子宮頸がんに対する外部照射と腔内照射の高精度な積算線量評価システムの開発

• 研究課題/領域番号: 15K19199
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 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: 角谷 倫之 東北大学, 大学病院, 助教 (20604961)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2016年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 放射線治療 / 子宮頸癌 / 非剛体レジストレーション / 画像変形 / 合算線量 / RALS / 線量分布 / 小線源治療 / 線量合算 / 医学物理 / 非剛体位置照合 / ガラス線量計 / 非剛体位置合わせ

研究成果の概要

子宮頸がんの放射線治療における外部照射と腔内照射の高精度な合算線量評価システムを構築した。まず、今研究で使用する非剛体レジストレーション(DIR)の精度評価を行える可変型女性骨盤ファントムを開発した。そのファントムを用いて二種類のDIR手法(画像強度ベースDIRと画像強度と輪郭情報を使用するhybrid DIR)の画像変形精度を評価し、hybrid DIRが高い精度で画像変形できることを明らかにした。また、その同じファントムを用いて実際に合算線量評価の精度検証も行い、hybrid DIRが高い精度で合算線量評価が可能であることが分かった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果を実用化させることで、子宮頸がんの外部照射と腔内照射併用症例において、患者ごとに腫瘍および危険臓器への正確な線量を把握することができ、より患者に適したオーダーメードの放射線治療計画を立案することが可能となる。また、この技術を利用し、これまでに治療した症例の積算線量を解析することで、腫瘍への線量と治癒率、危険臓器への線量と障害発生率の関係も明らかにすることができ、子宮頸がんの放射線治療において非常に重要なデータを算出することができる。

研究成果

• [雑誌論文] Impact of a commercially available model-based dose calculation algorithm on treatment planning of high-dose-rate brachytherapy in patients with cervical cancer (2018)
  • 著者名/発表者名: Abe Kota、Kadoya Noriyuki、Sato Shinya、Hashimoto Shimpei、Nakajima Yujiro、Miyasaka Yuya、Ito Kengo、Umezawa Rei、Yamamoto Takaya、Takahashi Noriyoshi、Takeda Ken、Jingu Keiichi
  • 雑誌名: Journal of Radiation Research 巻: 59 号: 2 ページ: 198-206
  • DOI: 10.1093/jrr/rrx081
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of rectum and bladder dose accumulation from external beam radiotherapy and brachytherapy for cervical cancer using two different deformable image registration techniques (2017)
  • 著者名/発表者名: Kadoya Noriyuki、Miyasaka YuYa、Yamamoto Takaya、Kuroda Yoshihiro、Ito Kengo、Chiba Mizuki、Nakajima Yujiro、Takahashi Noriyoshi、Kubozono Masaki、Umezawa Rei、Dobashi Suguru、Takeda Ken、Jingu Keiichi
  • 雑誌名: Journal of Radiation Research 巻: 58 号: 5 ページ: 720-728
  • DOI: 10.1093/jrr/rrx028
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of deformable image registration between external beam radiotherapy and HDR brachytherapy for cervical cancer with a 3D-printed deformable pelvis phantom (2017)
  • 著者名/発表者名: Kadoya N, Miyasaka Y, Nakajima Y, Kuroda Y, Ito K, Chiba M, Sato K, Dobashi S, Yamamoto T, Takahashi N, Kubozono M, Takeda K, Jingu K.
  • 雑誌名: Medical Physcis 巻: 印刷中 号: 4 ページ: 1445-1455
  • DOI: 10.1002/mp.12168
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Evaluation of the performance of deformable image registration between planning CT and CBCT images for the pelvic region: comparison between hybrid and intensity-based DIR. (2017)
  • 著者名/発表者名: Takayama Y, Kadoya N, Yamamoto T, Ito K, Chiba M, Fujiwara K, Miyasaka Y, Dobashi S, Sato K, Takeda K, Jingu K.
  • 雑誌名: Journal of Radiation Research 巻: 印刷中 号: 4 ページ: 567-571
  • DOI: 10.1093/jrr/rrw123
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Multi-institutional Validation Study of Commercially Available Deformable Image Registration Software for Thoracic Images. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kadoya N, Nakajima Y, Saito M, Miyabe Y, Kurooka M, Kito S, Fujita Y, Sasaki M, Arai K, Tani K, Yagi M, Wakita A, Tohyama N, Jingu K.
  • 雑誌名: International Journal of Radiation Oncology*Biology* Physics 巻: 96 ページ: 422-431
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Novel dosimetric measurement using RGD for HDR Brachytherapy with 3D printed deformable female pelvis phantom (2017)
  • 著者名/発表者名: Kota Abe, Noriyuki Kadoya, Shimpei Hashimoto, Yuya Miyasaka,Yujiro Nakajima, Kengo Ito, Mizuki Chiba, Kiyokazu Sato, Ken Takeda, Keiichi Jingu
  • 学会等名: 第113回日本医学物理学会学術大会
• [学会発表] Feasibility of a novel evaluation method for deformable image registration-based dose accumulation for HDR brachytherapy with a deformable phantom (2017)
  • 著者名/発表者名: Kota Abe, Noriyuki Kadoya, Shimpei Hashimoto, Yuya Miyasaka,Yujiro Nakajima, Kengo Ito, Mizuki Chiba, Kiyokazu Sato, Ken Takeda, Keiichi Jingu
  • 学会等名: 第59回米国医学物理学会学術大会
  • 国際学会
• [学会発表] Multi-institutional validation study of commercially available deformable image registration software for thoracic images (2016)
  • 著者名/発表者名: Kadoya N, Nakajima Y, Saito M, Miyabe Y, Kurooka M, Kito S, Sasaki M, Fujita Y, Arai K, Tani K, Yagi M, Wakita A, Tohyama N, Jingu K
  • 学会等名: 第29回日本放射線腫瘍学会学術大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館、京都
  • 年月日: 2016-11-25
• [学会発表] Deformable image registration accuracy between external beam radiotherapy and HDR brachytherapy CT images for cervical cancer using a 3D-printed deformable pelvis phantom (2016)
  • 著者名/発表者名: Miyasaka Y, Kadoya N, Kuroda Y, Ito K, Chiba M, Nakajima Y, Sato K, Dobashi S, Takeda K, Jingu K
  • 学会等名: 第58回米国医学物理学会学術大会
  • 発表場所: ワシントン (米国)
  • 年月日: 2016-07-31
  • 国際学会
• [学会発表] Multi-institutional validation study of commercially available deformable image registration software for thoracic images (2016)
  • 著者名/発表者名: Kadoya N, Nakajima Y, Saito M, Miyabe Y, Kurooka M, Kito S, Sasaki M, Fujita Y, Arai K, Tani K, Yagi M, Wakita A, Tohyama N, Jingu K
  • 学会等名: 第58回米国医学物理学会学術大会
  • 発表場所: ワシントン (米国)
  • 年月日: 2016-07-31
  • 国際学会
• [学会発表] Development of a deformable woman’s pelvis phantom with physiological characteristics for evaluation of DIR accuracy using 3D-printer (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuya Miyasaka, Noriyuki Kadoya, Yoshihiro Kuroda, Kengo Ito, Mizuki Chiba, Yujiro Nakajima, Kiyokazu Sato, Suguru Dobashi, Ken Takeda and Keiichi Jingu
  • 学会等名: 第111回日本医学物理学会学術大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜)
  • 年月日: 2016-04-14
• [学会発表] Development of a deformable woman’s pelvis phantom with physiological characteristics for evaluation of DIR accuracy using 3D-printer (2016)
  • 著者名/発表者名: Miyasaka Y, Kadoya N, Kuroda Y, Ito K, Chiba M, Nakajima Y, Sato K, Dobashi S, Takeda K, Jingu K
  • 学会等名: 第111回日本医学物理学会学術大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜、横浜
  • 年月日: 2016-04-13
• [学会発表] 外照射併用IGBTにおける積算線量評価システムの構築 (2015)
  • 著者名/発表者名: 角谷倫之、宮坂友侑也、山本貴也、神宮啓一
  • 学会等名: マイクロセレクトロンHDR研究会
  • 発表場所: コクヨホール(東京)
  • 年月日: 2015-12-05
  • 招待講演
• [備考] 研究紹介
  • URL: http://www.radiol.med.tohoku.ac.jp/medical-physics/research.html