• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

脳定位放射線治療における腫瘍制御率を考慮した超高精度照射位置検証法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K16819
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
研究機関新潟大学

研究代表者

滝澤 健司  新潟大学, 医歯学総合研究科, 客員研究員 (60865062)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 完了 (2024年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワードCyberKnife / 脳腫瘍 / 定位放射線治療 / 腫瘍制御率 / 照射位置精度 / 線量検証結果 / 機械学習 / 線量検証 / ログファイル
研究開始時の研究の概要

脳腫瘍に対する定位放射線治療において、治療前に照射位置精度を厳密に検証すること(治療前検証)は極めて重要である。申請者らの検討によって、臨床的に重要な腫瘍制御率を保証するためにはサブミリメートル単位での位置精度が重要なことが明らかになったが、現状の検証法では数ミリメートル程度の位置精度を確認することが限界である。そこで本研究は放射線治療装置の座標情報が記録されているログファイルデータを用いた超高精度治療前検証法の開発を目的とし、高い腫瘍制御率が保証された脳腫瘍の定位放射線治療を提供する基盤の構築を目指す。

研究成果の概要

CyberKnifeを用いた脳腫瘍への定位放射線治療において、腫瘍制御率を担保するための照射位置精度を評価するとともに、治療計画と実際の照射における照射位置および線量の一致度を、簡便かつ高精度に評価する手法を検討した。
直径5 mmの小腫瘍に対しては、制御率の低下を3%以内に抑えるために、約0.5 mmの厳密な位置精度が必要なことがわかった。
また、装置のログ情報に基づいた、照射位置を0.1 mm単位の高精度で簡便に検証可能なシステムの構築、さらに計画装置から得られる情報に基づいた、計画線量分布と実照射線量分布の一致度を平均3%の精度で予測可能な機械学習システムの構築が可能であることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は脳腫瘍の定位放射線治療に必要とされるCyberKnifeの照射位置精度について、腫瘍制御率という臨床的に重要なパラメータを考慮して評価を行ったことと、その照射位置精度(線量分布精度)の検証方法についても、ログファイルや機械学習を用いることで、高い検証精度を達成した上で、検証をこれまでより効率化できることを示したという点で新規性が高い。
本研究による成果は、臨床現場における照射位置と線量分布の検証方法を効率化・合理化し、治療効果を担保した安全性の高い治療を提供するための基盤構築につながることが期待される。

報告書

(6件)
  • 2024 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (14件) (うち査読あり 14件、 オープンアクセス 10件) 学会発表 (14件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Selection criteria for circular collimator- vs. Multileaf collimator-based plans in robotic stereotactic radiotherapy for brain metastases and benign intracranial disease: Impact of target size, shape complexity, and proximity to at-risk organs2024

    • 著者名/発表者名
      Takizawa Takeshi、Tanabe Satoshi、Nakano Hisashi、Utsunomiya Satoru、Maruyama Katsuya、Kaidu Motoki、Ishikawa Hiroyuki、Onda Kiyoshi
    • 雑誌名

      Physica Medica

      巻: 127 ページ: 104852-104852

    • DOI

      10.1016/j.ejmp.2024.104852

    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mathematical model combined with microdosimetric kinetic model for tumor volume calculation in stereotactic body radiation therapy2023

    • 著者名/発表者名
      Nakano Hisashi、Shiinoki Takehiro、Tanabe Satoshi、Utsunomiya Satoru、Takizawa Takeshi、Kaidu Motoki、Nishio Teiji、Ishikawa Hiroyuki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 号: 1 ページ: 10981-10981

    • DOI

      10.1038/s41598-023-38232-4

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Deep learning‐based detection and classification of multi‐leaf collimator modeling errors in volumetric modulated radiation therapy2023

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Sae、Sakai Madoka、Ishizaka Natsuki、Mayumi Kazuki、Kinoshita Tomotaka、Akamatsu Shinya、Nishikata Takayuki、Tanabe Shunpei、Nakano Hisashi、Tanabe Satoshi、Takizawa Takeshi、Yamada Takumi、Sakai Hironori、Kaidu Motoki、Sasamoto Ryuta、Ishikawa Hiroyuki、Utsunomiya Satoru
    • 雑誌名

      Journal of Applied Clinical Medical Physics

      巻: 24 号: 12 ページ: 1-16

    • DOI

      10.1002/acm2.14136

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Prediction of patient‐specific quality assurance for volumetric modulated arc therapy using radiomics‐based machine learning with dose distribution2023

    • 著者名/発表者名
      Ishizaka Natsuki、Kinoshita Tomotaka、Sakai Madoka、Tanabe Shunpei、Nakano Hisashi、Tanabe Satoshi、Nakamura Sae、Mayumi Kazuki、Akamatsu Shinya、Nishikata Takayuki、Takizawa Takeshi、Yamada Takumi、Sakai Hironori、Kaidu Motoki、Sasamoto Ryuta、Ishikawa Hiroyuki、Utsunomiya Satoru
    • 雑誌名

      Journal of Applied Clinical Medical Physics

      巻: 25 号: 1 ページ: 1-17

    • DOI

      10.1002/acm2.14215

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Multicomponent mathematical model for tumor volume calculation with setup error using single-isocenter stereotactic radiotherapy for multiple brain metastases2023

    • 著者名/発表者名
      Nakano Hisashi、Shiinoki Takehiro、Tanabe Satoshi、Nakano Toshimichi、Takizawa Takeshi、Utsunomiya Satoru、Sakai Madoka、Tanabe Shunpei、Ohta Atsushi、Kaidu Motoki、Nishio Teiji、Ishikawa Hiroyuki
    • 雑誌名

      Physical and Engineering Sciences in Medicine

      巻: - 号: 2 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1007/s13246-023-01241-8

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Radiobiological evaluation considering the treatment time with stereotactic radiosurgery for brain metastases2022

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Nakano, Takeshi Takizawa, Daisuke Kawahara, Satoshi Tanabe, Satoru Utsunomiya, Motoki Kaidu, Katsuya Maruyama, Shigekazu Takeuchi, Kiyoshi Onda, Masahiko Koizumi, Teiji Nishio and Hiroyuki Ishikawa
    • 雑誌名

      BJR|Open

      巻: 4(1) 号: 1 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1259/bjro.20220013

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The impact of target positioning error and tumor size on radiobiological parameters in robotic stereotactic radiosurgery for metastatic brain tumors2022

    • 著者名/発表者名
      Takizawa Takeshi、Tanabe Satoshi、Nakano Hisashi、Utsunomiya Satoru、Sakai Madoka、Maruyama Katsuya、Takeuchi Shigekazu、Nakano Toshimichi、Ohta Atsushi、Kaidu Motoki、Ishikawa Hiroyuki、Onda Kiyoshi
    • 雑誌名

      Radiological Physics and Technology

      巻: 5 号: 2 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1007/s12194-022-00655-5

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Radiobiological evaluation considering setup error on single-isocenter irradiation in stereotactic radiosurgery2021

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Nakano, Satoshi Tanabe, Ryuta Sasamoto, Takeshi Takizawa, Satoru Utsunomiya, Madoka Sakai, Toshimichi Nakano, Atsushi Ohta, Motoki Kaidu, Hiroyuki Ishikawa
    • 雑誌名

      Journal of Applied Clinical Medical Physics

      巻: 22(7) 号: 7 ページ: 266-275

    • DOI

      10.1002/acm2.13322

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Detecting MLC modeling errors using radiomics‐based machine learning in patient‐specific QA with an EPID for intensity‐modulated radiation therapy2021

    • 著者名/発表者名
      Sakai Madoka、Nakano Hisashi、Kawahara Daisuke、Tanabe Satoshi、Takizawa Takeshi、Narita Akihiro、Yamada Takumi、Sakai Hironori、Ueda Masataka、Sasamoto Ryuta、Kaidu Motoki、Aoyama Hidefumi、Ishikawa Hiroyuki、Utsunomiya Satoru
    • 雑誌名

      Medical Physics

      巻: 48 号: 3 ページ: 991-1002

    • DOI

      10.1002/mp.14699

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Maximum distance in single-isocenter technique of stereotactic radiosurgery with rotational error using margin-based analysis2021

    • 著者名/発表者名
      Nakano Hisashi, Tanabe Satoshi, Yamada Takumi, Utsunomiya Satoru, Takizawa Takeshi, Sakai Madoka, Sasamoto Ryuta, Sakai Hironori, Nakano Toshimichi, Saito Hirotake, Ohta Atsushi, Kaidu Motoki, Ishikawa Hiroyuki
    • 雑誌名

      Radiol Phys Technol

      巻: 14 ページ: 57-63

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Calculated relative biological effectiveness (RBE) for initial DNA double-strand breaks (DSB) from flattening filter and flattening filter-free 6 MV X-ray fields2021

    • 著者名/発表者名
      Nakano Hisashi、Kawahara Daisuke、Tanabe Satoshi、Utsunomiya Satoru、Takizawa Takeshi、Sakai Madoka、Nakano Toshimichi、Ohta Atsushi、Kaidu Motoki、Ishikawa Hiroyuki
    • 雑誌名

      BJR|Open

      巻: 3 号: 1 ページ: 20200072-20200072

    • DOI

      10.1259/bjro.20200072

    • 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] Dosimetric comparison of analytic anisotropic algorithm and Acuros XB algorithm in VMAT plans for high-grade glioma2020

    • 著者名/発表者名
      Takizawa Takeshi、Tanabe Satoshi、Utsunomiya Satoru、Nakano Hisashi、Yamada Takumi、Sakai Hironori、Ohta Atsushi、Saito Hirotake、Nakano Toshimichi、Abe Eisuke、Kaidu Motoki、Aoyama Hidefumi
    • 雑誌名

      Physica Medica

      巻: 73 ページ: 73-82

    • DOI

      10.1016/j.ejmp.2020.04.007

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of setup error in the single‐isocenter technique on stereotactic radiosurgery for multiple brain metastases2020

    • 著者名/発表者名
      Nakano Hisashi、Tanabe Satoshi、Utsunomiya Satoru、Yamada Takumi、Sasamoto Ryuta、Nakano Toshimichi、Saito Hirotake、Takizawa Takeshi、Sakai Hironori、Ohta Atsushi、Abe Eisuke、Kaidu Motoki、Aoyama Hidefumi
    • 雑誌名

      Journal of Applied Clinical Medical Physics

      巻: 21 号: 12 ページ: 155-165

    • DOI

      10.1002/acm2.13081

    • 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] Radiobiological effects of the interruption time with Monte Carlo Simulation on multiple fields in photon beams2020

    • 著者名/発表者名
      Nakano Hisashi、Kawahara Daisuke、Tanabe Satoshi、Utsunomiya Satoru、Takizawa Takeshi、Sakai Madoka、Saito Hirotake、Ohta Atsushi、Kaidu Motoki、Ishikawa Hiroyuki
    • 雑誌名

      Journal of Applied Clinical Medical Physics

      巻: 21 号: 12 ページ: 288-294

    • DOI

      10.1002/acm2.13110

    • 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] 機械学習を用いたサイバーナイフの線量検証結果の予測2024

    • 著者名/発表者名
      宇都宮悟、滝澤健司、丸山克也
    • 学会等名
      サイバーナイフ研究会第17回学術研究会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Mathematical Model for Tumor Volume Calculation with Setup Error Using Single-Isocenter Stereotactic Radiotherapy2023

    • 著者名/発表者名
      中野永、椎木健裕、棚邊哲史、中野智成、滝澤健司、 宇都宮悟、坂井まどか、田邊俊平、海津元樹、西尾禎治、石川浩志
    • 学会等名
      第125回日本医学物理学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Evaluation of treatment planning parameters affecting the gamma analysis based on machine learning for CyberKnife brain stereotactic radiotherapy2023

    • 著者名/発表者名
      中村沙愛、滝澤健司、宇都宮悟、中野永、棚邊哲史、川村拡矢、亀井智也、丸山克也、笹本龍太、恩田清
    • 学会等名
      第125回日本医学物理学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Radiobiological evaluation considering the treatment time with CyberKnife stereotactic radiosurgery for brain metastases2022

    • 著者名/発表者名
      中野永、滝澤健司、河原大輔、棚邊哲史、宇都宮悟、海津元樹、丸山克也、竹内茂和、恩田清、小泉雅彦、西尾禎治、石川浩志
    • 学会等名
      第123回日本医学物理学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] The impact of MLC positional errors on radiobiological metrics in volumetric-modulated radiation therapy2022

    • 著者名/発表者名
      木下友誉、西潟貴幸、石坂夏希、中村沙愛、棚邊哲史、中野永、坂井まどか、田邊俊平、滝澤健司、海津元樹、石川浩志、宇都宮悟
    • 学会等名
      第123回日本医学物理学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] サイバーナイフによる円形照射野を用いた頭蓋内定位照射の線量検証に影響を与える治療計画パラメータ2022

    • 著者名/発表者名
      亀井智也、滝澤健司、宇都宮悟、中野永、棚邊哲史、阿部智也、恩田清、丸山克也、笹本龍太
    • 学会等名
      第31回日本定位放射線治療学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Logファイルに基づいたロボット型リニアックの照射位置情報の妥当性2022

    • 著者名/発表者名
      川村拡矢、滝澤健司、中村沙愛、宇都宮悟、丸山克也、恩田清
    • 学会等名
      第12回東北放射線医療技術学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Radiobiological Evaluation on Single-Isocenter Technique with Setup Error in Stereotactic Radiosurgery2021

    • 著者名/発表者名
      中野永、棚邊哲史、滝澤健司、山田巧、宇都宮悟、坂井裕則、石川浩志
    • 学会等名
      第77回日本放射線技術学会総会学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Evaluation of complexity of VMAT plans using radiomic features of 3-dimensional dose distributions and its correlation to gamma passing rate2021

    • 著者名/発表者名
      石坂夏希、中村沙愛、上田真敬、棚邊哲史、中野永、坂井まどか、滝澤健司、海津元樹、石川浩志、宇都宮悟
    • 学会等名
      第121回日本医学物理学会学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of target positioning error on tumor control probability in stereotactic radiosurgery for metastatic brain tumors using the CyberKnife M62021

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Takizawa, Satoshi Tanabe, Hisashi Nakano ,Satoru Utsunomiya, Madoka Sakai ,Katsuya Maruyama ,Shigekazu Takeuchi ,Toshimichi Nakano ,Atsushi Ohta ,Motoki Kaidu ,Hiroyuki Ishikawa ,Kiyoshi Onda
    • 学会等名
      AAPM 63rd Annual Meeting and Exhibition
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] CyberKnife導入の実際2021

    • 著者名/発表者名
      滝澤健司
    • 学会等名
      群馬県立県民健康科学大学 関東がん専門医療人養成拠点事業 2020年度第1回医学物理講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Effect of the Target Positioning Error to Dose Distributions and Tumor Control Probability for the Intracranial Stereotactic Radiosurgery2020

    • 著者名/発表者名
      滝澤健司、棚邊哲史、中野永、宇都宮悟、田村啓和、丸山克也、恩田清
    • 学会等名
      第76回日本放射線技術学会総会学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Limitation Distance in the Single-Isocenter Technique on Stereotactic Radiosurgery for Multiple Brain Metastases with Rotational Error Using a Margin-Based Analysis2020

    • 著者名/発表者名
      中野永、棚邊哲史、山田巧、宇都宮悟、滝澤健司、坂井裕則、青山英史
    • 学会等名
      第76回日本放射線技術学会総会学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 新潟大学医歯学総合病院医学物理士レジデントコース:5年の成果と課題2020

    • 著者名/発表者名
      宇都宮悟、棚邊哲史、中野永、坂井まどか、高橋春奈、久島尚隆、滝澤健司、成田啓廣、早川岳英、山田巧、坂井裕則、金沢勉、笠原敏文、笹本龍太、海津元樹、和田真一、青山英史
    • 学会等名
      日本放射線腫瘍学会第33回学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2026-01-16  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi