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難治がんの放射線治療成績向上に向けた新規画像撮像法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K17265
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
研究機関京都大学

研究代表者

伊良皆 拓  京都大学, 医学研究科, 特定助教 (80826008)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021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)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードマルチエナジー撮像 / コーンビームCT / 即時適応放射線治療 / メタルアーチファクト低減 / 高画質化 / 同時曝射 / 高精度放射線治療 / アダプティブ放射線治療 / 実効原子番号 / 疑似単色X線画像
研究開始時の研究の概要

本研究課題は汎用型放射線治療装置による簡便かつ実現可能な新規画像撮像法を開発し,そこから得られる多彩な情報の臨床応用を目的とする.研究計画は(a)円盤モジュールの作製(一年)と(b)多彩な情報の再構成精度の検証(二年)の二項目に分けることができる.作製した円盤モジュールを実際の治療装置に取り付け,応募者が提案する新規画像撮像法を実現する.新規撮像法にて得られた画像の定性的評価(画質,コントラスト)や被写体の構成物質の組成情報の定量的評価を行う.

研究成果の概要

がん放射線治療において,より豊富な体内情報を取得することは治療成績の向上につながる.研究者はCTの原理を応用し,2種類のエネルギーのX線を用いることで体内情報を得る方法の開発を行った.2種類のX線を同時に使用する場合,それぞれの信号を検出する際に他方の信号が入り込んでしまうため,その補正方法も併せて開発した.その結果,開発した撮像方法で得られる画像を使用し,毎回の放射線治療の際の線量を計算できることや,実際に放射線照射中の体内臓器の位置変動を定量的に得ることができることを実証した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

開発した撮像方法を用いると,毎回の放射線治療の際の線量を計算できるだけでなく,実際に放射線照射中の体内臓器の位置変動を定量的に得ることができ,がん放射線治療の成績向上に資するものである.放射線治療への応用用途に限らず,目的の腫瘍のみならず周囲の体内状況をモニタリングする診断用途としても使用が可能であり,学術的意義が大きい.またその撮像方法は特別な装置は不要で,2種類のX線を発生可能な現代の放射線治療装置で容易に応用できるものであり,世界中で導入が可能な点に社会的意義がある.

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Actual delivered dose calculation on intra-irradiation cone-beam computed tomography images: a phantom study2021

    • 著者名/発表者名
      Iramina Hiraku、Nakamura Mitsuhiro、Mizowaki Takashi
    • 雑誌名

      Physics in Medicine & Biology

      巻: 66 号: 1 ページ: 015007-015007

    • DOI

      10.1088/1361-6560/abcdeb

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantification and correction of the scattered X-rays from a megavoltage photon beam to a linac-mounted kilovoltage imaging subsystem2020

    • 著者名/発表者名
      Iramina Hiraku、Nakamura Mitsuhiro、Miyabe Yuki、Mukumoto Nobutaka、Ono Tomohiro、Hirashima Hideaki、Mizowaki Takashi
    • 雑誌名

      BJR|Open

      巻: 2 号: 1 ページ: 20190048-20190048

    • DOI

      10.1259/bjro.20190048

    • 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] Direct measurement and correction of both megavoltage and kilovoltage scattered x‐rays for orthogonal kilovoltage imaging subsystems with dual flat panel detectors2020

    • 著者名/発表者名
      Iramina Hiraku、Nakamura Mitsuhiro、Mizowaki Takashi
    • 雑誌名

      Journal of Applied Clinical Medical Physics

      巻: 21 号: 9 ページ: 143-154

    • DOI

      10.1002/acm2.12986

    • 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] Image quality evaluation of intra‐irradiation cone‐beam computed tomography acquired during one‐ and two‐arc prostate volumetric‐modulated arc therapy delivery: A phantom study2020

    • 著者名/発表者名
      Iramina Hiraku、Kitamura Ayaka、Nakamura Mitsuhiro、Mizowaki Takashi
    • 雑誌名

      Journal of Applied Clinical Medical Physics

      巻: 21 号: 12 ページ: 231-239

    • DOI

      10.1002/acm2.13095

    • 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
  • [学会発表] In vivo dose calculation in spine SBRT based on CBCT image acquired during VMAT delivery: first clinical case2021

    • 著者名/発表者名
      Hiraku Iramina, Mitsuhiro Nakamura, Yusuke Iizuka, Takashi Mizowaki
    • 学会等名
      the 121st Scientific Meeting of Japan Society of Medical Physics (JSMP)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 放射線治療装置Halcyon搭載コーンビームCTにおける逐次近似画像再構成法の有効性評価2021

    • 著者名/発表者名
      伊良皆 拓,中村 光宏,溝脇 尚志
    • 学会等名
      第82回秋季応用物理学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] iCBCTの基礎とファントムによる画質の検証2021

    • 著者名/発表者名
      伊良皆 拓
    • 学会等名
      第6回Halcyon Panel「iCBCTを使用した次世代IGRT」
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of a correction method for megavoltage scatter-contaminated CBCT image acquired during rotational beam delivery2020

    • 著者名/発表者名
      Hiraku Iramina, Mitsuhiro Nakamura, Takashi Mizowaki
    • 学会等名
      第119回日本医学物理学会学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 強度変調回転照射中に得られたCBCT画像におけるメガボルト散乱線補正法の開発と画質評価2020

    • 著者名/発表者名
      伊良皆拓, 北村彩香,中村光宏, 溝脇尚志
    • 学会等名
      日本CT技術学会第8回学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 治療用MV-X線回転照射中に得られたCBCT画像のMV散乱線補正前後におけるCT値-相対電子密度変換精度の評価2020

    • 著者名/発表者名
      伊良皆拓,中村光宏,溝脇尚志
    • 学会等名
      第33回高精度放射線外部照射部会学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Quantification of the irradiated volume dependency of scattered X-rays from megavoltage photon beam using a kilovoltage X-ray imaging subsystem2019

    • 著者名/発表者名
      Hiraku Iramina, Mitsuhiro Nakamura, Yuki Miyabe, Nobutaka Mukumoto, Tomohiro Ono, Hideaki Hirashima, Takashi Mizowaki
    • 学会等名
      第117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] Quantification of the scattered X-rays from a megavoltage photon beam using an on-board kV imager2019

    • 著者名/発表者名
      Hiraku Iramina, Mitsuhiro Nakamura, Takashi Mizowaki
    • 学会等名
      2019 Varian Research Partnership Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 治療用X線回転照射中に得られた散乱線混入CBCT画像の補正法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      伊良皆拓
    • 学会等名
      第1回沖縄県医学物理研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 金属フィルタによるマルチエナジーCBCTの開発: 金属アーチファクト除去及び画質評価2019

    • 著者名/発表者名
      伊良皆拓,中村光宏,溝脇尚志
    • 学会等名
      日本放射線腫蕩学会第32回学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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