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複数体積分割照合法を用いた位置決め患者の治療照射影響評価に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K07744
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分52040:放射線科学関連
研究機関群馬大学

研究代表者

田代 睦  群馬大学, 重粒子線医学推進機構, 教授 (60447274)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード放射線治療 / 重粒子線治療 / 患者位置決め / 動態定量化 / 複数体積同時照合 / 模擬CTボリュームデータ / 線量分布計算 / 分割体積照合法 / 模擬CTボリューム / 粒子線治療 / 2D-3Dマッチング / 複数体積分割照合法 / 関心体積 / 変位 / 関心体積移動
研究成果の概要

放射線(重粒子線)治療では、治療計画時と比べて治療時に内部の解剖学的構造にずれることがあり、照射の確実性が損なわれる恐れがある。申請者が開発した複数体積分割照合法では、2方向のX線画像と治療計画CTから関心体積の母体積からの3次元的なずれを定量化することができる。その際に得られる疑似3D-CTデータが、治療時の患者状態を表すことから、そのデータに対して線量分布計算を行うことにより、新たなCT撮影なしに照射影響を評価することを目的とした。肝臓がん患者データに対して本手法を適用したところ、解剖学的構造変化に対する重粒子線の標的線量カバレージの観点で照射影響をおおむね模擬できることが示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

放射線治療にて照射時に患者内部の構造が大きくずれていた場合には、室内CTを利用したオンライン/オフラインでのアダプティブの対応が浸透しつつあるが、位置修正や再計画などは非常に手間と時間がかかる工程である。開発した複数体積分割照合法は、母体積の位置決めと同時に関心体積のずれを定量化するものである。この手法により得られる疑似3D-CT画像は、治療位置決め時の患者状態を模擬するものであり、線量分布評価が可能なことが示された。治療時CT撮影なしで照射の影響が評価できることは、より適切な位置決めに向けた効率性や患者低侵襲性、被曝低減の面で、放射線治療分野において画期的な応用可能性を提供するものである。

報告書

(7件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (15件) (うち国際共著 2件、 査読あり 15件、 オープンアクセス 14件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 7件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Dose distribution estimation toward CT-less adaptive carbon ion radiotherapy for liver tumors using the divided-volume matching technique2023

    • 著者名/発表者名
      Chen Jing-Ni、Ohno Tatsuya、Tashiro Mutsumi
    • 雑誌名

      Physics in Medicine & Biology

      巻: 68 号: 20 ページ: 205018-205018

    • DOI

      10.1088/1361-6560/acfc93

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Linear energy transfer-independent calibration of radiochromic film for carbon-ion beams2022

    • 著者名/発表者名
      Tashiro Mutsumi、Kawashima Motohiro
    • 雑誌名

      Physics and Imaging in Radiation Oncology

      巻: 23 ページ: 140-143

    • DOI

      10.1016/j.phro.2022.08.001

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] First Human Cell Experiments With FLASH Carbon Ions2022

    • 著者名/発表者名
      TASHIRO MUTSUMI、YOSHIDA YUKARI、OIKE TAKAHIRO、NAKAO MASAO、YUSA KEN、HIROTA YUKA、OHNO TATSUYA
    • 雑誌名

      Anticancer Research

      巻: 42 号: 5 ページ: 2469-2477

    • DOI

      10.21873/anticanres.15725

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] An adaptive planning strategy in carbon ion therapy of pancreatic cancer involving beam angle selection2022

    • 著者名/発表者名
      Kawashima Motohiro、Tashiro Mutsumi、Varnava Maria、Shiba Shintaro、Matsui Toshiaki、Okazaki Shohei、Li Yang、Komatsu Shuichiro、Kawamura Hidemasa、Okamoto Masahiko、Ohno Tatsuya
    • 雑誌名

      Physics and Imaging in Radiation Oncology

      巻: 21 ページ: 35-41

    • DOI

      10.1016/j.phro.2022.01.005

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Carbon range verification with 718?keV Compton imaging2021

    • 著者名/発表者名
      Parajuli Raj Kumar、Sakai Makoto、Arakawa Kazuo、Kubota Yoshiki、Kubo Nobuteru、Tashiro Mutsumi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-021-00949-5

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Retrospective comparison of rectal toxicity between carbon-ion radiotherapy and intensity-modulated radiation therapy based on treatment plan, normal tissue complication probability model, and clinical outcomes in prostate cancer2021

    • 著者名/発表者名
      Fukata Kyohei、Kawamura Hidemasa、Kubo Nobuteru、Kanai Tatsuaki、Torikoshi Masami、Nakano Takashi、Tashiro Mutsumi、Ohno Tatsuya
    • 雑誌名

      Physica Medica

      巻: 90 ページ: 6-12

    • DOI

      10.1016/j.ejmp.2021.08.013

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Adaptive planning based on single beam optimization in passive scattering carbon ion radiotherapy for patients with pancreatic cancer2021

    • 著者名/発表者名
      Li Yang、Kubota Yoshiki、Okamoto Masahiko、Shiba Shintaro、Okazaki Shohei、Matsui Toshiaki、Tashiro Mutsumi、Nakano Takashi、Ohno Tatsuya
    • 雑誌名

      Radiation Oncology

      巻: 16 号: 1

    • DOI

      10.1186/s13014-021-01841-2

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Calculation of Stopping-Power Ratio from Multiple CT Numbers Using Photon-Counting CT System: Two- and Three-Parameter-Fitting Method2021

    • 著者名/発表者名
      Lee Sung Hyun、Sunaguchi Naoki、Nagao Akie、Hirano Yoshiyuki、Sakurai Hiroshi、Kano Yosuke、Torikoshi Masami、Kanai Tatsuaki、Tashiro Mutsumi
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 21 号: 4 ページ: 1215-1215

    • DOI

      10.3390/s21041215

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Reconstruction of dose distributions for fine carbon-ion beams using iterative approximation toward carbon-knife2020

    • 著者名/発表者名
      Tashiro Mutsumi、Souda Hikaru、Yoshida Takuya、Sakurai Hiroshi
    • 雑誌名

      Physics in Medicine & Biology

      巻: 65 号: 22 ページ: 225023-225023

    • DOI

      10.1088/1361-6560/abc131

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Combined Environment Simulator for Low-Dose-Rate Radiation and Partial Gravity of Moon and Mars2020

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Akihisa、Yamanouchi Sakuya、Takeuchi Kazuomi、Takahashi Shogo、Tashiro Mutsumi、Hidema Jun、Higashitani Atsushi、Adachi Takuya、Zhang Shenke、Guirguis Fady Nagy Lotfy、Yoshida Yukari、Nagamatsu Aiko、Hada Megumi、Takeuchi Kunihito、Takahashi Tohru、Sekitomi Yuji
    • 雑誌名

      Life

      巻: 10 号: 11 ページ: 274-274

    • DOI

      10.3390/life10110274

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Simultaneous determination of the dose and linear energy transfer (LET) of carbon-ion beams using radiochromic films2020

    • 著者名/発表者名
      Kawashima Motohiro、Matsumura Akihiko、Souda Hikaru、Tashiro Mutsumi
    • 雑誌名

      Physics in Medicine & Biology

      巻: 65 号: 12 ページ: 125002-125002

    • DOI

      10.1088/1361-6560/ab8bf3

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Crosstalk Reduction Using a Dual Energy Window Scatter Correction in Compton Imaging2020

    • 著者名/発表者名
      Sakai Makoto、Parajuli Raj Kumar、Kubota Yoshiki、Kubo Nobuteru、Yamaguchi Mitsutaka、Nagao Yuto、Kawachi Naoki、Kikuchi Mikiko、Arakawa Kazuo、Tashiro Mutsumi
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 20 号: 9 ページ: 2453-2453

    • DOI

      10.3390/s20092453

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Divided-volume matching technique for volume displacement estimation of patient positioning in radiation therapy2019

    • 著者名/発表者名
      Tashiro Mutsumi、Kubota Yoshiki、Torikoshi Masami、Ohno Tatsuya、Nakano Takashi
    • 雑誌名

      Physica Medica

      巻: 62 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1016/j.ejmp.2019.04.028

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of a Vaginal Immobilization Device: A Treatment-planning Study of Carbon-ion Radiotherapy and Intensity-modulated Radiation Therapy for Uterine Cervical Cancer2019

    • 著者名/発表者名
      KUBOTA YOSHIKI、OHNO TATSUYA、KAWASHIMA MOTOHIRO、MURATA KAZUTOSHI、OKONOGI NORIYUKI、NODA SHIN-EI、TSUDA KAZUHISA、SAKAI MAKOTO、TASHIRO MUTSUMI、NAKANO TAKASHI
    • 雑誌名

      Anticancer Research

      巻: 39 号: 4 ページ: 1915-1921

    • DOI

      10.21873/anticanres.13300

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Technical Note: Predicting dose distribution with replacing stopping power ratio for inter‐fractional motion and intra‐fractional motion during carbon ion radiotherapy with passive irradiation method for stage I lung cancer2018

    • 著者名/発表者名
      Kubota Yoshiki、Sakai Makoto、Tashiro Mutsumi、Saitoh Jun‐ichi、Abe Takanori、Ohno Tatsuya、Nakano Takashi
    • 雑誌名

      Medical Physics

      巻: 45 号: 7 ページ: 3435-3441

    • DOI

      10.1002/mp.12966

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Dose distribution evaluation without additional CT scans toward adaptive carbon ion radiotherapy for liver tumors using the divided-volume matching technique2023

    • 著者名/発表者名
      Jing-Ni Chen, Mutsumi Tashiro, and Tatsuya Ohno
    • 学会等名
      The 3rd Annual Conference of the Asia-Oceania Particle Therapy Co-Operative Group (PTCOG-AO 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dosimetry of experimental carbon-ion mini-beams toward ‘Carbon-Knife’ and ‘Carbon-Flash’2021

    • 著者名/発表者名
      Mutsumi Tashiro, Masao Nakao, Yukari Yoshida, Ken Yusa, Tatsuya Ohno
    • 学会等名
      Flash Radiotherapy & Particle Therapy (FRPT) 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reconstruction of lateral dose distributions with optimized filtering process for fine carbon-ion beams toward ‘carbon-knife’2021

    • 著者名/発表者名
      Mutsumi Tashiro, Hikaru Souda, Hiroshi Sakurai
    • 学会等名
      59th Annual Conference of the Particle Therapy Co-Operative Group (PTCOG 59)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 群馬大学重粒子線がん治療における医工連携2021

    • 著者名/発表者名
      田代 睦
    • 学会等名
      第33回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム(SEAD33)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 重粒子線治療の照射内変動を考慮した積層原体照射の 線量分布評価2021

    • 著者名/発表者名
      長谷部有希, 櫻井 浩,田代 睦
    • 学会等名
      第58回群馬放射線腫瘍研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Iterative reconstruction of lateral dose distributions for fine carbon-ion beams toward ‘Carbon-Knife’2020

    • 著者名/発表者名
      Tashiro M, Souda H, Yoshida T, Sakurai H.
    • 学会等名
      The 10th International Society of Radiation Neurobiology Conference
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reconstruction of dose distributions for fine carbon-ion beams toward “Carbon Knife”2019

    • 著者名/発表者名
      Tashiro M, Souda H, Yoshida T, Sakurai H
    • 学会等名
      International Conference on Mechanical, Electrical and Medical Intelligent System 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Divided-volume matching technique for volume displacement estimation at patient positioning2019

    • 著者名/発表者名
      田代睦, 久保田佳樹, 大野達也
    • 学会等名
      第118回日本医学物理学会学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Filtering process examination for dose distribution reconstruction of fine carbon-ion beams using iterative approximation2019

    • 著者名/発表者名
      田代睦, 想田光, 吉田拓矢, 櫻井浩
    • 学会等名
      第118回日本医学物理学会学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Dose distribution reconstruction of fine carbon-ion beams for carbon-knife2018

    • 著者名/発表者名
      M. Tashiro, H. Souda, M. Torikoshi, T. Ohno, T. Nakano
    • 学会等名
      57th Annual Conference of the Particle Therapy Co-operative Group (PTCOG57)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 球標的数値ファントムに対する呼吸性移動積層原体照射の線量 分布評価2018

    • 著者名/発表者名
      田代 睦, 横山耕平, 取越正己
    • 学会等名
      第116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] 逐次近似法を用いた微小炭素イオンビームの線量分布再構成2018

    • 著者名/発表者名
      田代 睦, 想田 光, 取越正己
    • 学会等名
      第116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

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2025-01-30  

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