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追尾照射における四次元線量計算を利用した品質保証システムの開発と臨床的有効性

研究課題

研究課題/領域番号 17K09078
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 医学物理学・放射線技術学
研究機関国立研究開発法人国立がん研究センター

研究代表者

橘 英伸  国立研究開発法人国立がん研究センター, 先端医療開発センター, 医学物理専門職 (20450215)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード四次元計算 / 線量計算 / 非剛体レジストレーション / 線量計算エンジン / 線量計算アルゴリズム / 高速度 / GPGPU
研究成果の概要

四次元線量計算を利用した品質保証システムの開発において重要な二点である線量計算エンジンと非剛体レジストレーションエンジンを開発した。線量計算エンジンにはCollapse Cone Convolution Algorithmを採用し、実装した。その結果、治療計画装置と同等な計算精度であることが確認された。一方、本プログラムの計算時間が非常に長いということがわかり、この高速化は2020年度に持ち越すこととした。非剛体レジストレーションの高速化は完了した。この二点を統合するGUIの開発は完了している。2020年度には四次元線量計算を利用した品質保証システムの開発を完了させ、その有効性を検証する。

研究成果の学術的意義や社会的意義

放射線治療の新しい技術として動いている腫瘍を追尾して照射する追尾照射がある。通常の照射方では腫瘍の外の正常臓器へも照射する必要があるが、追尾照射方法は腫瘍の周りの正常臓器を極力打たなくて済む。したがって、副作用が小さく、また腫瘍への線量増加が可能で腫瘍制御率の向上が期待できる。
一方、複雑な治療法であり、実際治療計画の際は実際の患者体内の線量分布を確認できていない。そこで、その追尾照射を確認できる方法である四次元線量計算を利用した品質保証システムの開発を行った。このシステムにより不明であった追尾照射の線量分布が明らかになり、さらなる治療法の向上が見込める。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (17件) (うち査読あり 16件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] 2018年米国医学物理学会学術大会への参加報告2019

    • 著者名/発表者名
      橘 英伸
    • 雑誌名

      医学物理

      巻: 38 号: 4 ページ: 174-176

    • DOI

      10.11323/jjmp.38.4_174

    • NAID

      130007606666

    • ISSN
      1345-5354, 2186-9634
    • 年月日
      2019-02-28
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Liver phantom design and dosimetric verification in participating institutions for a proton beam therapy in patients with resectable hepatocellular carcinoma: Japan Clinical Oncology Group trial (JCOG1315C)2019

    • 著者名/発表者名
      Nishio T, Tachibana H, Kase Y, Hotta K, Nakamura M, Tamura M, Terunuma T, Toshito T, Yamashita H, Ishikura S, Fuji H, Akimoto T, Nishimura Y.
    • 雑誌名

      Radiother Oncol.

      巻: 29 ページ: 98-104

    • DOI

      10.1016/j.radonc.2019.06.005

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A multi-institutional study of independent calculation verification in inhomogeneous media using a simple and effective method of heterogeneity correction integrated with the Clarkson method2018

    • 著者名/発表者名
      Jinno Shunta、Tachibana Hidenobu、Moriya Shunsuke、Mizuno Norifumi、Takahashi Ryo、Kamima Tatsuya、Ishibashi Satoru、Sato Masanori
    • 雑誌名

      Journal of Radiation Research

      巻: 59 号: 4 ページ: 490-500

    • DOI

      10.1093/jrr/rry039

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Multi-institutional comparison of computer-based independent dose calculation for intensity modulated radiation therapy and volumetric modulated arc therapy2018

    • 著者名/発表者名
      Kamima Tatsuya、Baba Hiromi、Takahashi Ryo、Yamashita Mikiko、Sugawara Yasuharu、Kawai Daisuke、Yamamoto Toshijiro、Satou Aya、Tachibana Hidenobu
    • 雑誌名

      Physica Medica

      巻: 45 ページ: 72-81

    • DOI

      10.1016/j.ejmp.2017.10.024

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design and development of a nonrigid phantom for the quantitative evaluation of DIR-based mapping of simulated pulmonary ventilation2018

    • 著者名/発表者名
      Miyakawa Shin、Tachibana Hidenobu、Moriya Shunsuke、Kurosawa Tomoyuki、Nishio Teiji、Sato Masanori
    • 雑誌名

      Medical Physics

      巻: 45 号: 8 ページ: 3496-3505

    • DOI

      10.1002/mp.13017

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A multi-institutional study of secondary check of treatment planning using Clarkson-based dose calculation for three-dimensional radiotherapy2018

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Ryo、Kamima Tatsuya、Itano Masanobu、Yamazaki Takeshi、Ishibashi Satoru、Higuchi Yoshihiro、Shimizu Hiroyuki、Yamamoto Toshijiro、Yamashita Mikiko、Baba Hiromi、Sugawara Yasuharu、Sato Aya、Nishiyama Shiro、Kawai Daisuke、Miyaoka Satoshi、Tachibana Hidenobu
    • 雑誌名

      Physica Medica

      巻: 49 ページ: 19-27

    • DOI

      10.1016/j.ejmp.2018.04.394

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of deformation parameters for deformable image registration-based ventilation imaging using an air-ventilating non-rigid phantom2018

    • 著者名/発表者名
      Miyakawa Shin、Tachibana Hidenobu、Moriya Shunsuke、Kurosawa Tomoyuki、Nishio Teiji
    • 雑誌名

      Physica Medica

      巻: 50 ページ: 20-25

    • DOI

      10.1016/j.ejmp.2018.05.016

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impact of shoulder deformation on volumetric modulated arc therapy doses for head and neck cancer2018

    • 著者名/発表者名
      Tachibana Hidenobu、Motegi Kana、Moriya Shunsuke
    • 雑誌名

      Physica Medica

      巻: 53 ページ: 118-128

    • DOI

      10.1016/j.ejmp.2018.08.015

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An end-to-end postal audit test to examine the coincidence between the imaging isocenter and treatment beam isocenter of the IGRT linac system for Japan Clinical Oncology Group (JCOG) clinical trials2018

    • 著者名/発表者名
      Kumazaki Yu、Ozawa Shuichi、Nakamura Mitsuhiro、Kito Satoshi、Minemura Toshiyuki、Tachibana Hidenobu、Nishio Teiji、Ishikura Satoshi、Nishimura Yasumasa
    • 雑誌名

      Physica Medica

      巻: 53 ページ: 145-152

    • DOI

      10.1016/j.ejmp.2018.08.010

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multi-institutional comparison of secondary check of treatment planning using computer-based independent dose calculation for non-C-arm linear accelerators2018

    • 著者名/発表者名
      Tachibana Hidenobu、Uchida Yukihiro、Miyakawa Ryuta、Yamashita Mikiko、Sato Aya、Kito Satoshi、Maruyama Daiki、Noda Shigetoshi、Kojima Toru、Fukuma Hiroshi、Shirata Ryosuke、Okamoto Hiroyuki、Nakamura Mitsuhiro、Takada Yuma、Nagata Hironori、Hayashi Naoki、Takahashi Ryo、Kawai Daisuke、Itano Masanobu
    • 雑誌名

      Physica Medica

      巻: 56 ページ: 58-65

    • DOI

      10.1016/j.ejmp.2018.11.011

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Range optimization for target and organs at risk in dynamic adaptive passive scattering proton beam therapy ? A proof of concept2018

    • 著者名/発表者名
      Moriya Shunsuke、Tachibana Hidenobu、Hotta Kenji、Nakamura Naoki、Sakae Takeji、Akimoto Tetsuo
    • 雑誌名

      Physica Medica

      巻: 56 ページ: 66-73

    • DOI

      10.1016/j.ejmp.2018.11.010

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Usefulness of hybrid deformable image registration algorithms in prostate radiation therapy2018

    • 著者名/発表者名
      Motegi Kana、Tachibana Hidenobu、Motegi Atsushi、Hotta Kenji、Baba Hiromi、Akimoto Tetsuo
    • 雑誌名

      Journal of Applied Clinical Medical Physics

      巻: 20 号: 1 ページ: 229-236

    • DOI

      10.1002/acm2.12515

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dosimetric comparison between proton beam therapy and photon radiation therapy for locally advanced esophageal squamous cell carcinoma2017

    • 著者名/発表者名
      Hirano Y, Onozawa M, Hojo H, Motegi A, Zenda S, Hotta K, Moriya S, Tachibana H, Nakamura N, Kojima T, Akimoto T
    • 雑誌名

      Radiat Oncol

      巻: 13(1) 号: 1 ページ: 474-4481

    • DOI

      10.1186/s13014-018-0966-5

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Usefulness of a new online patient-specific quality assurance system for respiratory-gated radiotherapy2017

    • 著者名/発表者名
      Kurosawa Tomoyuki、Tachibana Hidenobu、Moriya Shunsuke、Miyakawa Shin、Nishio Teiji、Sato Masanori
    • 雑誌名

      Physica Medica

      巻: 43 ページ: 63-72

    • DOI

      10.1016/j.ejmp.2017.10.011

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effectiveness of a simple and real-time baseline shift monitoring system during stereotactic body radiation therapy of lung tumors2017

    • 著者名/発表者名
      Uchida Yukihiro、Tachibana Hidenobu、Kamei Yoshiyuki、Kashihara Kenichi
    • 雑誌名

      Physica Medica

      巻: 43 ページ: 100-106

    • DOI

      10.1016/j.ejmp.2017.11.001

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Prognostic factors associated with the accuracy of deformable image registration in lung cancer patients treated with stereotactic body radiotherapy2017

    • 著者名/発表者名
      Sugawara Yasuharu、Tachibana Hidenobu、Kadoya Noriyuki、Kitamura Nozomi、Sawant Amit、Jingu Keiichi
    • 雑誌名

      Medical Dosimetry

      巻: 42 号: 4 ページ: 326-333

    • DOI

      10.1016/j.meddos.2017.07.004

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dose warping performance in deformable image registration in lung2017

    • 著者名/発表者名
      Moriya Shunsuke、Tachibana Hidenobu、Kitamura Nozomi、Sawant Amit、Sato Masanori
    • 雑誌名

      Physica Medica

      巻: 37 ページ: 16-23

    • DOI

      10.1016/j.ejmp.2017.03.016

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ガンマ評価におけるRadiomicsを利用したIMRT患者検証におけるMLCエラーの検出2019

    • 著者名/発表者名
      橘英伸
    • 学会等名
      第32回高精度放射線外部照射部会学術大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Usefulness of quantitative assessment tool of anatomical change using a virtual proton depth radiograph for adaptive proton therapy2018

    • 著者名/発表者名
      橘英伸
    • 学会等名
      第115回日本医学物理学会学術大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Long SSD法を用いたCTベース治療計画での全身照射の包括的なアプローチ2018

    • 著者名/発表者名
      橘英伸
    • 学会等名
      第115回日本医学物理学会学術大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] What Did a Large Cohort Study for Clarkson-Type Secondary Check Find?2018

    • 著者名/発表者名
      Hidenobu Tachibana
    • 学会等名
      AAPM2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] AAPMタスクグループ218(AAPM TG218)レポートから見たIMRT-QAツールの妥当性評価2018

    • 著者名/発表者名
      橘英伸
    • 学会等名
      日本放射線腫瘍学会第31回学術大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 強度変調の複雑性スコアを利用した治療計画の品質の評価2018

    • 著者名/発表者名
      橘英伸
    • 学会等名
      日本放射線腫瘍学会第31回学術大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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