| 研究課題/領域番号 |
20H03612
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分52040:放射線科学関連
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
宮本 直樹 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (00552879)
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| 研究分担者 |
田中 創大 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子医科学研究所 物理工学部, 主任研究員 (00826092)
高尾 聖心 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (10614216)
富岡 智 北海道大学, 工学研究院, 教授 (40237110)
松浦 妙子 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (90590266)
清水 伸一 北海道大学, 医学研究院, 教授 (50463724)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円)
2022年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2021年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2020年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
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| キーワード | ディープラーニング / ボリュームイメージング / マーカーレス / リアルタイム / 呼吸性移動対策 / 医学物理 / 機械学習 / マーカレス / 放射線治療 / 動体追跡放射線治療 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、動体追跡放射線治療システムの装置構成をそのまま利用し、体内マーカーを使用することなく、治療中に得られる2 方向からのX 線透視画像から抽出した特徴量を利用することで、放射線治療中の3 次元体内構造をリアルタイムで推定する技術を開発する。提案研究の推進により、体内にマーカーを留置するという侵襲性のあるプロセスを無くすことができ、加えて、ボリュームイメージを得ることによる高精度な呼吸性移動対策をFLASH などの超高線量率照射を含むあらゆる照射において実施可能となる。体内の動きに関する新しい知見が得られる可能性もあり、放射線治療時の各臓器の解析など新たな学術的展開も期待される。
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| 研究成果の概要 |
体内で呼吸により動くがんに対する放射線治療での応用を目的として、体内にマーカーなどのランドマークを留置することなく、リアルタイムで2次元X線透視画像からボリュームイメージ（3次元CT画像に相当する）を合成する手法を開発した。患者データを用いた評価により、体内のがんの位置を2 mm程度の精度で評価できること、また、治療放射線による体内での線量分布をシミュレーション計算するために必要な画像合成精度が得られることを確認した。ボリュームイメージングを利用した新しい放射線照射制御技術を提案し、シミュレーション計算により、腫瘍制御率の向上が認められ、提案手法の有効性が示された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、従来は難しかったリアルタイムでの3次元画像合成技術を開発し、特に放射線治療における応用可能性を示した。これにより、体内で動くがんに対しても高精度な放射線の照射が可能になると期待でき、例えば、十二指腸や胃が近接するような難治性の膵臓がんに対しても、安全に従来より多くの放射線を投与することが可能となり、治療成績の向上を期待できる。今後到来する超少子高齢化社会において、生活の質の向上に寄与できるものと考えられ、研究開発の社会的意義は大きいと考えられる。また、体内の動きに関する新しい知見が得られる可能性もあり、放射線治療時の各臓器の動態解析など新たな学術的展開も期待される。
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