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Radiomics解析を応用させた高精度画像レジストレーションアルゴリズムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K17161
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分52040:放射線科学関連
研究機関岩手医科大学

研究代表者

家子 義朗  岩手医科大学, 医学部, 助教 (60825793)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードRadiomics / DIR / 放射線治療 / 変形画像レジストレーション / 非剛体位置合わせ / 機械学習
研究開始時の研究の概要

放射線治療における照射期間中の腫瘍縮小や患者の体形変化等に対応し正確な線量評価を行うために、高精度な画像レジストレーション技術が必要となっている。しかしながら、従来のアルゴリズムは不確かさによる再現性の問題や画像の過変形などの課題が存在する。そこで本研究では、画像の濃淡だけではなく、近傍部位との濃度差、画像パターン等により抽出した膨大な高次元画像特徴量を定量解析可能なRadiomics解析を応用することを考えた。真に精度向上に寄与する画像特徴量をRadiomics解析により抽出し、アルゴリズムに組み込むことによって、高精度な画像レジストレーションアルゴリズムの開発を試みる。

研究成果の概要

放射線治療の質をさらに高めるため、高精度な非剛体画像レジストレーション(deformable image registration: DIR)アルゴリズムを開発することを目的として研究を進めた。従来のDIRアルゴリズムとは異なり、人間の目では検出不可能である膨大な画像の特徴量を扱うradiomics解析を応用することによって、従来よりも精度の高い新たなDIRアルゴリズムを開発し、その精度評価を実施した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発したradiomics解析を組み込んだ非剛体画像レジストレーション(deformable image registration: DIR)アルゴリズムは、より精度の高いDIRアルゴリズムとして期待される。より精度の高いDIRアルゴリズムによって、近年高精度化が進んでいる放射線治療の質を向上することにも貢献できると考えられる。画像を直接変形するこれまでのDIR研究とは発想が異なり、この分野の発展にも寄与できると考えられ、研究成果においては、国際学会での受賞や国内外での特許出願まで至り、高い評価を受けている。

報告書

(6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
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件) 図書 (1件) 産業財産権 (2件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Assessment of a computed tomography-based radiomics approach for assessing lung function in lung cancer patients2022

    • 著者名/発表者名
      Ieko Yoshiro、Kadoya Noriyuki、Sugai Yuto、Mouri Shiina、Umeda Mariko、Tanaka Shohei、Kanai Takayuki、Ichiji Kei、Yamamoto Takaya、Ariga Hisanori、Jingu Keiichi
    • 雑誌名

      Physica Medica

      巻: 101 ページ: 28-35

    • DOI

      10.1016/j.ejmp.2022.07.003

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of four-dimensional cone beam computed tomography ventilation images acquired with two different linear accelerators at various gantry speeds using a deformable lung phantom2020

    • 著者名/発表者名
      Kadoya Noriyuki、Nemoto Hikaru、Kajikawa Tomohiro、Nakajima Yujiro、Kanai Takayuki、Ieko Yoshiro、Ikeda Ryutaro、Sato Kiyokazu、Dobashi Suguru、Takeda Ken、Jingu Keiichi
    • 雑誌名

      Physica Medica

      巻: 77 ページ: 75-83

    • DOI

      10.1016/j.ejmp.2020.07.030

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The impact of 4DCT-ventilation imaging-guided proton therapy on stereotactic body radiotherapy for lung cancer2020

    • 著者名/発表者名
      Ieko Yoshiro、Kadoya Noriyuki、Kanai Takayuki、Nakajima Yujiro、Arai Kazuhiro、Kato Takahiro、Ito Kengo、Miyasaka Yuya、Takeda Ken、Iwai Takeo、Nemoto Kenji、Jingu Keiichi
    • 雑誌名

      Radiological Physics and Technology

      巻: 13 号: 3 ページ: 230-237

    • DOI

      10.1007/s12194-020-00572-5

    • NAID

      130008113801

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Development of Radiomics-based Deformable Image Registration Algorithm2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshiro Ieko, Noriyuki Kadoya, Hisanori Ariga
    • 学会等名
      The 2nd International Conference on Radiological Physics and Technology
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Radiomics特徴量を用いた非剛体画像レジストレーションの精度評価2022

    • 著者名/発表者名
      家子 義朗, 角谷 倫之, 有賀 久哲
    • 学会等名
      日本放射線腫瘍学会 第35回学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Radiomics特徴量を用いた肺機能推定モデルの開発2022

    • 著者名/発表者名
      家子 義朗, 角谷 倫之, 菅井 裕斗, 毛利 詩菜, 梅田 真梨子, 田中 祥平, 金井 貴幸, 市地 慶, 山本 貴也, 有賀 久哲, 神宮 啓一
    • 学会等名
      日本放射線腫瘍学会 第35回学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Evaluation of CT-Based Radiomics Features for Predicting Parameters Measured Using a Pulmonary Function Test2020

    • 著者名/発表者名
      Y Ieko, N Kadoya, K Abe, S Tanaka, H Takagi, T Kanai, K Ichiji, T Yamamoto, H Ariga, K Jingu
    • 学会等名
      2020 Joint AAPM | COMP Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] レディオミクス入門2021

    • 著者名/発表者名
      有村 秀孝、角谷 倫之
    • 総ページ数
      338
    • 出版者
      オーム社
    • ISBN
      9784274226380
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [産業財産権] プログラム、画像変形方法及び画像変形装置2024

    • 発明者名
      家子義朗, 角谷倫之, 有賀久哲
    • 権利者名
      家子義朗, 角谷倫之, 有賀久哲
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] プログラム、画像変形方法及び画像変形装置2023

    • 発明者名
      家子 義朗, 角谷 倫之, 有賀 久哲
    • 権利者名
      家子 義朗, 角谷 倫之, 有賀 久哲
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2023-046694
    • 出願年月日
      2023
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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