放射線治療における不均質補正の第三者評価システムの開発

• 研究課題/領域番号: 19K17269
• 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: 広島大学
• 研究代表者: 中尾 稔 広島大学, 医系科学研究科(医), 特任助教 (50726601)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 放射線治療 / 不均質補正 / 品質管理 / 第三者評価 / 医学物理学 / CT値校正

研究開始時の研究の概要

本研究では、放射線治療における不均質補正の第三者評価システムのための技術開発を行う。放射線治療計画装置では、CT画像から不均質補正に必要な物理量へ変換し（CT値校正）、患者体内の線量分布をシミュレーションしている。このCT値校正は、CT装置や撮影条件、ファントムの種類により変化する。本来各施設において管理されるべきであるが、近年では放射線治療品質を第三者的に評価する重要性が認識されている。本研究では、不均質補正の第三者評価を行うため、新たな郵送型不均質補正ファントムの設計や解析手法の開発を行い、多施設のCT撮影装置を用いた検証結果に基づいてその妥当性を評価する。

研究成果の概要

放射線治療における不均質補正の第三者評価システムのための技術開発を行った. 郵送調査が可能なファントム製作し, 自動的にCT画像から不均質補正に必要な物理量へ変換するためのソフトウェアの開発を行った. また, 試験的に複数のCT装置で調査を実施することにより, 従来の最適化モデルでは一部のCT装置で最適解を取得できないという問題があることを発見し,新たな最適化モデルを開発した. さらに, 評価に必要な許容値を設定し不均質補正の第三者評価方法を確立した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

国民が質の高い放射線治療を受けるために, 放射線治療技術の均てん化が課題となっている. 放射線治療計画装置の不均質補正に対する第三者評価方法として, ①ファントムのCT撮影, ②CT値から密度への変換, ③線量分布計算までのEnd to End試験が実施されている. 本研究によって, ③線量分布計算の影響を含まない評価法が開発されたため, End to End試験の各過程に対する個別の評価が可能となり, 各地域にある放射線治療装置の第三者評価を通して, 国民に対しより高精度な放射線治療を提供することに繋がる.

研究成果

• [雑誌論文] Development of a CT number calibration audit phantom in photon radiation therapy: A pilot study (2020)
  • 著者名/発表者名: Nakao Minoru、Ozawa Shuichi、Miura Hideharu、Yamada Kiyoshi、Habara Kosaku、Hayata Masahiro、Kusaba Hayate、Kawahara Daisuke、Miki Kentaro、Nakashima Takeo、Ochi Yusuke、Tsuda Shintaro、Seido Mineaki、Morimoto Yoshiharu、Kawakubo Atsushi、Nozaki Hiroshige、Nagata Yasushi
  • 雑誌名: Medical Physics 巻: 47 号: 4 ページ: 1509-1522
  • DOI: 10.1002/mp.14077
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Tolerance levels of mass density for CT number calibration in photon radiation therapy (2019)
  • 著者名/発表者名: Nakao M, Ozawa S, Yogo K, Miura H, Yamada K, Hosono F, Hayata M, Miki K, Nakashima T, Ochi Y, Kawahara D, Morimoto Y, Yoshizaki T, Nozaki H, Habara K, Nagata Y
  • 雑誌名: Journal of Applied Clinical Medical Physics 巻: 20 号: 6 ページ: 45-52
  • DOI: 10.1002/acm2.12601
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Development of an original CT number calibration phantom for postal audit (2020)
  • 著者名/発表者名: Nakao M, Ozawa S, Miura H, Yamada K, Habara K, Hayata M, Kusaba H, Tsuji K, Kawahara D, Miki K, Nakashima T, Ochi Y, Tsuda S, Seido M, Morimoto Y, Kawakubo A, Nozaki H, Kubo Y, Toyota Y, Nagata Y
  • 学会等名: 第119回日本医学物理学会学術大会
• [学会発表] 広島県における物理QAに関する技術支援活動の進捗状況 (2020)
  • 著者名/発表者名: 小澤 修一, 中尾 稔, 三浦 英治, 早田 将博, 山田 聖, 三木 健太朗, 河原 大輔, 中島 健雄, 越智 悠介, 津田 信太朗, 森本 芳美, 清堂 峰明, 川久保 淳, 野崎 浩茂, 豊田 義政, 久保 康行
  • 学会等名: 日本放射線腫瘍学会第33回学術大会
• [学会発表] Development of a CT number calibration audit phantom and the tolerance levels for each tissue type (2020)
  • 著者名/発表者名: Nakao M, Hayata M, Ozawa S, Miura H, Yamada K, Habara K, Okamura F, Kawahara D, Miki K, Nakashima T, Ochi Y, Tsuda S, Seido M, Morimoto Y, Kawakubo A, Nozaki H, Fukunaga H, Toyota Y, Nagata Y
  • 学会等名: Engineering & Physical Scientists in Medicine Conference EPSM-2020
• [学会発表] 広島県における物理的品質管理の技術支援活動 (2019)
  • 著者名/発表者名: 小澤 修一, 中尾稔, 三浦英治, 早田将博, 羽原幸作, 草場 颯, 山田聖, 辻 和夫, 三木 健太朗, 河原 大輔, 中島 健雄, 越智 悠介, 津田 信太朗, 森本 芳美, 清堂 峰明, 川久保 淳, 野崎 浩茂, 豊田 義政, 久保 康行, 永田 靖
  • 学会等名: 日本放射線腫瘍学会第32回学術大会
• [学会発表] A new stoichiometric calibration method for lung tissue with multi-institutional study (2019)
  • 著者名/発表者名: Nakao M, Ozawa S, Miura H, Yamada K, Habara K, Hayata M, Kusaba H, Tsuji K, Kawahara D, Miki K, Nakashima T, Tsuda S, Ochi Y, Seido M, Morimoto Y, Yoshizaki T, Kawakubo A, Nozaki H, Kubo Y, Toyota Y, Nagata Y
  • 学会等名: 19th Asia-Oceania Congress of Medical Physics “AOCMP-2019” In conjunction with Engineering & Physical Scientists in Medicine Conference EPSM-2019
  • 国際学会