Metastasis : Impacts of Respiratory Motion on Dose Distributions. (2010)
  • Author(s): Ueyama S, Masai N, Oh R, Shiomi H, Yamada K, Akimoto M, Takegawa H, Numasaki H, Inoue T, Teshima T.
  • Journal Title: Int J Radiat Oncol Biol Phys 78
• [Journal Article] Monte Carlo dose calculation accounting for double dynamic systems (2010)
  • Author(s): Takegawa H.
  • Journal Title: International Journal of Radiation Oncology Biology Physics Volume: 78
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 4D Treatment Planning for Lower Thoracic Spine Metastasis : Impacts of Respiratory Motion on Dose Distributions (2010)
  • Author(s): Ueyama S., Takegawa H.
  • Journal Title: International Journal of Radiation Oncology Biology Physics Volume: 78
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A preliminary study of in-house Monte Carlo simulations : An integrated Monte Carlo verification system. (2009)
  • Author(s): Mukumoto N, Tujii K, Saito S, Yasunaga M, Takegawa H, Yamamoto T, Numasaki H, Teshima T.
  • Journal Title: Int J Radiat Oncol Biol Phys 75 Pages: 571-579
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A preliminary study of in-house Monte Carlo simulations : An integrated Monte Carlo verification system (2009)
  • Author(s): Mukumoto Nobutaka
  • Journal Title: Int.J.Radiat.Oncol.Biol.Phys. 75(2) Pages: 571-579
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 頭頸部IMRTにおけるSIB法とTwo-step法の線量分布比較 (2011)
  • Author(s): 中村聡明, 武川英樹
  • Organizer: 第23回日本高精度放射線外部照射研究会
  • Place of Presentation: 秋葉原コンベンションホール(東京)
  • Year and Date: 2011-02-11
• [Presentation] 加速度センサを用いた呼吸コーチングシステムの精度検証 (2011)
  • Author(s): 小野智博, 武川英樹, 高階正彰, 松本政雄, 手島昭樹
  • Organizer: 第297回日本医学放射線学会関西地方会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2011-02-05
• [Presentation] 前立腺がんの放射線治療におけるマージンの評価 (2010)
  • Author(s): 秋元麻未, 武川英樹, 西山謹司, 高階正彰, 手島昭樹, 松本政雄
  • Organizer: 2010年度日本写真学会秋季研究発表会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2010-11-30
• [Presentation] 前立腺がん放射線治療におけるマージン評価 (2010)
  • Author(s): 秋元麻未, 武川英樹
  • Organizer: 2010年度日本写真学会秋季研究発表会
  • Place of Presentation: ハートピア京都(京都)
  • Year and Date: 2010-11-30
• [Presentation] 頭頸部2phase IMRTにおける線量積算法 (2010)
  • Author(s): 金岡尚利, 武川英樹, 秋元麻未, 手島昭樹, 松本政雄
  • Organizer: 第296回日本医学放射線学会関西地方会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2010-11-13
• [Presentation] 頭頸部2phase IMRTにおける線量積算法 (2010)
  • Author(s): 金岡尚利, 武川英樹
  • Organizer: 第296回 日本医学放射線学会関西地方会
  • Place of Presentation: 大阪医科大学(大阪)
  • Year and Date: 2010-11-13
• [Presentation] Monte Carlo dose calculation accounting for double dynamic systems. (2010)
  • Author(s): Takegawa H, Mukumoto N, Ueyama S, Tsujii K, Akimoto M, Miyazaki M, Takashina M, Numasaki H, Nishiyama K, Teshima T.
  • Organizer: 52^<nd> Annual Meeting of American Society of Radiation Oncology
  • Place of Presentation: San Diego, USA
  • Year and Date: 2010-10-31
• [Presentation] 4D Treatment Planning for Lower Thoracic Spine Metastasis : Impacts of Respiratory Motion on Dose Distributions. (2010)
  • Author(s): Ueyama S, Masai N, Oh R, Shiomi H, Yamada K, Akimoto M, Takegawa H, Numasaki H, Inoue T, Teshima T.
  • Organizer: 52^<nd> Annual Meeting of American Society of Radiation Oncology
  • Place of Presentation: San Diego, USA
  • Year and Date: 2010-10-31
• [Presentation] 脊椎照射におけるRiskに関する検討-3-呼吸性移動の影響- (2010)
  • Author(s): 上山新吾, 正井範尚, 呉隆進, 塩見浩也, 山田広一, 秋元麻未, 武川英樹, 沼崎穂高, 井上俊彦, 手島昭樹
  • Organizer: 第22回日本高精度放射線外部照射研究会
  • Place of Presentation: 滋賀
  • Year and Date: 2010-07-31
• [Presentation] 脊椎照射におけるRiskに関する検討-3-呼吸性移動の影響- (2010)
  • Author(s): 上山新吾, 武川英樹
  • Organizer: 第22回 日本高精度放射線外部照射研究会
  • Place of Presentation: ピアザ淡海(滋賀)
  • Year and Date: 2010-07-31
• [Presentation] Cone-beam CT投影画像を用いた呼吸信号の抽出 (2010)
  • Author(s): 北村貴明, 武川英樹, 椋本宣学, 秋元麻未, 上山新吾, 沼崎穂高, 手島昭樹
  • Organizer: 第99回日本医学物理学会学術大会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2010-04-10
• [Presentation] MLCを用いた動体追跡照射における線量分布評価 (2010)
  • Author(s): 小野智博, 武川英樹, 上山新吾, 椋本宣学, 沼崎穂高, 手島昭樹
  • Organizer: 第99回日本医学物理学会学術大会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2010-04-10
• [Presentation] フラットニングフィルタ除去リニアックの線量特性 (2010)
  • Author(s): 林達也, 武川英樹, 椋本宣学, 上山新吾, 沼崎穂高, 手島昭樹
  • Organizer: 第99回日本医学物理学会学術大会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2010-04-10
• [Presentation] Cone-beam CT投影画像を用いた呼吸信号の抽出 (2010)
  • Author(s): 北村貴明, 武川英樹
  • Organizer: 第99回 日本医学物理学会学術大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(横浜)
  • Year and Date: 2010-04-10
• [Presentation] フラットニングフィルタ除去リニアックの線量特性 (2010)
  • Author(s): 林達也, 武川英樹
  • Organizer: 第99回 日本医学物理学会学術大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(横浜)
  • Year and Date: 2010-04-09
• [Presentation] Deformable registrationを用いた肺の呼吸性移動の評価 (2010)
  • Author(s): 秋元麻未, 塩見浩也, 正井範尚, 呉隆進, 山田広一, 岸和史, 出水祐介, 武川英樹, 井上俊彦, 松本政雄
  • Organizer: 第294回日本医学放射線学会関西地方会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2010-02-06
• [Presentation] Deformable registrationを用いた肺の呼吸性移動の評価 (2010)
  • Author(s): 秋元麻未
  • Organizer: 第294回 日本医学放射線学会関西地方会
  • Place of Presentation: WTCホール(大阪)
  • Year and Date: 2010-02-06
• [Presentation] 加速度センサを用いた呼吸モニタリング (2010)
  • Author(s): 上石達也, 武川英樹, 椋本宣学, 林達也, 上山新吾, 沼崎穂高, 手島昭樹
  • Organizer: 第21回日本高精度放射線外部照射研究会
  • Place of Presentation: 熊本
  • Year and Date: 2010-01-30
• [Presentation] Monte Carlo法を用いた高精度放射線治療のための線量計算システムの開発及び胸腹部DMLC IMRTへの適応 (2010)
  • Author(s): 椋本宜学, 武川英樹, 辻井克友, 上山新吾, 沼崎穂高, 西山謹司, 手島昭樹
  • Organizer: 第21回日本高精度放射線外部照射研究会
  • Place of Presentation: 熊本
  • Year and Date: 2010-01-30
• [Presentation] 加速度センサを用いた呼吸モニタリング (2010)
  • Author(s): 上石達也
  • Organizer: 第21回 日本高精度放射線外部照射研究会
  • Place of Presentation: くまもと県民交流館パレア(熊本)
  • Year and Date: 2010-01-30
• [Presentation] Monte Carlo法を用いた高精度放射線治療のための線量計算システムの開発及び胸腹部DMLC IMRTへの適応 (2010)
  • Author(s): 椋本宜学
  • Organizer: 第21回 日本高精度放射線外部照射研究会
  • Place of Presentation: くまもと県民交流館パレア(熊本)
  • Year and Date: 2010-01-30
• [Presentation] Monte Carlo dose calculation accounting for double dynamic systems (2010)
  • Author(s): Takegawa H.
  • Organizer: 52^<nd> Annual Meeting of American Society of Radiation Oncology
  • Place of Presentation: San Diego Convention Center(San Diego, USA)
• [Presentation] 4D Treatment Planning for Lower Thoracic Spine Metastasis : Impacts of Respiratory Motion on Dose Distributions (2010)
  • Author(s): Ueyama S., Takegawa H.
  • Organizer: 52^<nd> Annual Meeting of American Society of Radiation Oncology
  • Place of Presentation: San Diego Convention Center(San Diego, USA)
• [Presentation] Novel Multiple Source Model from a Clinical Linear Accelerator Developed by Monte Carlo Photon Source Characterization (2009)
  • Author(s): Mukumoto Nobutaka
  • Organizer: The 95th RSNA Scientific Assembly and Annual Meeting
  • Place of Presentation: McCormick Place (Chicago, USA)
  • Year and Date: 2009-11-29
• [Presentation] モンテカルロ法によるIMRT治療計画の線量再計算-GBM症例- (2009)
  • Author(s): 上山新吾, 武川英樹, 椋本宜学, 辻井克友, 沼崎穂高, 西山謹司, 手島昭樹
  • Organizer: 第293回日本医学放射線学会関西地方会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2009-10-17
• [Presentation] モンテカルロ法によるIMRT治療計画の線量再計算-GBM症例- (2009)
  • Author(s): 上山新吾
  • Organizer: 第293回 日本医学放射線学会関西地方会
  • Place of Presentation: 大阪市立大学(大阪)
  • Year and Date: 2009-10-17
• [Presentation] 体幹部定位照射における治療計画時と治療時の肺腫瘍呼吸性移動の比較 (2009)
  • Author(s): 上田悦弘, 武川英樹, 宮崎正義, 岡本英明, 川辺清人, 鈴木修, 中村聡明, 西山謹司
  • Organizer: 日本放射線腫瘍学会第22回学術大会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2009-09-19
• [Presentation] 体幹部定位照射における治療計画時と治療時の肺腫瘍呼吸性移動の比較 (2009)
  • Author(s): 上田悦弘
  • Organizer: 日本放射線腫瘍学会第22回学術大会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館(京都)
  • Year and Date: 2009-09-19
• [Presentation] Double dynamic systemを考慮した線量計算-システム開発- (2009)
  • Author(s): 武川英樹, 椋本宜学, 上山新吾, 辻井克友, 西山謹司, 手島昭樹
  • Organizer: 第98回日本医学物理学会学術大会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2009-09-18
• [Presentation] Monaco治療計画システムにおけるMLC構造由来の線量特性の評価 (2009)
  • Author(s): 辻井克友, 武川英樹, 宮崎正義, 岡本英明, 川邉清人, 手島昭樹, 西山謹司
  • Organizer: 日本放射線腫瘍学会第22回学術大会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2009-09-18
• [Presentation] Double dynamic systemを考慮した線量計算-システム開発- (2009)
  • Author(s): 武川英樹
  • Organizer: 第98回 日本医学物理学会学術大会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館(京都)
  • Year and Date: 2009-09-18
• [Presentation] Double dynamic systemを考慮した線量計算-Interplay効果の評価- (2009)
  • Author(s): 椋本宜学
  • Organizer: 第98回 日本医学物理学会学術大会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館(京都)
  • Year and Date: 2009-09-18
• [Presentation] Monaco治療計画システムにおけるMLC構造由来の線量特性の評価 (2009)
  • Author(s): 辻井克友
  • Organizer: 日本放射線腫瘍学会第22回学術大会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館(京都)
  • Year and Date: 2009-09-18
• [Presentation] Monte Carlo法を用いたVarian millennium MLCのモデリング及びIMRT対応コード開発 (2009)
  • Author(s): 上山新吾, 辻井克友, 椋本宜学, 石原佳知, 武川英樹, 沼崎穂高, 手島昭樹
  • Organizer: 第97回日本医学物理学会大会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2009-04-19
• [Presentation] EPIDシネ画像を用いた肺腫瘍の呼吸性移動の解析 (2009)
  • Author(s): 上田悦弘, 武川英樹, 谷口真, 宮崎正義, 岡本英明, 川辺清人, 堀之内隆
  • Organizer: 第65回日本放射線技術学会総合学術大会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2009-04-19
• [Presentation] Monte Carlo法を用いたVarian millemium MLCのモデリング及びIMRT対応コード開発 (2009)
  • Author(s): 上山新吾
  • Organizer: 第97回 日本医学物理学会大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(横浜)
  • Year and Date: 2009-04-19
• [Presentation] EPIDシネ画像を用いた肺腫瘍の呼吸性移動の解析 (2009)
  • Author(s): 上田悦弘
  • Organizer: 第65回 日本放射線技術学会総会学術大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(横浜)
  • Year and Date: 2009-04-19
• [Presentation] 前立腺癌の放射線治療における2D-X線画像による補正後のresidual setup errorの評価 (2009)
  • Author(s): 秋元麻未
  • Organizer: 第65回 日本放射線技術学会総会学術大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(横浜)
  • Year and Date: 2009-04-18
• [Presentation] Double dynamic systemを考慮した線量計算-Interplay効果の評価- (2009)
  • Author(s): 椋本宜学, 武川英樹, 辻井克友, 上山新吾, 沼崎穂高, 西山謹司, 手島昭樹
  • Organizer: 第98回日本医学物理学会学術大会
  • Place of Presentation: 京都
• [Presentation] 前立腺癌の放射線治療における2D-X線画像による補正後のresidual setup errorの評価 (2009)
  • Author(s): 秋元麻未, 武川英樹, 椋本宜学, 川辺清人, 西山謹司, 手島昭樹, 松本政雄
  • Organizer: 第65回日本放射線技術学会総会学術大会
  • Place of Presentation: 横浜