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人工知能を活用した転移性脳腫瘍に対する革新的迅速放射線治療計画法の構築

研究課題

研究課題/領域番号 21K07742
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分52040:放射線科学関連
研究機関東京大学 (2023)
地方独立行政法人大阪府立病院機構大阪国際がんセンター(研究所) (2021-2022)

研究代表者

大平 新吾  東京大学, 医学部附属病院, 学術専門職員 (50792694)

研究分担者 小池 優平  関西医科大学, 医学部, 助教 (90866154)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2023年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2022年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード転移性脳腫瘍 / 放射線治療 / MRI / 人工知能 / 定位放射線治療 / 医学物理 / 迅速
研究開始時の研究の概要

有害事象低減を目的とする定位放射線治療(治療一回あたりに大線量を投与する技法、治療準備期間7-14日)において、急速に増大する転移性脳腫瘍に対して迅速に治療を施行しなければ、投与線量が不十分となり、期待する治療効果を得られない可能性がある。本研究では、人工知能を活用することで、迅速に治療を提供する革新的迅速放射線治療計画法の構築を行う。

研究成果の概要

転移性脳腫瘍は患者の生活の質を著しく損なうとともに、直接的な死因となり得ます。定位放射線治療(治療一回あたりに大線量を投与する技法、治療準備期間7-14日)において、急速に増大する腫瘍に対して迅速に治療を施行しなければ、投与線量が不十分となり、期待する治療効果を得られない可能性があります。本研究では、転移性脳腫瘍に対して、人工知能(深層/機械学習)を活用することで迅速に定位放射線治療を施行する革新的放射線治療計画手法を構築しました。治療成績の向上・有害事象の低減を期待できます。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では経験豊富な医学物理士または診療放射線技師が作成した転移性脳腫瘍に対する治療計画の線量分布を機械学習させることによって、優れた治療計画を自動で生成する学術的価値・創造性の高い研究である。さらに、転移性脳腫瘍の描出に優れるMR画像からCT画像を生成することによって、放射線治療のシミュレーションから治療開始までの期間を短縮することが期待される。急速に増大する転移性脳腫瘍に対して迅速な治療の提供は治療成績の改善につながる可能性があり、社会的意義は大きい。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件、 オープンアクセス 5件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Long-term geometric quality assurance of radiation focal point and cone-beam computed tomography for Gamma Knife radiosurgery system2024

    • 著者名/発表者名
      Ohira Shingo、Imae Toshikazu、Minamitani Masanari、Katano Atsuto、Aoki Atsushi、Ohta Takeshi、Umekawa Motoyuki、Shinya Yuki、Hasegawa Hirotaka、Nishio Teiji、Koizumi Masahiko、Yamashita Hideomi、Saito Nobuhito、Nakagawa Keiichi
    • 雑誌名

      Radiological Physics and Technology

      巻: 11 号: 2 ページ: 389-395

    • DOI

      10.1007/s12194-024-00788-9

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The effects of distance between the imaging isocenter and brain center on the image quality of cone-beam computed tomography for brain stereotactic irradiation2024

    • 著者名/発表者名
      Kihara Sayaka、Ohira Shingo、Kanayama Naoyuki、Ikawa Toshiki、Ueda Yoshihiro、Inui Shoki、Minami Hikari、Sagawa Tomohiro、Miyazaki Masayoshi、Koizumi Masahiko、Konishi Koji
    • 雑誌名

      Physical and Engineering Sciences in Medicine

      巻: - 号: 2 ページ: 597-609

    • DOI

      10.1007/s13246-024-01389-x

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impact of magnetic resonance imaging-related geometric distortion of dose distribution in fractionated stereotactic radiotherapy in patients with brain metastases2023

    • 著者名/発表者名
      Ohira Shingo、Suzuki Yuta、Washio Hayate、Yamamoto Yuki、Tateishi Soichiro、Inui Shoki、Kanayama Naoyuki、Kawamata Minoru、Miyazaki Masayoshi、Nishio Teiji、Koizumi Masahiko、Nakanishi Katsuyuki、Konishi Koji
    • 雑誌名

      Strahlentherapie und Onkologie

      巻: 200 号: 1 ページ: 39-48

    • DOI

      10.1007/s00066-023-02120-7

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvement of target coverage using automated non-coplanar volumetric modulated arc therapy planning in stereotactic radiotherapy for cervical metastatic spinal tumors2023

    • 著者名/発表者名
      Ohira Shingo、Ikawa Toshiki、Inui Shoki、Kanayama Naoyuki、Ueda Yoshihiro、Miyazaki Masayoshi、Nishio Teiji、Koizumi Masahiko、Konishi Koji
    • 雑誌名

      Medical Dosimetry

      巻: 48 号: 3 ページ: 197-201

    • DOI

      10.1016/j.meddos.2023.04.001

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Linear accelerator-based stereotactic radiotherapy for brain metastases, including multiple and large lesions, carries a low incidence of acute toxicities: a retrospective analysis2023

    • 著者名/発表者名
      Ikawa Toshiki、Kanayama Naoyuki、Arita Hideyuki、Ohira Shingo、Takano Koji、Hirata Takero、Morimoto Masahiro、Teshima Teruki、Konishi Koji
    • 雑誌名

      Radiation Oncology

      巻: 18 号: 1 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1186/s13014-023-02262-z

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Comparison of dosimetric parameters and robustness for rotational errors in fractionated stereotactic irradiation using automated noncoplanar volumetric modulated arc therapy for patients with brain metastases: single- versus multi-isocentric technique2023

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Yuki、Ohira Shingo、Kanayama Naoyuki、Inui Shoki、Ueda Yoshihiro、Koike Yuhei、Miyazaki Masayoshi、Nishio Teiji、Koizumi Masahiko、Konishi Koji
    • 雑誌名

      Radiological Physics and Technology

      巻: 16 号: 2 ページ: 310-318

    • DOI

      10.1007/s12194-023-00720-7

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dosimetric potential of knowledge‐based planning model trained with HyperArc plans for brain metastases2022

    • 著者名/発表者名
      Sagawa Tomohiro、Ueda Yoshihiro、Tsuru Haruhi、Kamima Tatsuya、Ohira Shingo、Tamura Mikoto、Miyazaki Masayoshi、Monzen Hajime、Konishi Koji
    • 雑誌名

      Journal of Applied Clinical Medical Physics

      巻: 24 号: 2

    • DOI

      10.1002/acm2.13836

    • 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] Intra‐fractional motion error during HyperArc stereotactic radiosurgery on patients with brain metastases: Comparison of open and full‐face clamshell‐style immobilization devices2022

    • 著者名/発表者名
      Ohira Shingo、Komiyama Riho、Kanayama Naoyuki、Ueda Yoshihiro、Inui Shoki、Miyazaki Masayoshi、Koizumi Masahiko、Konishi Koji
    • 雑誌名

      Journal of Applied Clinical Medical Physics

      巻: 23 号: 4 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1002/acm2.13536

    • 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] Impact of Multileaf Collimator Width on Dose Distribution in HyperArc Fractionated Stereotactic Irradiation for Multiple (-) Brain Metastases2021

    • 著者名/発表者名
      OHIRA SHINGO、UEDA YOSHIHIRO、KANAYAMA NAOYUKI、ISONO MASARU、INUI SHOKI、KOMIYAMA RIHO、WASHIO HAYATE、MIYAZAKI MASAYOSHI、KOIZUMI MASAHIKO、TESHIMA TERUKI、KONISHI KOJI
    • 雑誌名

      Anticancer Research

      巻: 41 号: 6 ページ: 3153-3159

    • DOI

      10.21873/anticanres.15101

    • 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
  • [図書] 放射線治療学2023

    • 著者名/発表者名
      井上 俊彦、小川 和彦、小泉 雅彦
    • 総ページ数
      481
    • 出版者
      南山堂
    • ISBN
      9784525270971
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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