吸気息止め照射のための超音波画像を用いた高精度3次元腫瘍位置ずれ量計算法の研究

• 研究課題/領域番号: 26860396
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 医学物理学・放射線技術学
• 研究機関: 群馬大学
• 研究代表者: 久保田 佳樹 群馬大学, 重粒子線医学推進機構, 助教 (40583076)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2016年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 放射線治療 / 超音波 / 3次元追跡 / 呼吸同期照射 / 吸気 / 肝臓 / 金属マーカー / 金属マーカ / リピオドール / 座標系統合 / 呼吸同期 / 炭素線治療 / マーカ照合 / 超音波画像 / マーカ / 骨合わせ / X線 / 吸気息止め / 動体追跡 / 固定アーム / 処方線量 / 腫瘍合わせ / アーム

研究成果の概要

2断面の超音波画像上において、オプティカルフローをベースとした特徴点抽出・追跡法を用いることにより、1.54±0.9 mmの誤差で対象物までの距離を測定できることが明らかとなった。部屋座標系と超音波座標系の統合については、安価な外部カメラシステムでは1mm以下の精度での位置統合は困難であることが示された。他の座標系統合法の指標として、腫瘍近傍の金属マーカーを用いた場合の臨床的評価では、clinical target volumeのV95%（処方線量の95%が投与されている体積)は99.8±0.4 %と、通常治療する骨照合の94.0±7.5 %と比較して、大幅に向上することが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Evaluation of the accuracy and clinical practicality of a calculation system for patient positional displacement in carbon ion radiotherapy at five sites (2018)
  • 著者名/発表者名: Kubota Yoshiki、Hayashi Hayato、Abe Satoshi、Souda Saki、Okada Ryosuke、Ishii Takayoshi、Tashiro Mutsumi、Torikoshi Masami、Kanai Tatsuaki、Ohno Tatsuya、Nakano Takashi
  • 雑誌名: Journal of Applied Clinical Medical Physics 巻: 19 号: 2 ページ: 144-153
  • DOI: 10.1002/acm2.12261
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Robustness of patient positioning for interfractional error in carbon ion radiotherapy for stage I lung cancer: Bone matching versus tumor matching (2017)
  • 著者名/発表者名: Sakai Makoto、Kubota Yoshiki、Saitoh Jun-ichi、Irie Daisuke、Shirai Katsuyuki、Okada Ryosuke、Torikoshi Masami、Ohno Tatsuya、Nakano Takashi
  • 雑誌名: Radiotherapy and Oncology 巻: - 号: 1 ページ: 95-100
  • DOI: 10.1016/j.radonc.2017.10.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fiducial marker matching versus vertebral body matching: dosimetric impact of patient positioning in carbon ion radiotherapy for primary hepatic cancer (2017)
  • 著者名/発表者名: Abe S, Kubota Y, Shibuya K, Koyama Y, Abe T, et al
  • 雑誌名: Physica Medica 巻: 33 ページ: 114-120
  • DOI: 10.1016/j.ejmp.2016.12.018
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Changes in Rectal Dose Due to Alterations in Beam Angles for Setup Uncertainty and Range Uncertainty in Carbon-Ion Radiotherapy for Prostate Cancer (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki Kubota, Hidemasa Kawamura, Makoto Sakai, Ryou Tsumuraya, Mutsumi Tashiro, Ken Yusa, Nobuteru Kubo, Hiro Sato, Masahiro Kawahara, Hiroyuki Katoh, Tatsuaki Kanai, Tatsuya Ohno, Takashi Nakano
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: April 号: 4 ページ: 1-11
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0153894
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The impact of interfractional anatomical changes on the accumulated dose in carbon ion therapy of pancreatic cancer patients (2016)
  • 著者名/発表者名: Houweling AC, Fukata K, Kubota Y, Shimada H, Rasch CR, et al.
  • 雑誌名: Radiotherapy and Oncology 巻: 119 号: 2 ページ: 319-25
  • DOI: 10.1016/j.radonc.2016.03.004
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 治療計画の現状について (2016)
  • 著者名/発表者名: 久保田佳樹, 遊佐顕
  • 雑誌名: 放射線と産業 巻: 140 ページ: 4-7
• [雑誌論文] 放射線治療のための画像処理 (2016)
  • 著者名/発表者名: 久保田佳樹
  • 雑誌名: 画像ラボ 巻: 27 ページ: 12-17
  • NAID: 130006888507
• [雑誌論文] Verification of dose distribution in carbon ion radiotherapy for stage I lung cancer (2016)
  • 著者名/発表者名: Irie D, Saitoh J, Shirai K, Abe T, Kubota Y, et al
  • 雑誌名: International Journal of Radiation Oncology Biology Phsics 巻: 96 号: 5 ページ: 1117-1236
  • DOI: 10.1016/j.ijrobp.2016.09.002
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] ガドリニウム造影剤が炭素線治療に及ぼす影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 茂木 直, 酒井 真理, 岡田 良介, 板橋 佑典, 福島 康宏, 久保田佳樹, 他
  • 雑誌名: 日本放射線技術学会雑誌 巻: 72 号: 12 ページ: 1230-1236
  • DOI: 10.6009/jjrt.2016_jsrt_72.12.1230
  • NAID: 130005251248
  • 査読あり
• [雑誌論文] A new method for tracking organ motion on diagnostic ultrasound images (2014)
  • 著者名/発表者名: Y Kubota, A Matsumura, M Fukahori, S Minohara, S Yasuda, H Nagahashi
  • 雑誌名: Medical Physics 巻: 41 号: 9 ページ: 092901-8
  • DOI: 10.1118/1.4892065
  • 査読あり
• [学会発表] Fiducial marker matching versus vertebral body matching: dosimetric impact of patient positioning in CIRT for primary hepatic cancer (2017)
  • 著者名/発表者名: S Abe, Y Kubota, K Shibuya, T Abe, T Sutou, T Ohno, T Nakano
  • 学会等名: PTCOG56
  • 国際学会
• [学会発表] Dosimetric effects of patient positioning method on the inter-fractional error in carbon ion radiotherapy for stage I lung cancer (2017)
  • 著者名/発表者名: M Sakai, Y Kubota, J Saitoh, D Irie, K Shirai, R Okada, M Torikoshi, T Ohno, T Nakano
  • 学会等名: PTCOG56
  • 国際学会
• [学会発表] Customized mouthpiece in reducing tongue mucositis in carbon-ion radiotherapy for nasal tumors (2017)
  • 著者名/発表者名: A Musya, J Saitoh, K Shirai, Y Kubota, H Shimada, T Abe, S Yokoo, T Ohno, T Nakano
  • 学会等名: PTCOG56
  • 国際学会
• [学会発表] Ⅲ期肺癌の炭素線治療における腫瘍体積の経時的変化と腫瘍線量に与える影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 大川原愛美, 久保田佳樹, 白井克幸, 岡田良介, 石居隆義, 須藤高行, 齋藤淳一, 大野達也, 中野隆史
  • 学会等名: 日本放射線腫瘍学会第29回学術大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2016-11-25
• [学会発表] Evaluation of hig-precision automatic patient positioning system with fast calculation in the carbon ion therapy; Patient study (2016)
  • 著者名/発表者名: H Hayashi, Y Kubota, S Abe, S Souda, R Okada, T Ishii, M Tashiro, M Torikoshi, T Kanai, T Ohno, T Nakano
  • 学会等名: 第111回日本医学物理学会学術大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2016-04-14
• [学会発表] 原発性肝癌の重粒子線治療に対する異なる位置照合法による腫瘍と正常肝の線量分布比較 (2016)
  • 著者名/発表者名: 安部聖, 久保田佳樹, 渋谷圭, 阿部孝憲, 石居隆義, 須藤高行, 大野達也
  • 学会等名: 第13回日本粒子線治療臨床研究会
  • 発表場所: 松本
• [学会発表] Evaluation of High-Precision Automatic Patient Positioning System in Carbon Ion Radiotherapy: Patient study of 5 sites (2016)
  • 著者名/発表者名: H Hayato, Y Kubota, S Abe, S Souda, R Okada, M Tashiro, M Torikoshi, T Kanai, T Ohno, T Nakano
  • 学会等名: The 3rd International Symposium of Gunma University Medical Innovation and the 8th International Conference on Advanced Micro- Device Engineering
  • 発表場所: Kiryu
  • 国際学会