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Development of an acoustic imaging modality for absolute and real-time radiotherapy dosimetry

研究課題

研究課題/領域番号 18K18394
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分90130:医用システム関連
研究機関北海道大学

研究代表者

ワン ジェフリー  北海道大学, 国際連携研究教育局, 博士研究員 (80754829)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードCT reconstruction / Machine learning / Radiotherapy / Dosimetry / Acoustic imaging / Acoustic Imaging / Radiation therapy / Computed tomography
研究成果の概要

放射線治療における線量分布とそれに伴う音波を計算する手法を考案し、X線照射条件の変化による音波への影響を検討した。一般的なX線照射法では照射時間が長く効果的に音波を計測できない。音波再構成画像の画質は音波発生源から受信機までの距離、受信機の数や配置などに影響する。受信機を大量に設置するとX線照射野を塞いでしまう問題がある。
音波画像と線量分布を定量的に計算するため、患者の解剖学的構造をリアルタイムで追跡できる高度画像再構成法を開発した。放射線治療装置に付属できる三次元体表面計測装置を用いて患者の動きを計測し、CT画像を現在の体構造に合わせた。本手法は従来法に比べ高速に解剖学的構造を追跡できた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

X-ray-induced acoustics could be realized for absolute dosimetry in radiotherapy, if clinical systems are setup with shorter beam lengths and sensor array designs are balanced between anatomy coverage and beam obstruction. To do so in real-time could be facilitated by neural image reconstruction.

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 6件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Region-specific Dictionary Learning-based Low-dose Thoracic CT Reconstruction2020

    • 著者名/発表者名
      Jeff Wang, Qiong Xu, Hiroki Shirato, Lei Xing
    • 雑誌名

      Transactions on Medical Imaging

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Fast spot-scanning proton dose calculation method using a three-dimensional convolutional neural network2020

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Nomura, Jeff Wang, Hiroki Shirato, Shinichi Shimizu, Lei Xing
    • 雑誌名

      Physics in Medicine and Biology

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Neural reconstruction of volumetric computed tomography from a body surface depth motion surrogate2020

    • 著者名/発表者名
      Jeff Wang, Yusuke Nomura, Naoki Miyamoto, Lei Xing, Hiroki Shirato
    • 雑誌名

      Physics in Medicine and Biology

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Uncertainty-aware reconstructed image correction for proton computed tomography using Bayesian deep learning2020

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Nomura, Sodai Tanaka, Jeff Wang, Hiroki Shirato, Shinichi Shimizu, Lei Xing
    • 学会等名
      American Association of Physicists in Medicine (AAPM) Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Neural reconstruction of volumetric computed tomography from a body surface depth motion surrogate2020

    • 著者名/発表者名
      Jeff Wang, Yusuke Nomura, Naoki Miyamoto, Lei Xing, Hiroki Shirato
    • 学会等名
      Annual meeting of the Japanese Society for Radiation Oncology
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Metal Artifact Reduction with a Deep Image Prior2019

    • 著者名/発表者名
      Jeff Wang, Qiong Xu, Hiroki Shirato, Lei Xing
    • 学会等名
      American Association of Physicists in Medicine (AAPM) Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Absorption Dependence of the X-Ray Induced Acoustic Waves2019

    • 著者名/発表者名
      Canberk Sanli, Jeff Wang, Mehmet Burcin Unlu
    • 学会等名
      American Association of Physicists in Medicine (AAPM) Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Feasibility of X-Ray-Induced Acoustic Computed Tomography for Breast Imaging by Monte Carlo Simulation2019

    • 著者名/発表者名
      Jeff Wang, Yusuke Nomura, Hiroki Shirato, Lei Xing, Hao Peng
    • 学会等名
      American Association of Physicists in Medicine (AAPM) Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fast Spot-Scanning Proton Dose Calculation Method with a 3-Dimensional Convolutional Neural Network2019

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Nomura, Jeff Wang, Hiroki Shirato, Shinichi Shimizu, Lei Xing
    • 学会等名
      American Association of Physicists in Medicine (AAPM) Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-02-19  

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