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2016 年度 実施状況報告書

強度変調型重粒子線治療の最適化に向けた治療計画技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K10014
研究機関東京女子医科大学

研究代表者

寅松 千枝  東京女子医科大学, 医学部, 助教 (90421825)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード粒子線治療 / ペンシルビームスキャニング
研究実績の概要

粒子線治療のスキャニング照射技術は加速器から送られてきたペンシルビームを電磁石を用いてビームの方向を変えがんの病巣を塗りつぶすように照射する最先端の技術である。従来の方式に比べて腫瘍の線量集中性を高めながら正常組織への線量を減少させることができ、より安全な手法として期待されている。一方で、ブラッグピークを有する粒子ビームは体内の不均質性の影響を受けやすく、特に、細いペンシルビームは少しの位置誤差でも線量分布が乱れやすい。本研究では、体内不均質性の影響を受けにくいビーム配置を設定することで治療計画のロバストネス(堅牢性)を高める事をめざし、実施してきた。
これまでに本研究では、ビーム経路上においてビーム方向と垂直な方向への不均質性が線量分布へ与える影響を定量的に評価するための指標となる、Heterogeneity Number(HIインデックス)を導入し、頭頸部がん患者のCT画像データから最適なビーム配置を決定する手法の開発を行ってきた。本研究で作成したビーム角度選択手法の評価としては、過去に粒子線ペンシルビームスキャニング照射による治療を受けた10名の実患者のCT画像データを用いて検証した。その結果、本手法の効果を実証することができた。本研究の最終的な目標は実臨床への応用であり、計算速度の高速化、危険臓器への線量制限を含めたビーム角度選択、最適な照射野の組み合わせの選択法など、いくつか課題は残っているが、本手法の効果はこれまでに論文として発表した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本研究で作成したビーム角度選択手法の効果を、実患者のデータを用いて検証することができた。実臨床に適応するための課題は残っているが、本手法の効果の実証まで行った。
実績として、学会や論文での発表を行った。

今後の研究の推進方策

実臨床で使用することを目指し、計算速度の高速化をすすめている。

次年度使用額が生じた理由

自作したプログラムで作業を効率化できたため、人件費・謝金として計上しておいた分が未使用となった。また、学会参加への旅費を所属組織の資金で賄えたため、旅費として計上していた分が未使用となった。

次年度使用額の使用計画

次年度に、本研究成果を臨床使用に用いるため、治療計画装置のプラグインの開発を行う。そのための人件費・謝金・旅費として使用する計画である。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Beam angle selection incorporation of anatomical heterogeneities for pencil beam scanning charged-particle therapy.2016

    • 著者名/発表者名
      Toramatsu, C., Inaniwa, T
    • 雑誌名

      Physics in Medicine and Biology

      巻: 61(24) ページ: 8664-8675

    • DOI

      10.1088/1361-6560/61/24/8664

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Beam Angle Slection incorporation of tissue heterogeneities for pencil beam scanning charged particle therapy in head and neck cancer2017

    • 著者名/発表者名
      Chie Toramatsu
    • 学会等名
      第113回 日本医学物理学会学術大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2017-04-13 – 2017-04-16
  • [学会発表] Beam Angle Slection incorporation of tissue heterogeneities for pencil beam scanning charged particle therapy2016

    • 著者名/発表者名
      Chie Toramatsu
    • 学会等名
      AAPM 58th Annual Meeting & Exhibition
    • 発表場所
      ワシントンD.C. (アメリカ)
    • 年月日
      2016-07-31 – 2016-08-04
    • 国際学会

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公開日: 2018-01-16  

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