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生物物理学的予後予測モデルに基づく循環型放射線治療計画法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 13J02944
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 放射線科学
研究機関東京大学

研究代表者

馬込 大貴  東京大学, 医学部附属病院, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
3,960千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 660千円)
2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2013年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワードMVCT / Iterative reconstruction / Registration / 全骨髄照射 / TMI / 赤色骨髄照射 / DECT / 放射線治療 / 白血病 / 国際協力研究 / アメリカ / 予後予測 / パターン認識 / ニューラルネットワーク / 生存期間 / 脳腫瘍 / 臨床情報 / 線量情報
研究実績の概要

今年度は、ミネソタ大学と協力することで全骨髄照射(TMI: total marrow irradiation)症例における位置合わせ用高速Mega-voltage computed tomographyの再構成方法を開発した。
ミネソタ大学から提供された3体の献体を4種類の寝台速度で撮影した。撮影された投影データは、Iterative reconstruction (IR)algorithmに基づき三次元再構成され、従来法であるFiltered back projection (FBP)algorithmに基づき再構成された画像と比較した。定量評価(画像レジストレーションのずれ量)を行った結果、今回開発したIR法に基づく再構成方法を用いた方が、従来のFBP法に比べて、寝台速度が速い場合(3mm/sec, 4mm/sec)に有意に精度が向上した(P <0.05)。
本研究は、我々の知る限り、献体を画像再構成法の開発に用いた初めての研究であり、実際の患者での無用な被ばくを増やすことなく、新技術の開発に成功した。本研究で開発された手法は、現在、ミネソタ大学を中心とした国際臨床治験で実際に使用されている。
全骨髄照射は、従来の照射方法(全身照射)に比べて正常組織への不要な線量を減らすことができるため、治療成績の向上が期待されているが、治療時間が長い(1患者1日1.5-2時間)ため、日本でも数施設でしか実施されていない。本研究成果を用いることで、治療時間の短縮が予想されることから、全骨髄照射が広く国民に普及されることが期待される。
本年度に開発したMVCT画像を昨年度までに開発した治療計画方法と組み合わせることで、高精度な全骨髄照射を行うことが可能となる。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件) 図書 (2件) 備考 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] University of Minnesota/City of Hope Hospital(米国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] Universitair Ziekenhuis Brussel(Belgium)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] Institute Curie/Paul Strauss/ICO, Nantes(France)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Genoa/San Raffaele(Italy)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] Maria Sklodowska-Curie Memorial(Poland)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究]

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Characterization of deformation and physical force in uniform low contrast anatomy and its impact on accuracy of deformable image registration2016

    • 著者名/発表者名
      Raj Varadhan, Taiki Magome, Susanta Hui
    • 雑誌名

      Medical Physics

      巻: 43 号: 1 ページ: 52-61

    • DOI

      10.1118/1.4937935

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Patterns of Recurrence in Malignant Glioma Patients: Association with Subventricular Zone and Radiotherapy Dose2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Igaki, Taiki Magome, Madoka Sakuramachi, Akihiro Nomoto, Akira Sakumi, Mayuka Kitaguchi, Akihiro Haga, Jun Itami, Keiichi Nakagawa
    • 雑誌名

      Jacobs Journal of Radiation Oncology

      巻: 2 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Computer-Assisted Delineation of Lung Tumor Regions in Treatment Planning CT Images with PET/CT Image Sets Based on an Optimum Contour Selection Method2014

    • 著者名/発表者名
      Ze Jin, Hidetaka Arimura, Yoshiyuki Shioyama, Katsumasa Nakamura, Jumpei Kuwazuru, Taiki Magome, Hidetake Yabuuchi, Hiroshi Honda, Hideki Hirata, Masayuki Sasaki
    • 雑誌名

      Journal of Radiation Research

      巻: 55 号: 6 ページ: 1153-62

    • DOI

      10.1093/jrr/rru056

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Reconstruction of the treatment area by use of sinogram in helical tomotherapy2014

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Haga, Keiichi Nakagawa, Calvin Maurer, Ken Ruchala, Edward Chao, Dylan Casey, Satoshi Kida, Dousatsu Sakata, Masahiro Nakano, Taiki Magome, Yoshitaka Masutani
    • 雑誌名

      Radiation Oncology

      巻: 9 号: 1 ページ: 252-252

    • DOI

      10.1186/s13014-014-0252-0

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Independent absorbed-dose calculation using the Monte Carlo algorithm in volumetric modulated arc therapy2014

    • 著者名/発表者名
      Haga A, Magome T, et al.
    • 雑誌名

      Radiation Oncology

      巻: (印刷中)

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Similar-case-based optimization of beam arrangements in stereotactic body radiotherapy for assisting treatment planners2013

    • 著者名/発表者名
      Magome T, et al.
    • 雑誌名

      BioMed Research International

      巻: 2013 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1155/2013/309534

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Computer-aided beam arrangement based on similar cases in radiation treatment planning databases for stereotactic lung radiation therapy.2013

    • 著者名/発表者名
      Magome T, Arimura H, et al.
    • 雑誌名

      Journal of Radiation Research

      巻: (In press) 号: 3 ページ: 569-577

    • DOI

      10.1093/jrr/rrs123

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 類似症例に基づく放射線治療計画支援システムの開発2016

    • 著者名/発表者名
      馬込大貴, 有村秀孝, 塩山善之, 中村和正, 芳賀昭弘, 中川恵一, 平田秀紀
    • 学会等名
      第29回高精度放射線外部照射部会学術大会
    • 発表場所
      一橋講堂(東京)
    • 年月日
      2016-02-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 「医療ビッグデータの将来像」 機械学習・パターン認識技術に基づく予後予測研究2016

    • 著者名/発表者名
      馬込大貴
    • 学会等名
      第38回がんプロ合同セミナー
    • 発表場所
      東京大学(東京)
    • 年月日
      2016-02-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Survival time prediction after radiotherapy for high-grade glioma patients based on machine learning technique2015

    • 著者名/発表者名
      Taiki Magome, Akihiro Haga, Hiroshi Igaki, Noriyasu Sekiya, Yoshitaka Masutani, Akira Sakumi, Akitake Mukasa, Keiichi Nakagawa
    • 学会等名
      YITP International Workshop: Biological & Medical Science based on Physics
    • 発表場所
      京都大学(京都)
    • 年月日
      2015-11-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Marrow Response to Chemotherapy and Radiation in Gynecologic Malignancies As Assessed by Water-Fat MRI2015

    • 著者名/発表者名
      Christopher Wilke, Taiki Magome, Luke Arentsen, Rahel Ghebre, Levi Downs, Patrick Bolan, Kathryn Dusenbery, Clifford Rosen, Jerry Froelich, Douglas Yee, Susanta Hui
    • 学会等名
      ASTRO 2015
    • 発表場所
      San Antonio, TX(USA)
    • 年月日
      2015-10-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Feasibility study for advanced total marrow irradiation2015

    • 著者名/発表者名
      Taiki Magome
    • 学会等名
      JSPS Core-to-Core Program Training Plan for Cancer Professionals Pre-AAPM Scientific Symposium
    • 発表場所
      Anaheim, CA(USA)
    • 年月日
      2015-07-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dose marrow recomposition2015

    • 著者名/発表者名
      Taiki Magome
    • 学会等名
      Total Marrow Irradiation Workshop
    • 発表場所
      Paris(France)
    • 年月日
      2015-05-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Patterns of Recurrence in Malignant Glioma Patients: Association With Neurogenic Niche and Radiation Therapy Dose2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Igaki, Taiki Magome, Madoka Sakuramachi, Akihiro Nomoto, Akira Sakumi, Mayuka Kitaguchi, Akihiro Haga, Jun Itami, Kiichi Nakagawa
    • 学会等名
      ASTRO 2014
    • 発表場所
      San Francisco CA, USA
    • 年月日
      2014-09-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Prediction of survival time after radiotherapy based on artificial neural network, Dose reconstruction with daily MVCT in total marrow irradiation, Simulation of total hematopoietic marrow irradiation2014

    • 著者名/発表者名
      Taiki Magome
    • 学会等名
      University of Minnesota, The University of Tokyo, Osaka University Scientific symposium
    • 発表場所
      Minneapolis MN, USA
    • 年月日
      2014-07-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Comparison of Survival-Time Prediction Models After Radiotherapy for High-Grade Glioma Patients Based On Clinical and DVH Features2014

    • 著者名/発表者名
      Taiki Magome, Akihiro Haga, Hiroshi Igaki, Noriyasu Sekiya, Yoshitaka Masutani, Akira Sakumi, Akitake Mukasa, Keiichi Nakagawa
    • 学会等名
      56th AAPM Annual Meeting
    • 発表場所
      Austin TX, USA
    • 年月日
      2014-07-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Reconstruction of the Treatment Area by Use of Sinogram in Helical Tomotherapy2014

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Haga , Keiichi Nakagawa, Calvin Maurer, Ken Ruchala, Edward Chao, Dylan Casey, Satoshi Kida, Dousatsu Sakata, Taiki Magome, Masahiro Nakano, Yoshitaka Masutani
    • 学会等名
      56th AAPM Annual Meeting
    • 発表場所
      Austin TX, USA
    • 年月日
      2014-07-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Photoelectric cross sections based on the Hartree-Fock calculation2014

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Haga, Jun’ichi Kotoku, Yataro Horikawa, Dousatsu Sakata, Taiki Magome, and Keiichi Nakagawa
    • 学会等名
      107回日本医学物理学会学術大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜, 神奈川県
    • 年月日
      2014-04-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Preliminary study for prediction of survival time after radiotherapy for high-grade glioma patients based on clinical and DVH features2014

    • 著者名/発表者名
      Taiki Magome, Akihiro Haga, Hiroshi Igaki, Noriyasu Sekiya, Yoshitaka Masutani, Akira Sakumi, Akitake Mukasa, and Keiichi Nakagawa
    • 学会等名
      第107回日本医学物理学会学術大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜, 神奈川県
    • 年月日
      2014-04-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] Computer-assisted treatment planning approaches for SBRT in Image‐Based Computer‐Assisted Radiation Therapy2016

    • 著者名/発表者名
      Taiki Magome
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [図書] Computational Intelligent Image Analysis for Assisting Radiation Oncologists2013

    • 著者名/発表者名
      Arimura H, Magome T, et al.
    • 総ページ数
      21
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 東京大学医学部附属病院放射線科放射線治療部門ホームページ

    • URL

      http://www.u-tokyo-rad.jp/

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] ミネソタ大学Hui研究室ホームページ

    • URL

      http://www.tc.umn.edu/~huixx019/index.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [産業財産権] 画像処理装置及び画像処理方法2015

    • 発明者名
      芳賀昭弘,馬込大貴,中川恵一
    • 権利者名
      芳賀昭弘,馬込大貴,中川恵一
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2015-246604
    • 出願年月日
      2015-12-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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