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2019 年度 実施状況報告書

炭素線治療における解剖学的変化に応じたリアルタイム照射ビーム生成法の研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K09056
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)

研究分担者 大野 達也  群馬大学, 大学院医学系研究科, 教授 (10344061)
山口 充孝  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 放射線生物応用研究部, 主幹研究員(定常) (10375404)
酒井 真理  群馬大学, 大学院医学系研究科, 助教 (70727338)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワード膵臓がん / 炭素線 / passive照射法 / リアルタイム / 制動放射 / ボーラス / adaptive
研究実績の概要

本研究はpassive照射法での炭素線治療中の患者の解剖学的な変化を検出し、その変化に応じてリアルタイムに照射ビームを変化させることを目的とする。この方法を実現するためには、体内(水中)に炭素線が通過した際に発生する制動放射を精度よく検出する技術と、その変化量に応じてpassive照射法でのビームを変化させるためのadaptive可変ボーラスを製作することが必要となる。
2019年度は内部の空洞領域の体積を変化可能なファントムを製作し、前年度に製作・改造したビームイメージングシステムを用いて実験を行った。空洞領域の厚さを0cmから3cmに0.3cmずつ変化させた状態でそれぞれ炭素イオン線を照射し、ビームモニタリングを行った。結果として、本手法を用いると空洞があるときのビームずれを0.2cmの精度で検出できることが明らかとなった。本内容については現在論文投稿中である。
またadaptive可変ボーラスについては板材の組み合わせ及び可動部分の設計を行った。
次年度は設計したadaptive可変ボーラスを製作し、炭素線での照射実験を行うことでビーム形状を変化させられることを確認する。また、ビームイメージングシステムと組み合わせた実験を行うことで、本提案システムの有用性を確認する。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

Adaptive可変ボーラスの製作及び試験がまだ出来ていない。

今後の研究の推進方策

次年度は、設計したadaptive可変ボーラスを製作し、炭素線での照射実験を行うことでビーム形状を変化させられることを確認する。また、ビームイメージングシステムと組み合わせた実験を行うことで、本提案システムの有用性を確認する。

次年度使用額が生じた理由

Adaptive可変ボーラスの製作が行えなかったため。
Adaptive可変ボーラスの設計は行ったので、次年度に製作し、実験する。

  • 研究成果

    (26件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 2件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 10件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Dose assessment for patients with stage I non-small cell lung cancer receiving passive scattering carbon-ion radiotherapy using daily computed tomographic images: A prospective study2020

    • 著者名/発表者名
      Li Yang、Kubota Yoshiki、Kubo Nobuteru、Mizukami Tatsuji、Sakai Makoto、Kawamura Hidemasa、Irie Daisuke、Okano Naoko、Tsuda Kazuhisa、Matsumura Akihiko、Saitoh Jun-ichi、Nakano Takashi、Ohno Tatsuya
    • 雑誌名

      Radiotherapy and Oncology

      巻: 144 ページ: 224~230

    • DOI

      10.1016/j.radonc.2020.01.003

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Improved iterative reconstruction method for Compton imaging using median filter2020

    • 著者名/発表者名
      Sakai Makoto、Parajuli Raj Kumar、Kubota Yoshiki、Kubo Nobuteru、Kikuchi Mikiko、Arakawa Kazuo、Nakano Takashi
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 15 ページ: e0229366

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0229366

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of a Vaginal Immobilization Device: A Treatment-planning Study of Carbon-ion Radiotherapy and Intensity-modulated Radiation Therapy for Uterine Cervical Cancer2019

    • 著者名/発表者名
      KUBOTA YOSHIKI、OHNO TATSUYA、KAWASHIMA MOTOHIRO、MURATA KAZUTOSHI、OKONOGI NORIYUKI、NODA SHIN-EI、TSUDA KAZUHISA、SAKAI MAKOTO、TASHIRO MUTSUMI、NAKANO TAKASHI
    • 雑誌名

      Anticancer Research

      巻: 39 ページ: 1915~1921

    • DOI

      10.21873/anticanres.13300

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Comparison between bone matching and marker matching for evaluation of intra- and inter-fractional changes in accumulated dose of carbon ion radiotherapy for hepatocellular carcinoma2019

    • 著者名/発表者名
      Kubota Yoshiki、Katoh Hiroyuki、Shibuya Kei、Shiba Shintaro、Abe Satoshi、Sakai Makoto、Yuasa Daichi、Tsuda Kazuhisa、Ohno Tatsuya、Nakano Takashi
    • 雑誌名

      Radiotherapy and Oncology

      巻: 137 ページ: 77~82

    • DOI

      10.1016/j.radonc.2019.04.026

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of Intensity- and Contour-Based Deformable Image Registration Accuracy in Pancreatic Cancer Patients2019

    • 著者名/発表者名
      Kubota Yoshiki、Okamoto Masahiko、Li Yang、Shiba Shintaro、Okazaki Shohei、Komatsu Shuichiro、Sakai Makoto、Kubo Nobuteru、Ohno Tatsuya、Nakano Takashi
    • 雑誌名

      Cancers

      巻: 11 ページ: 1447~1447

    • DOI

      10.3390/cancers11101447

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Divided-volume matching technique for volume displacement estimation of patient positioning in radiation therapy2019

    • 著者名/発表者名
      Tashiro Mutsumi、Kubota Yoshiki、Torikoshi Masami、Ohno Tatsuya、Nakano Takashi
    • 雑誌名

      Physica Medica

      巻: 62 ページ: 1~12

    • DOI

      doi.org/10.1016/j.ejmp.2019.04.028

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Potential Pitfalls of Diaphragm Structural Matching in Carbon-ion Radiotherapy for Pancreatic Cancer2019

    • 著者名/発表者名
      ITABASHI YUSUKE、KUBOTA YOSHIKI、OKAMOTO MASAHIKO、TSUDA KAZUHISA、SHIBA SHINTARO、HOSHINO YOSHIHIKO、SUTO TAKAYUKI、OHNO TATSUYA、NAKANO TAKASHI
    • 雑誌名

      Anticancer Research

      巻: 39 ページ: 4351~4356

    • DOI

      10.21873/anticanres.13603

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Deep learning-assisted literature mining for in vitro radiosensitivity data2019

    • 著者名/発表者名
      Komatsu Shuichiro、Oike Takahiro、Komatsu Yuka、Kubota Yoshiki、Sakai Makoto、Matsui Toshiaki、Nuryadi Endang、Permata Tiara Bunga Mayang、Sato Hiro、Kawamura Hidemasa、Okamoto Masahiko、Kaminuma Takuya、Murata Kazutoshi、Okano Naoko、Hirota Yuka、Ohno Tatsuya、Saitoh Jun-ichi、Shibata Atsushi、Nakano Takashi
    • 雑誌名

      Radiotherapy and Oncology

      巻: 139 ページ: 87~93

    • DOI

      doi.org/10.1016/j.radonc.2019.07.003

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Dosimetric parameters predictive of nasolacrimal duct obstruction after carbon-ion radiotherapy for head and neck carcinoma2019

    • 著者名/発表者名
      Kubo Nobuteru、Kubota Yoshiki、Kawamura Hidemasa、Oike Takahiro、Sakai Makoto、Kumazawa Takuya、Miyasaka Yuhei、Okazaki Shohei、Kobayashi Daijiro、Sato Hiro、Mizukami Tatsuji、Musha Atsushi、Shirai Katsuyuki、Saitoh Jun-ichi、Yokoo Satoshi、Chikamatsu Kazuaki、Ohno Tatsuya、Nakano Takashi
    • 雑誌名

      Radiotherapy and Oncology

      巻: 141 ページ: 72~77

    • DOI

      10.1016/j.radonc.2019.07.022

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Carbon-ion Radiotherapy for Isolated Lymph Node Metastasis After Surgery or Radiotherapy for Lung Cancer2019

    • 著者名/発表者名
      Shirai Katsuyuki、Kubota Yoshiki、Ohno Tatsuya、Saitoh Jun-ichi、Abe Takanori、Mizukami Tatsuji、Mori Yasumasa、Kawamura Hidemasa、Akahane Keiko、Nakano Takashi
    • 雑誌名

      Frontiers in Oncology

      巻: 9 ページ: 931

    • DOI

      10.3389/fonc.2019.00731

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Compton imaging with 99mTc for human imaging2019

    • 著者名/発表者名
      Sakai Makoto、Kubota Yoshiki、Parajuli Raj Kumar、Kikuchi Mikiko、Arakawa Kazuo、Nakano Takashi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 ページ: 12906

    • DOI

      10.1038/s41598-019-49130-z

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Comparison of Dose Distributions When Using Carbon Ion Radiotherapy Versus Intensity-modulated Radiotherapy for Hepatocellular Carcinoma With Macroscopic Vascular Invasion: A Retrospective Analysis2019

    • 著者名/発表者名
      SHIBA SHINTARO、SHIBUYA KEI、KAWASHIMA MOTOHIRO、OKANO NAOKO、KAMINUMA TAKUYA、OKAMOTO MASAHIKO、KUBOTA YOSHIKI、NAKANO TAKASHI、OHNO TATSUYA
    • 雑誌名

      Anticancer Research

      巻: 40 ページ: 459~464

    • DOI

      10.21873/anticanres.13974

    • 査読あり
  • [学会発表] Feasibility of carbon ion radiotherapy as a new technique in the treatment of retroperitoneal neuroblastoma2019

    • 著者名/発表者名
      SC Huijskens, Y Kubota, BV Balgobind, J Visser, IWEM van Dijk, GOR Janssens, T Ohno, A Bel
    • 学会等名
      PROS conference
    • 国際学会
  • [学会発表] 炭素線治療における治療室CTの重要性、今後の発展について2019

    • 著者名/発表者名
      久保田佳樹、田代睦、大野達也
    • 学会等名
      第118回医学物理学会学術大会
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of Generating High-Quality Images using Deep Learning for Patient Positioning in Prostate Cancer of Carbon-Ion Radiotherapy2019

    • 著者名/発表者名
      久保田佳樹、早山幸憲、岡本直也、安部聖、想田沙紀、河村英将、田代睦、大野達也、中野隆史
    • 学会等名
      第118回医学物理学会学術大会
  • [学会発表] Divided-volume matching technique for volume displacement estimation at patient positioning2019

    • 著者名/発表者名
      田代睦、久保田佳樹、大野達也
    • 学会等名
      第118回医学物理学会学術大会
  • [学会発表] Improvement of reconstruction algorithm for compton camera2019

    • 著者名/発表者名
      M Sakai, RK Parajuli, Y Kubota, N Kubo, M Kikuchi, K Arakawa, T Nakano
    • 学会等名
      IEEE Nuclear Science Symposium (NSS) and Medical Imaging Conference (MIC)
    • 国際学会
  • [学会発表] Operation statistics of Gunma University Heavy Ion Medical Center2019

    • 著者名/発表者名
      H Souda, K Yusa, H Shimada, A Matsumura, Y Kubota, M Kawashima, M Sakai, M Tashiro
    • 学会等名
      ARW2019
    • 国際学会
  • [学会発表] 膵臓がん患者画像における画素値及び輪郭ベースの変形レジストレーションの精度評価2019

    • 著者名/発表者名
      久保田佳樹、岡本雅彦、Yang Li、柴慎太郎、大野達也、中野隆史
    • 学会等名
      日本放射線腫瘍学会第32回学術大会
  • [学会発表] 膵臓がんの炭素線治療における日々の変化に対する骨照合と腫瘍照合時の合算線量の評価2019

    • 著者名/発表者名
      久保田佳樹、岡本雅彦、板橋佑典、柴慎太郎、津田和寿、大野達也、中野隆史
    • 学会等名
      日本放射線腫瘍学会第32回学術大会
  • [学会発表] Dose assessment for patients with stage ⅠNSCLC receiving carbon ion radiotherapy using daily CT images2019

    • 著者名/発表者名
      Y Li, Y Kubota, N Kubo, T Mizukami, M Sakai, H Kawamura, D Irie, N Okano, K Tsuda, JI Saitoh, T Ohno, T Nakano
    • 学会等名
      日本放射線腫瘍学会第32回学術大会
  • [学会発表] 前立腺がんの炭素線治療における日々の変化に対する垂直ビームと水平ビームの比較2019

    • 著者名/発表者名
      横山絢香、久保田佳樹、安部聖、河村英将、佐藤浩央、宮坂勇平、久保亘輝、津田和寿、須藤高行、大野達也、中野隆史
    • 学会等名
      日本放射線腫瘍学会第32回学術大会
  • [学会発表] 頭頸部癌重粒子線治療後の鼻涙管閉塞の解析2019

    • 著者名/発表者名
      久保亘輝、久保田佳樹、河村英将、酒井真理岩、岩井梨紗、今村文香、松井利晃、佐藤浩央、横尾聡、近松一郎、大野達也 央、横尾聡、近松一朗、大野達也
    • 学会等名
      日本放射線腫瘍学会第32回学術大会
  • [学会発表] Evaluation of intensity-, contour-based, and hybrid deformable image registration accuracy for pancreatic cancer patient images2019

    • 著者名/発表者名
      Y Kubota, M Okamoto, Y Li, S Shiba, S Okazaki, S Komatsu, M Sakai, N Kubo, T Ohno, T Nakano
    • 学会等名
      The 1st Annual Conference of the Asia-Oceania Particle Therapy Cooperative Group
    • 国際学会
  • [学会発表] A preliminary study on adaptive carbon-ion radiotherapy with passive irradiation for pancreatic cancer2019

    • 著者名/発表者名
      Y Li, Y Kubota, M Okamoto, S Shiba, S Okazaki, S Komatsu, T Nakano, T Ohno
    • 学会等名
      The 1st Annual Conference of the Asia-Oceania Particle Therapy Cooperative Group
    • 国際学会
  • [学会発表] Potential pitfalls of diaphragm structural matching in carbon-ion radiotherapy for pancreatic cancer2019

    • 著者名/発表者名
      Y Itabashi, Y Kubota, M Okamoto, K Tsuda, S Shiba, Y Hoshino, T Suto, T Ohno, T Nakano
    • 学会等名
      The 1st Annual Conference of the Asia-Oceania Particle Therapy Cooperative Group
    • 国際学会

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公開日: 2021-01-27  

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