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2009 年度 実績報告書

腫瘍の放射線治療効果予測システムに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 09J02587
研究機関北海道大学

研究代表者

高尾 聖心  北海道大学, 大学院・工学研究科, 特別研究員(PD)

キーワード放射線治療 / 腫瘍体積 / 腫瘍形状 / 線量分布 / 強度変調放射線治療 / 腫瘍重心変動
研究概要

放射線治療における腫瘍の縮小過程を予測するための治療効果シミュレーションモデルを提案し,頭頸部リンパ節腫瘍の放射線治療症例6例への適用を試みた.臨床で問題となっている治療開始前の治療計画期間中における腫瘍細胞の増殖および治療期間後期の再増殖の過程を指数関数モデルを用いて表現し,シミュレーションに組み込んだ.シミュレーション結果は各症例における腫瘍体積変化の傾向を的確に表しており,本モデルの有効性が確認された.また,病理や腫瘍初期体積などの因子と治療効果の関係について調査した.その結果,病理と治療効果が高い相関を有していることが明らかとなった.これは治療開始前の病理判定からシミュレーションにおけるパラメータを推定し,その値を用いて治療効果を予測可能であることを示している.続いて,表面形状マップを用いて治療期間中の腫瘍形状変化の解析を行った.その結果,6例の頭頸部リンパ節腫瘍において治療期間中を通して腫瘍形状は大きく変化せず,相似形を保ったまま縮小していることが明らかとなった.また,治療計画装置の画像位置合わせ機能および自作のプログラムを用いて,治療期間中の腫瘍重心位置の変動を解析した.腫瘍の重心位置変動は頭尾,左右,前後方向ともおおむね±5mm以内であった.以上の結果から,治療期間中の腫瘍周辺組織の被曝線量を低減させるためには,照射領域をその中心に向かって均一に縮小させる手法が有効であることが示された.さらに,治療期間中の腫瘍形状変化および位置変動を考慮した腫瘍線量分布の解析ソフトウェアを作成した.その結果,治療期間を通して腫瘍へは十分な線量が照射されていることが確認された.以上の成果は,腫瘍線量を維持しつつ周辺組織の被爆を低減する高精度な放射線治療の実現において重要な意味を持つ.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Analysis of Three-Dimensional Characteristics in Tumor Morphology2009

    • 著者名/発表者名
      S.Takao, S.Tadano, H.Taguchi, H.Shirato
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Science and Engineering 4

      ページ: 221-229

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Computer Simulation of Radiotherapy for Malignant Tumor -A Mechanical Analogy Method-2009

    • 著者名/発表者名
      S.Takao, S.Tadano, H.Taguchi, H.Shirato
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Science and Engineering 4

      ページ: 576-588

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Prediction of three-dimensional tumor shrinkage and deformation from radiotherapy using Linear-Quadratic model and mechanical analogy2009

    • 著者名/発表者名
      S.Takao, S.Tadano, H.Taguchi, H.Shirato
    • 雑誌名

      Proceedings of the 8th International Symposium on Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering (CD-ROM)

    • 査読あり
  • [学会発表] 頭頸部リンパ節腫瘍の放射線治療効果予測ニオケルバラメータ同定2010

    • 著者名/発表者名
      高尾聖心, 但野茂, 田口大志, 白上博樹
    • 学会等名
      日本機械学会第22回バイオエンジニアリンゲ講演会
    • 発表場所
      岡山市,岡山理科大学
    • 年月日
      2010-01-09
  • [学会発表] Evaluation of Therapeutic Response to Radiotherapy Based on Tumor Geometry2009

    • 著者名/発表者名
      S.Takao, S.Tadano, H.Taguchi, H.Shirato
    • 学会等名
      IV International Conference on Computational Bioengineering
    • 発表場所
      Bertinoro Conference Centre, Bertinoro, Italy
    • 年月日
      2009-09-17

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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