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次世代型4次元画像誘導放射線治療のための高精度リアルタイム適応追尾照射法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 25293258
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 放射線科学
研究機関東北大学

研究代表者

本間 経康  東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (30282023)

研究分担者 高井 良尋  弘前大学, 大学院医学研究科, 教授 (50107653)
連携研究者 吉澤 誠  東北大学, サイバーサイエンスセンター, 教授 (60166931)
成田 雄一郎  弘前大学, 大学院医学研究科, 講師 (30311385)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
2015年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2014年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2013年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
キーワード画像誘導放射線治療 / 腫瘍追尾照射 / 放射線治療 / 画像計測 / 制御工学
研究成果の概要

放射線治療において,肺腫瘍などの位置・形状変動(動態)に応じた連続追尾照射により治療効果向上と副作用低減を汎用機を用いて短時間で実現するための必須要素技術である,腫瘍の3次元動態の画像計測法とその変動予測法の開発を行い,臨床上有用な性能を達成した。とくに,呼吸統制による呼吸変動予測性能を制御工学的に解析し,より患者負担が少なくかつ効果的な統制法に関する知見を得た。また,リアルタイム適応追尾照射法が実現された場合の効果について,治療計画システムを用いた線量解析を行った。その結果,従来の移動全領域照射法,同期(待伏せ)照射法などと比較し,提案追尾照射制御の有効性を明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 4件、 招待講演 6件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [国際共同研究] Czech Technical University in Prague(チェコ)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Tracking Tumor Boundary in MV-EPID Images Without Implanted Markers: A Feasibility Study2015

    • 著者名/発表者名
      Xiaoyong Zhang, Noriyasu Homma, Kei Ichiji, Yoshihiro Takai, Yuichiro Narita, Makoto Yoshizawa
    • 雑誌名

      Medical Physics

      巻: 42 号: 5 ページ: 2510-2523

    • DOI

      10.1118/1.4918578

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantitative activation-induced manganese-enhanced MRI reveals severity of Parkinson's disease in mice. Scientific Reports2015

    • 著者名/発表者名
      S. Kikuta, Y. Nakamura, Y. Yamamura, A. Tamura, N. Homma, Y. Yanagawa, H. Tamura, J. Kasahara, M. Osanai
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 5 号: 1 ページ: 12800-12800

    • DOI

      10.1038/srep12800

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A Fast Neural Network Approach to Predict Lung Tumor Motion during Respiration for Radiation Therapy Applications2015

    • 著者名/発表者名
      Ivo Bukovsky, Noriyasu Homma, Kei Ichiji, Matous Cejnek, Matous Slama, PeterM. Benes, and Jiri Bila
    • 雑誌名

      BioMed Research International

      巻: 2015 ページ: 1-13

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 肺腫瘍追跡のためのX線画像シーケンスの混合正規分布モデル近似に基づく対象輝度成分抽出2015

    • 著者名/発表者名
      澁澤直樹, 市地慶, 張曉勇, 本間経康, 高井良尋, 吉田裕輔, 吉澤誠
    • 雑誌名

      信学技報

      巻: MI2014-110 ページ: 277-282

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A kernel-based method for markerless tumor tracking in kV fluoroscopic images.2014

    • 著者名/発表者名
      Zhang X, Homma N, Ichiji K, Abe M, Sugita N, Takai Y, Narita Y, Yoshizawa M.
    • 雑誌名

      Phys Med Biol.

      巻: 7;59 号: 17 ページ: 4897-911

    • DOI

      10.1088/0031-9155/59/17/4897

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Faster 1-D Phase-Only Correlation-Based Method for Estimations of Translations, Rotation and Scaling in Images2014

    • 著者名/発表者名
      X. Zhang, N. Homma, K. Ichiji, M. Abe, N. Sugita, M. Yoshizawa
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E97.A 号: 3 ページ: 809-819

    • DOI

      10.1587/transfun.E97.A.809

    • NAID

      130003394786

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Time Varying Seasonal Autoregressive Model Based Prediction of Res piratory Motion for Tumor Following Radiotherapy2013

    • 著者名/発表者名
      K. Ichiji, N. Homma, M. Sakai, Y. Narita, Y. Takai, X. Zhang, M. Abe, N. Sugita, M. Yoshizawa
    • 雑誌名

      Computational and Mathematical Methods in Med icine

      巻: Vol.2013 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1155/2013/390325

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Markerless Lung Tumor Motion Tracking by Dynamic Decomposition of X-ray Image Intensity2013

    • 著者名/発表者名
      N. Homma, Y. Takai, H. Endo, K. Ichiji, Y. Narita, X. Zhang, M. Sakai, M. Osanai, M. Abe, N. Sugita, M. Yoshizawa
    • 雑誌名

      Journal of Medical Engineering

      巻: Vol.2013 ページ: 340821-340821

    • DOI

      10.1155/2013/340821

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Tumor Motion Tracking Using kV/MV X-ray Fluoroscopy for Adaptive Radiation Therapy2015

    • 著者名/発表者名
      張暁勇, 本間経康, 市地慶, 杉田典大, 高井良尋, 吉澤誠
    • 学会等名
      SICE システム・情報部門 学術講演会 2015
    • 発表場所
      函館アリーナ(函館市)
    • 年月日
      2015-11-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 呼吸性移動時系列の最大リャプノフ指数推定に基づく予測可能性の検討2015

    • 著者名/発表者名
      市地慶, 本間経康, 張曉勇, 武田賢, 髙井良尋, 杉田典大, 吉澤誠
    • 学会等名
      SICE システム・情報部門 学術講演会 2015
    • 発表場所
      函館アリーナ(函館市)
    • 年月日
      2015-11-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Adaptive Classification of EEG for Dementia Diagnosis2015

    • 著者名/発表者名
      M. Cejnek, I. Bukovsky, N. Homma, and O. Liska
    • 学会等名
      IWCIM 2015
    • 発表場所
      Prague, Czech Republic
    • 年月日
      2015-10-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A REAL-TIME FEATURE-BASED MARKER- LESS TUMOR TRACKING METHOD USING X-RAY IMAGE SEQUENCE FOR RADIOTHERAPY2015

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Yoshida, Kei Ichiji, Xiaoyong Zhang, Noriyasu Homma, Yoshihiro Takai, Makoto Yoshizawa,
    • 学会等名
      IWCIM 2015
    • 発表場所
      Prague, Czech Republic
    • 年月日
      2015-10-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Tumor motion tracking using kV/MV X-ray fluoroscopy for adaptive radiation therapy2015

    • 著者名/発表者名
      X. Zhang, N. Homma, K. Ichiji, M. Abe, N. Sugita, I. Bukovsky, Y. Takai, and M. Yoshizawa
    • 学会等名
      IWCIM 2015
    • 発表場所
      Prague, Czech Republic
    • 年月日
      2015-10-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マーカレスMLC追尾照射の開発2015

    • 著者名/発表者名
      本間 経康
    • 学会等名
      がんプロフェッショナル養成推進プラン 東北大学医学物理セミナー
    • 発表場所
      東北大学(仙台市)
    • 年月日
      2015-10-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A Real-Time Homography-Based Tumor Tracking Method for Image-Guided Radiation Therapy2015

    • 著者名/発表者名
      張 暁勇,本間 経康,市地 慶,阿部 誠,杉田 典大,髙井 良尋,吉澤 誠
    • 学会等名
      第25回インテリジェント・システム・シンポジウム
    • 発表場所
      東北大学(仙台市)
    • 年月日
      2015-09-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 赤外線深度センサを用いた体表面同時多点の呼吸誘導システムに関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      塚田 拓也,市地 慶,張 曉勇,本間 経康,髙井 良尋,吉澤 誠
    • 学会等名
      第25回インテリジェント・システム・シンポジウム
    • 発表場所
      東北大学(仙台市)
    • 年月日
      2015-09-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] A Real-Time Homography-Based Algorithm for Markerless Deformable Lung Tumor Motion Tracking Using kV X-Ray Fluoroscopy2015

    • 著者名/発表者名
      X. Zhang , N. Homma, Y. Takai, K. Ichiji, M. Abe, N. Sugita, M. Yoshizawa
    • 学会等名
      AAPM 57th Annual Meeting
    • 発表場所
      Anaheim, CA, USA
    • 年月日
      2015-07-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 安全で正確な追尾照射が拓く次世代放射線治療~医工連携開発の例2015

    • 著者名/発表者名
      本間経康
    • 学会等名
      アカデミアから始まる医療機器開発
    • 発表場所
      TKP東京駅大手町カンファレンスセンター(東京都千代田区)
    • 年月日
      2015-02-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 放射線治療のための混合正規分布モデルを用いた X 線透視画像シーケンスからの腫瘍輝度成分の抽出・強調2014

    • 著者名/発表者名
      澁澤直樹, 市地慶, 張曉勇, 本間経康, 髙井良尋, 吉澤誠
    • 学会等名
      計測自動制御学会 東北支部50周年記念学術講演会
    • 発表場所
      東北大学(仙台市)
    • 年月日
      2014-12-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] X 線透視画像を用いた特徴点ベースのマーカレス腫瘍位置計測法2014

    • 著者名/発表者名
      吉田裕輔, 市地慶, 張曉勇, 本間経康, 髙井良尋, 澁澤直樹, 吉澤誠
    • 学会等名
      計測自動制御学会 東北支部50周年記念学術講演会
    • 発表場所
      東北大学(仙台市)
    • 年月日
      2014-12-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 尾放射線治療における X 線透視画像を用いた腫瘍位置計測法2014

    • 著者名/発表者名
      吉田裕輔, 市地慶, 張曉勇, 本間経康, 髙井良尋, 澁澤直樹, 吉澤誠
    • 学会等名
      第48回 日本生体医工学会 東北支部大会
    • 発表場所
      東北大学(仙台市)
    • 年月日
      2014-12-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 放射線治療のための X 線透視画像シーケンスからの腫瘍輝度成分の分離2014

    • 著者名/発表者名
      澁澤直樹, 市地慶, 張曉勇, 本間経康, 髙井良尋, 吉澤誠
    • 学会等名
      第48回 日本生体医工学会 東北支部大会
    • 発表場所
      東北大学(仙台市)
    • 年月日
      2014-12-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] A Region-Scalable Level Set Method for Tracking Tumor in Megavoltage X-Ray Image Sequences2014

    • 著者名/発表者名
      Xiaoyong Zhang, Noriyasu Homma, Kei Ichiji, Yoshihiro Takai, Makoto Yoshizawa
    • 学会等名
      第48回日本生体医工学会東北支部大会
    • 発表場所
      東北大学(仙台市)
    • 年月日
      2014-12-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 汎用機によるリアルタイム腫瘍追尾放射線治療技術開発の試み2014

    • 著者名/発表者名
      本間経康
    • 学会等名
      がんプロフェッショナル要請基盤推進プラン 東海大学・慶應義塾大学連携事業,医学物理シンポジウム
    • 発表場所
      株式会社メディコントレーニングセンター(東京都港区)
    • 年月日
      2014-11-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Markerless image-guided tumor following techniques for real-time conformable radiation therapy2014

    • 著者名/発表者名
      Noriyasu Homma
    • 学会等名
      Forum for Nuclear Cooperation in Asia FY2014 Workshop on Radiation Oncology
    • 発表場所
      Hirosaki University, Japan
    • 年月日
      2014-11-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Tracking Tumor’s Boundary in MV Image Sequences for Image-Guided Radiation Therapy2014

    • 著者名/発表者名
      X. Zhang, N. Homma, Y. Narita, Y. Takai, K. Ichiji, M. Abe, N. Sugita, M. Yoshizawa
    • 学会等名
      AAPM Annual Meeting
    • 発表場所
      Austin, USA
    • 年月日
      2014-07-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Study of Learning Entropy for Novelty Detection in Lung Tumor Motion Prediction for Target Tracking Radiation Therapy2014

    • 著者名/発表者名
      Ivo Bukovsky, Noriyasu Homma, Matous Cejnek, Kei Ichiji
    • 学会等名
      IEEE World Congress on Computational Intelligence 2014
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2014-07-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] A Kernel-Based Method for Non-Rigid Tumor Tracking in KV Image Sequence2013

    • 著者名/発表者名
      X. Zhang, N. Homma, K. Ichiji, Y. Takai, Y. Narita, M. Abe, N. Sugita, M Yoshizawa
    • 学会等名
      American Association of Physicists in Medicine 55th Annual Meeting
    • 発表場所
      Indianapolis, IN, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] A Kernel-Based Method for Real-Time Markerless Tumor Tracking in Fluoroscopic Image Sequence2013

    • 著者名/発表者名
      X. Zhang, N. Homma, Y. Takai, N. Yuichiro, K. Ichiji, M. Abe, N. Sugita, M. Yoshizawa
    • 学会等名
      SICE Annual Conference 2013
    • 発表場所
      Nagoya University, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Moving Object Segmentation in Surveillance Video Based on Adaptive Mixtures2013

    • 著者名/発表者名
      X. Zhang, N. Homma, K. Ichiji, M. Abe, N. Sugita, M. Yoshizawa
    • 学会等名
      SICE Annual Conference 2013
    • 発表場所
      Nagoya University, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] マーカレス動体追尾照射のための汎用型リニアック制御システムの開発に向けて2013

    • 著者名/発表者名
      本間 経康、酒井 正夫、張 暁勇、市地 慶、澁澤 直樹、吉田 裕輔、阿部 誠、杉田 典大、吉澤 誠、成田 雄一郎、高井 良尋
    • 学会等名
      日本放射線腫瘍学会第26回学術大会
    • 発表場所
      ホテル青森(青森市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マーカレス動体追尾照射システムの開発

    • 著者名/発表者名
      本間 経康、酒井 正夫、張 暁勇、市地 慶、澁澤 直樹、吉田 裕輔、阿部 誠、杉田 典大、吉澤 誠、成田 雄一郎、高井 良尋
    • 学会等名
      第27回日本高精度放射線外部照射研究会
    • 発表場所
      学術総合センター(千代田区)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] Frontiers in Radiation Oncology2013

    • 著者名/発表者名
      Kei Ichiji, Noriyasu Homma, Masao Sakai, Makoto Abe, Norihiro Sugita, and Makoto Yoshizawa
    • 総ページ数
      216
    • 出版者
      In-Tech
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [産業財産権] 画像処理装置,画像処理方法,及び,画像処理プログラム2015

    • 発明者名
      本間経康 他8名
    • 権利者名
      本間経康 他8名
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2015-03-31
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 外国

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公開日: 2013-05-21   更新日: 2022-02-01  

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