四次元画像誘導放射線治療の高精度化のための新たな腫瘍未来位置予測モデルの開発

• 研究課題/領域番号: 15K21102
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 放射線科学; 医学物理学・放射線技術学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 椋本 宜学 京都大学, 医学研究科, 特定職員 (50736618)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 医学物理学 / 呼吸性移動対策 / 動体追尾 / 品質保証 / 精度検証 / 動体ファントム / 呼吸性移動 / 品質管理 / 放射線治療 / 医学物理 / 四次元放射線治療 / 線量精度 / 呼吸波 / 高精度化 / 予測モデル / 四次元画像誘導放射線治療

研究成果の概要

患者呼吸波にはベースラインドリフトと呼ばれる治療中の継続的な位置変化が見られ、治療開始時に作成した腫瘍未来位置予測モデルでは、時間経過に伴い正確な予測が困難になる。高精度四次元動体ファントムを開発することで患者呼吸波を高精度に再現し、治療中の呼吸変化を含めた精度検証を実施した。新腫瘍未来位置予測モデルは、治療中の腫瘍位置情報を基にモデルを更新することで、呼吸変化による腫瘍未来位置予測の不確定性を低減可能であるが、治療中の腫瘍位置情報取得間隔が2秒以上の場合、呼吸波のピークが捉えられず、予測モデルの精度が担保できない危険性も明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Impact of sampling interval in training data acquisition on intrafractional predictive accuracy of indirect dynamic tumor-tracking radiotherapy (2017)
  • 著者名/発表者名: Mukumoto Nobutaka、Nakamura Mitsuhiro、Akimoto Mami、Miyabe Yuki、Yokota Kenji、Matsuo Yukinori、Mizowaki Takashi、Hiraoka Masahiro
  • 雑誌名: Medical Physics 巻: 44 号: 8 ページ: 3899-3908
  • DOI: 10.1002/mp.12351
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Development of a four-axis moving phantom for patient-specific quality assurance of surrogate signal-based dynamic tumor-tracking intensity-modulated radiotherapy. (2016)
  • 著者名/発表者名: Mukumoto N, Nakamura M, Yamada M, Takahashi K, Akimoto M, Miyabe Y, Yokota K, Kaneko S, Nakamura A, Itasaka S, Matsuo Y, Mizowaki T, Kokubo M, Hiraoka M.
  • 雑誌名: Med Phys 巻: 43 号: 12 ページ: 6364-6374
  • DOI: 10.1118/1.4966130
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Impact of Different Sampling Interval in Training Data Acquisition on the Prediction Accuracy in Surrogate Signal-based Dynamic Tumor Tracking with a Gimbaled Linac (2015)
  • 著者名/発表者名: N. Mukumoto, M. Nakamura, M. Akimoto, Y. Miyabe, K. Yokota, Y. Matsuo, T. Mizowaki, and M. Hiraoka
  • 雑誌名: Int J Radiat Oncol Biol Phys 巻: 93 号: 3 ページ: E575-E575
  • DOI: 10.1016/j.ijrobp.2015.07.2017
  • 査読あり
• [学会発表] Impact of Different Sampling Interval in Training Data Acquisition on the Prediction Accuracy in Surrogate Signal-based Dynamic Tumor Tracking with a Gimbaled Linac (2015)
  • 著者名/発表者名: Nobutaka Mukumoto, Mitsuhiro Nakamura, Mami Akimoto, Yuki Miyabe, Kenji Yokota, Yukinori Matsuo, Takashi Mizowaki, Masahiro Hiraoka
  • 学会等名: ASTRO’s 57th Annual meeting
  • 発表場所: Henry B. Gonzalez Convention Center, San Antonio, USA
  • 年月日: 2015-10-18
  • 国際学会