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2017 年度 実施状況報告書

線量分布と治療中CBCTの画像特徴量を用いたレディオミクス研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K15799
研究機関東京大学

研究代表者

名和 要武  東京大学, 医学部附属病院, 助教 (00456914)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードRadiomics / 特徴量解析 / 医学物理学
研究実績の概要

本研究の目的は、レディオミクス解析法を用いて、診断と放射線治療における医療画像が含む画像特徴量から、治療の奏功や予後を高精度に推定する新たなパターン認識システムを構築することである。レディオミクスの先行研究では、治療前に取得された診断用のCT、MRI、PET画像などが特徴量解析の対象とされてきた。しかし、実際、患者の予後とより強い相関を持つのは、処方された治療内容そのものと考えられる。当該年度では、治療に直結した画像情報として、放射線治療計画装置から算出される患者体内の線量分布を採用した。具体的には、CT画像のようなスライス情報からレディオミクス特徴量を抽出するプログラムをベースとして、3次元線量分布から画像特徴量を抽出する新たなプログラムを構築した。並行して、治療計画装置における腫瘍の輪郭抽出の特徴量について、レディオミクス解析から、肺がんのhistology subsetを推定する研究を行った。後半については英文誌にて誌上発表を行った。

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

線量分布から画像特徴量を抽出するプログラムの新規開発については十分な成果が得られた。一方で、得られた特徴量に対して教師あり学習を行い、予後との相関が強い特徴量を選択する解析は今後の課題となった。従って上記区分とした。

今後の研究の推進方策

今後の研究において、具体的に患者の臨床データを用いて、治療の奏功および予後と強相関な線量分布の特徴量を抽出する予定である。全患者データのうち部分的なデータ群を教師データに使用することで、予後と強く相関する画像特徴量を見出し、残りのテストデータに対して推定精度を検証する。さらに全患者データ内で交差検定を行い、識別システムの精度を向上させる。教師データとテストデータを合わせた全患者数は50症例を目標とする。
さらに、分割照射中の腫瘍の経時変化の特徴量解析として、治療前および治療中CBCTのレディオミクス特徴量の抽出も検討する。

次年度使用額が生じた理由

線量分布の特徴量抽出プログラムの実装に時間を要したため。次年度は、患者データ解析用のハイスペックPCの購入を予定している。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Philips Radiation Oncology Systems(Australia)

    • 国名
      オーストラリア
    • 外国機関名
      Philips Radiation Oncology Systems
  • [雑誌論文] Flattening filter-free technique in volumetric modulated arc therapy for lung stereotactic body radiotherapy: A clinical comparison with the flattening filter technique2018

    • 著者名/発表者名
      Aoki Shuri、Yamashita Hideomi、Haga Akihiro、Nawa Kanabu、Imae Toshikazu、Takahashi Wataru、Abe Osamu、Nakagawa Keiichi
    • 雑誌名

      ONCOLOGY LETTERS

      巻: 15 ページ: 3928~3936

    • DOI

      10.3892/ol.2018.7809

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evaluation of a commercial automatic treatment planning system for prostate cancers2017

    • 著者名/発表者名
      Nawa Kanabu、Haga Akihiro、Nomoto Akihiro、Sarmiento Raniel A.、Shiraishi Kenshiro、Yamashita Hideomi、Nakagawa Keiichi
    • 雑誌名

      Medical Dosimetry

      巻: 42 ページ: 203~209

    • DOI

      10.1016/j.meddos.2017.03.004

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Classification of early stage non-small cell lung cancers on computed tomographic images into histological types using radiomic features: interobserver delineation variability analysis2017

    • 著者名/発表者名
      Haga Akihiro、Takahashi Wataru、Aoki Shuri、Nawa Kanabu、Yamashita Hideomi、Abe Osamu、Nakagawa Keiichi
    • 雑誌名

      Radiological Physics and Technology

      巻: 11 ページ: 27~35

    • DOI

      10.1007/s12194-017-0433-2

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Material Decomposition with Prior Information Compressive Sensing2017

    • 著者名/発表者名
      A. Haga, D. Sakata, J. Kotoku, T. Magome, T. Imae, K. Nawa, K. Nakagawa
    • 学会等名
      AAPM 2017 59th Annual Meeting and Exhibition
    • 国際学会
  • [学会発表] Dose Reconstruction for Prostate SBRT by Use of Cone-Beam CT and a Log File During FFF-VMAT Delivery2017

    • 著者名/発表者名
      T. Imae, A. Haga, Y. Watanabe, S. Takenaka, K. Nawa, W. Takahashi, H. Yamashita, Y. Takeuchi, K. Yano, K. Nakagawa, O. Abe
    • 学会等名
      AAPM 2017 59th Annual Meeting and Exhibition
    • 国際学会
  • [学会発表] Survival time prediction after radiotherapy for malignant glioma patients based on clinical and DVH features using support vector machine2017

    • 著者名/発表者名
      T. Mizutani, T. Magome, H. Igaki, A. Haga, K. Nawa, N. Sekiya, K. Nakagawa
    • 学会等名
      ASTRO 2017 Annual Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Survival time prediction after radiation therapy for patients with glioma based on support vector machine2017

    • 著者名/発表者名
      T. Mizutani, T. Magome, H. Igaki, A. Haga, K. Nawa, N. Sekiya, K. Nakagawa
    • 学会等名
      JSRT 2017 73rd Annual Meeting
  • [学会発表] Prediction of survival time based on clinical and DVH features using support vector machine2017

    • 著者名/発表者名
      T. Mizutani, T. Magome, H. Igaki, A. Haga, K. Nawa, N. Sekiya, K. Nakagawa
    • 学会等名
      JASTRO 2017 30th Annual Meeting
  • [学会発表] Field-of-View expansion of megavoltage CT based on iterative reconstruction algorithm2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Watanabe, T. Magome, A. Haga, K. Nawa, K. Nakagawa
    • 学会等名
      JASTRO 2017 30th Annual Meeting
  • [備考] 東京大学医学部附属病院 放射線科 放射線治療部門

    • URL

      http://u-tokyo-rad.jp/index.html

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公開日: 2018-12-17  

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