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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

研究課題

研究課題/領域番号 15J05402
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 医学物理学・放射線技術学
研究機関東北大学

研究代表者

市地 慶  東北大学, 医学系研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード高精度放射線治療 / 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
研究実績の概要

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.

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 学会発表 (24件) (うち国際学会 9件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [学会発表] マーカレス追尾照射のための画像特徴点に基づく肺腫瘍位置のリアルタイム追跡法2017

    • 著者名/発表者名
      市地慶
    • 学会等名
      H28東北大学・新潟大学合同放射線治療セミナー
    • 発表場所
      宮城県仙台市 東北大学星陵キャンパス
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Adaptive Novelty Detection with Learning Entropy Study on Multichannel Data2016

    • 著者名/発表者名
      I. Bukovsky, K. Ichiji, M. Cejnek, O. Vysata, N. Homma
    • 学会等名
      第26回インテリジェント・システム・シンポジウム
    • 発表場所
      大阪府吹田市 大阪大学吹田キャンパス
    • 年月日
      2016-10-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Markerless dynamic MLC trackingの技術開発2016

    • 著者名/発表者名
      市地慶
    • 学会等名
      第42回臨床医学物理研究会
    • 発表場所
      首都大学東京荒川キャンパス(東京都荒川区)
    • 年月日
      2016-06-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 多人数の状況を効果的に観測するウェアラブル生体センサネットワークのシミュレーション評価2016

    • 著者名/発表者名
      佐々木塁, 市地慶, 阿部亨, 菅沼拓夫
    • 学会等名
      情報処理学会第78 回全国大会, 1V-08, 3, pp. 461-462
    • 発表場所
      慶應義塾大学矢上キャンパス(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-03-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Markerless dynamic MLC trackingの技術開発2016

    • 著者名/発表者名
      市地慶
    • 学会等名
      第42回臨床医学物理研究会
    • 発表場所
      東京都荒川区 首都大学東京荒川キャンパス
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Dosimetric Evaluation of Dynamic Tumor Tracking Radiation Therapy Using Digital Phantom: A Study On Margin and Desired Accuracy of Tracking2016

    • 著者名/発表者名
      T. Uchida, N. Kadoya, K. Ichiji, Y. Nakajima, K. Jingu, M. Osanai, K. Takeda, Y. Takai, N. Homma
    • 学会等名
      American Association of Physicists in Medicine 58th Annual Meeting (AAPM2016)
    • 発表場所
      Walter E. Washington Convention Center, Washington DC, USA
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Detection of Masses On Mammograms Using Deep Convolutional Neural Network: A Feasibility Study2016

    • 著者名/発表者名
      S. Suzuki, X. Zhang, N. Homma, K. Ichiji, Y. Kawasumi, T. Ishibashi, and M. Yoshizawa
    • 学会等名
      American Association of Physicists in Medicine 58th Annual Meeting (AAPM2016)
    • 発表場所
      Walter E. Washington Convention Center, Washington DC, USA
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mass Detection Using Deep Convolutional Neural Network for Mammographic Computer-Aided Diagnosis2016

    • 著者名/発表者名
      S. Suzuki, X. Zhang, N. Homma, K. Ichiji, N. Sugita, Y. Kawasumi, T. Ishibashi, and M. Yoshizawa
    • 学会等名
      2016 55th Annual Conference of the Society of Instrument and Control Engineers of Japan (SICE)
    • 発表場所
      Tsukuba International Congress Center, Tsukuba, Japan
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A real-time homography-based tracking method for tracking deformable tumor motion in fluoroscopy2016

    • 著者名/発表者名
      X. Zhang,N. Homma, K. Ichiji, N. Sugita, Y. Takai, and M. Yoshizawa
    • 学会等名
      2016 55th Annual Conference of the Society of Instrument and Control Engineers of Japan (SICE)
    • 発表場所
      Tsukuba International Congress Center, Tsukuba, Japan
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      R. Ikeda, N. Kadoya, K. Ichiji, Y. Nakajima, M. Saito, K. Abe, K. Ito, M. Chiba, S. Dobashi, K. Takeda, N. Homma, K. Jingu
    • 学会等名
      日本放射線腫瘍学会第29回学術大会
    • 発表場所
      京都府京都市 国立京都国際会館
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Findings from the research of neuro-controllers and laboratory practice2016

    • 著者名/発表者名
      I. Bukovsky, P. M. Benes, M. Vesely, J. Kalivoda, J. Pitel, O. Liska, K. Ichiji, N. Homma
    • 学会等名
      Automatizace, regulace a procesy 2016 (Automation, regulation and processes 2016, ARaP2016)
    • 発表場所
      Conference Hall FS CVUT in Prague, Technika 4, Prague, Czech
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 多人数の状況を効果的に観測する利用者指向センサネットワークの設計2016

    • 著者名/発表者名
      佐々木塁, 市地慶, 阿部亨, 菅沼拓夫
    • 学会等名
      電子情報通信学会 情報ネットワーク研究会 (IN)
    • 発表場所
      広島県広島市 広島市立大学講堂小ホール
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Deep Convolutional Neural Network の転移学習による乳房X線画像上の腫瘤検出2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木真太郎, 張暁勇, 本間経康, 市地慶, 魚住洋佑, 高根侑美, 川住祐介, 石橋忠司, 吉澤誠
    • 学会等名
      計測自動制御学会 第10回コンピューテーショナル・インテリジェンス研究会
    • 発表場所
      富山県富山市 富山県民会館
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Tumor Motion Tracking Using kV/MV X-ray Fluoroscopy for Adaptive Radiation Therapy2015

    • 著者名/発表者名
      張曉勇, 本間経康, 市地慶, 杉田典大, 髙井良尋, 吉澤誠
    • 学会等名
      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, SY0010/15/0000-0165, pp. 165-169
    • 発表場所
      函館アリーナ(北海道函館市)
    • 年月日
      2015-11-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      市地慶, 本間経康, 張曉勇, 武田賢, 髙井良尋, 杉田典大, 吉澤誠
    • 学会等名
      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
    • 発表場所
      函館アリーナ(北海道函館市)
    • 年月日
      2015-11-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Impact of dynamic MLC-based tumor tracking on radiotherapy for lung cancer: Dosimetric comparison between non-gated, gated and tracking plan2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakajima, N. Kadoya, K. Ichiji, K. Ito, K. Takeda, Y. Takai, N. Homma, K. Jingu
    • 学会等名
      日本放射線腫瘍学会 第28回学術大会
    • 発表場所
      ベイシア文化ホール(群馬県前橋市)
    • 年月日
      2015-11-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Prediction and Control of Respiration-Induced Lung Tumor Motion for Accurate Radiotherapy2015

    • 著者名/発表者名
      K. Ichiji
    • 学会等名
      6th seminar DSP 6/2015 - Seminar Series on Digital Signal Processing, Adaptive Signal Processing and Informatics Computational Centre (ASPICC), Czech Technical University in Prague
    • 発表場所
      Prague, Czech Republic
    • 年月日
      2015-11-02
    • 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] A real-time feature-based markerless tumor tracking method using X-ray image sequence for radiotherapy2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Yoshida, K. Ichiji, X. Zhang, N. Homma, Y. Takai and M. Yoshizawa
    • 学会等名
      2015 International Workshop on Computational Intelligence for Multimedia Understanding (IWCIM), pp. 1-5. doi: 10.1109/IWCIM.2015.7347086
    • 発表場所
      Prague, Czech Republic
    • 年月日
      2015-10-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Tumor motion tracking using kV/MV X-ray fluoroscopy for adaptive radiation therapy2015

    • 著者名/発表者名
      X. Zhang, N. Homma, K. Ichiji, M. Abe, N. Sugita, I. Bukovsky, Y. Takai, and M. Yoshizawa
    • 学会等名
      2015 International Workshop on Computational Intelligence for Multimedia Understanding (IWCIM), pp. 1-4. doi: 10.1109/IWCIM.2015.7347084
    • 発表場所
      Prague, Czech Republic
    • 年月日
      2015-10-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Real-Time Homography-Based Tumor Tracking Method for Image-Guided Radiation Therapy2015

    • 著者名/発表者名
      X. Zhang, N. Homma, K. Ichiji, M. Abe, N. Sugita, Y. Takai, M. Yoshizawa
    • 学会等名
      第25回インテリジェント・システム・シンポジウム(FAN2015), B503, SY0007/150000-0183, pp. 183-187
    • 発表場所
      東北大学 片平さくらホール(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-09-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 赤外線深度センサを用いた体表面同時多点の呼吸誘導システムに関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      塚田卓也, 市地慶, 張曉勇, 本間経康, 髙井良尋, 吉澤誠
    • 学会等名
      第25回インテリジェント・システム・シンポジウム(FAN2015), B504, SY0007/150000-0188, pp. 188-193
    • 発表場所
      東北大学 片平さくらホール(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-09-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 多人数の状況を効果的に観測する ウェアラブル生体センサネットワークシステムの基本設計2015

    • 著者名/発表者名
      佐々木塁, 市地慶, 阿部亨, 菅沼拓夫
    • 学会等名
      2015年電子情報通信学会ソサエティ大会, B-7-24, pp. 95-95
    • 発表場所
      東北大学川内北キャンパス(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-09-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] A Real-Time Homography-Based Algorithm for Markerless Deformable Lung Tumor Motion Tracking Using KV X-Ray Fluoroscopy2015

    • 著者名/発表者名
      X. Zhang, N. Homma, Y. Takai, K. Ichiji, N. Sugita, M. Abe, M. Yoshizawa
    • 学会等名
      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
    • 発表場所
      Anaheim, CA USA
    • 年月日
      2015-07-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 乳房X線画像診断支援のための木構造自己組織化マップによる自動特徴抽出の試み2015

    • 著者名/発表者名
      長谷川奈保, 本間経康, 張暁勇, 市地慶, 小山内実, 阿部誠, 杉田典大, 吉澤誠
    • 学会等名
      第7回コンピューテーショナル・インテリジェンス研究会, 15PG0007, pp. 50-53
    • 発表場所
      東北大学サイバーサイエンスセンター(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-05-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 市地 慶 - 研究者 - researchmap

    • URL

      http://researchmap.jp/kichiji

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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