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2017 年度 実施状況報告書

Dual Energy CTを使用した造影剤特定及び線量計算システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 16K19231
研究機関広島大学

研究代表者

河原 大輔  広島大学, 病院(医), 診療放射線技師 (20630461)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード電子密度 / 単色X線CT値 / 造影剤 / モンテカルロ計算
研究実績の概要

電子密度、kilo-voltage(kV) Computed Tomograpy(CT)値の2つの情報を使用した造影剤のみ抽出するプログラムを構築した。さらに様々な造影剤濃度における電子密度、kV-CT値情報から造影剤濃度マップを作成し濃度も判定可能とした。これにより造影剤は2mg/ml以上で抽出可能となった。また、造影剤が低濃度においても高精度に抽出可能とするため、新たに単色X線CT画像を40keVから130keVまで再構成し単色X線CT値の測定を行った。この単色X線CT値を使用することで抽出精度は向上した。
さらに造影剤抽出プログラムを使用した線量計算システムの構築を進めている。現在までに放射線線量計算コードであるEGSnrc/BEAMnrc及びParticle and Heavy Ion Transport code Systemを用いてモンテカルロ計算を行うための医療用加速器、X線撮影装置をモデリングした。このモデルは測定値と2%以内で一致した。

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

造影剤を抽出するシステムについては電子密度、kV-CT値の画像情報を使用することで高精度に抽出可能となっている。今後は実効原子番号画像についても抽出システムに加えることを想定している。線量計算システムについては装置のモデリングは完了している。関連論文についても今年度出版されている。

今後の研究の推進方策

造影剤部分を抽出し物質割り当てを行い、線量計算システムの構築及び評価を行う。物質の割り当てを行った画像を線量計算装置に転送し線量計算をモンテカルロ計算で行う。対象はファントム画像及び臨床を想定し患者画像を使用し評価を行う。評価については既存の線量計算装置で計算した結果と比較も行う。この検討では造影剤部分の線量誤差、さらに臨床画像においては肉眼的腫瘍体積、臨床標的体積、計画的標的体積やリスク臓器となる脊髄や肺、肝臓の線量などを評価する。これらの結果から臨床的に及ぼす影響を考察し本法の有用性を検討する。

次年度使用額が生じた理由

今年度は国際学会参加費で他助成金等の支援もあり全額使用することがなく、さらに画像解析用コンピュータに関しても今年度は現在所有するコンピュータで解析が可能であったため購入せず、次年度の線量計算システム開発に合わせて購入することとした。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Energy spectrum and dose enhancement due to the depth of the Lipiodol position using flattened and unflattened beams2018

    • 著者名/発表者名
      Kawahara D, Ozawa S, Saito A, Kimura T, Suzuki T, Tsuneda M, Tanaka S, Hioki K, Nakashima T, Ohno Y, Murakami Y and Nagata Y
    • 雑誌名

      Reports of Practical Oncology and Radiotherapy

      巻: 23 ページ: 50-56

    • DOI

      10.1016/j.rpor.2017.12.004

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relative biological effectiveness study of Lipiodol based on microdosimetric-kinetic model2018

    • 著者名/発表者名
      Kawahara D, Nakano H, Ozawa S, Saito A, Kimura T, Suzuki T, Tsuneda M, Tanaka S, Ohno Y, Murakami Y and Nagata Y
    • 雑誌名

      Physica Medica

      巻: 46 ページ: 89-95

    • DOI

      10.1016/j.ejmp.2018.01.018.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tolerance levels of CT number to electron density table for photon beam in radiotherapy treatment planning system2018

    • 著者名/発表者名
      Nakao M, Kawahara D, Ozawa S, Yamada K, Hosono F, et al.
    • 雑誌名

      Journal applied clinical medical physics

      巻: 19 ページ: 271-75

    • DOI

      10.1002/acm2.12226

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of secondary electron generation on dose enhancement in Lipiodol with and without a flattening filter2018

    • 著者名/発表者名
      Kawahara D, Ozawa S, Saito A, Kimura T, et al.
    • 雑誌名

      Journal applied clinical medical physics

      巻: 19 ページ: 211-217

    • DOI

      10.1002/acm2.12282

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Accuracy of the raw-data-based effective atomic numbers and monochromatic CT numbers for contrast medium with a dual-energy CT technique2017

    • 著者名/発表者名
      Kawahara D, Ozawa S, Yokomachi K, Tanaka S, et al.
    • 雑誌名

      The British Journal of Radiology

      巻: 91 ページ: 1082

    • DOI

      10.1259/bjr.20170524

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dosimetric Impact of Lipiodol in Stereotactic Body Radiation Therapy on Liver after Trans-arterial Chemoembolization2017

    • 著者名/発表者名
      Kawahara D, Ozawa S, Saito A, Nishio T, et al.
    • 雑誌名

      Medical Physics

      巻: 44 ページ: 342-348

    • DOI

      10.1002/mp.12028

    • 査読あり
  • [学会発表] Dual Energy CT を用いた造影剤物質特定及び線量計算システム構築に向けた最適な造影剤抽出方法の検討2017

    • 著者名/発表者名
      河原大輔、小澤修一、斎藤明登、田中創大、他。
    • 学会等名
      第73回日本放射線技術学会総会
  • [学会発表] Iodine Extraction Method using Direct-Electron Density and CT value with Dual energy-CT2017

    • 著者名/発表者名
      D Kawahara, S Ozawa, T Nakashima, et al.
    • 学会等名
      AAPM 59th Annual Meeting & Exhibition
    • 国際学会
  • [学会発表] Relative biological effectiveness study on Lipiodol based on the microdosimetric-kinetic model2017

    • 著者名/発表者名
      D Kawahara, S Ozawa, T Nakashima, et al.
    • 学会等名
      8th Japan-Korea Joint Meeting on Medical Physics
    • 国際学会
  • [学会発表] Contrast medium extraction system using direct-electron density- CT number method and dual CT number method with Dual energy-CT2017

    • 著者名/発表者名
      D Kawahara, S Ozawa, T Nakashima, et al.
    • 学会等名
      The 3rd International Conference on Radiological Science and Technology (ICRST)
    • 国際学会

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公開日: 2018-12-17  

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