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2019 年度 実施状況報告書

4次元コーンビームCTの画質改善と位置照合精度の最適化

研究課題

研究課題/領域番号 17K16459
研究機関熊本大学

研究代表者

下東 吉信  熊本大学, 病院, 診療放射線技師 (60771110)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワード4D-CBCT / In-treatment 4D-CBCT / 体幹部定位放射線治療
研究実績の概要

本研究は、高精度な腫瘍位置照合の実現を目的に、4次元コーンビームCTの画質改善と最適化を図ることである。また、近年の技術進歩により、4次元コーンビームCTを肺や肝臓の体幹部定位放射線治療中に撮像できる技術が導入された。治療中の4次元コーンビームCT(In-4D-CBCT)は、治療中の腫瘍動態を確認できるため、安全かつ確実に定位放射線治療が行われたかを確認、検証することができる。しかしながら、In-4D-CBCTの画質と位置精度を定量的に評価した報告は少ない。本年度は、肺腫瘍と肝腫瘍ファントムを用いて、In-4D-CBCTの画質と位置精度について評価を行った。方法は、肺腫瘍と肝腫瘍ファントムを一定の移動量と周期で駆動させて4次元CTを撮像し、治療計画装置にて2Gyから12Gyの一回線量の異なるVMAT(回転型強度変調放射線治療)プランを作成した。放射線治療室にて、肺と肝腫瘍ファントムを駆動させ、一回線量の異なるVMATプランを照射しながらIn-4D-CBCTを取得した。その取得した画像のSNR(信号・ノイズ比)やCNR(コントラス・トノイズ比)の画質指標および腫瘍輪郭の一致度を示すダイス係数や腫瘍位置を測定し、一般的に使用される4次元コーンビームCT画像と比較評価した。結果は、一回線量の増加と共にIn-4D-CBCTの画質改善が見られ、ダイス係数は良い一致度、位置精度は全ての線量におけるプランで1mm以内であった。結論として、肺や肝臓の体幹部定位放射線治療で使用される投与線量、VMAT治療計画の範囲内において、In-4D-CBCTの画質と位置精度は許容できる精度であることが示された。これらの結果は、国際学会と国際雑誌に論文として発表することができた。

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

本年度は、治療中の4次元コーンビームCT(In-4D-CBCT)の画質と位置精度について評価を行い、その精度について明らかにした。

今後の研究の推進方策

今後の研究は、本年度で精度を明らかにした治療中の4次元コーンビームCT(In-4D-CBCT)の臨床活用や治療中の腫瘍動態の解析を行っていく。

次年度使用額が生じた理由

新型コロナウイルスの感染拡大により、参加予定していた学会やセミナーが中止になり、122,496円の残額が生じた。これは、来年度4月以降のWeb開催等の学会参加費や論文等の英文校閲に使用する。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Image quality evaluation of in-treatment four-dimensional cone-beam computed tomography in volumetric-modulated arc therapy for stereotactic body radiation therapy2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshinobu Shimohigashi, Yasuhiro Doi, Yumiko Kono, Yohei Yotsuji, Masato Maruyama, Yudai Kai, Ryo Toya
    • 雑誌名

      Physica Medica

      巻: 68 ページ: 10-16

    • DOI

      10.1016/j.ejmp.2019.11.003

    • 査読あり
  • [学会発表] 肺の放射線治療計画におけるDevice-less 4D-CTの評価2020

    • 著者名/発表者名
      土井康寛、下東吉信、甲斐祐大、倉岡杏希子、松山倫延、幸野佑光子、丸山雅人
    • 学会等名
      第13回南九州地域放射線治療技術合同研究会
  • [学会発表] 呼吸性移動を伴う腫瘍に対する画像誘導放射線治療2020

    • 著者名/発表者名
      下東吉信
    • 学会等名
      第13回南九州地域放射線治療技術合同研究会
  • [学会発表] 肺腫瘍の放射線治療計画におけるDevice-less 4D-CTの評価2020

    • 著者名/発表者名
      土井康寛、下東吉信、甲斐祐大、倉岡杏希子、松山倫延、幸野佑光子、丸山雅人
    • 学会等名
      日本放射線技術学会第76回総会学術大会 Web開催
  • [学会発表] Validation of Four-Dimensional Computed Tomography Without An External Respiratory Signals Device for the Radiotherapy Planning of Lung Cancer Patients2020

    • 著者名/発表者名
      Y Shimohigashi, Y Doi, Y Kono, M Maruyama, Y Kai, R Toya
    • 学会等名
      2020 joint AAPM/COMP Meeting VIRTUAL
  • [学会発表] Determination of Planning Target Volume Margin for Gastric Lymphoma Radiotherapy Using Daily Four-Dimensional Cone-Beam Computed Tomography2020

    • 著者名/発表者名
      Y Shimohigashi, Y Doi, Y Kono, M Maruyama, Y Kai, R Toya
    • 学会等名
      2020 joint AAPM/COMP Meeting VIRTUAL
  • [学会発表] Image Quality of In-treatment 4D-CBCT obtained at various prescription doses in VMAT for SBRT of lung tumor: A phantom study2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshinobu Shimohigashi, Yasuhiro Doi, Masato Maruyama, Yohei Yotsuji, Yudai Kai and Ryo Toya
    • 学会等名
      ESTRO 38 conference
    • 国際学会
  • [学会発表] 肝腫瘍定位放射線治療におけるin-treatment 4D-CBCTの評価2019

    • 著者名/発表者名
      土井康寛、下東吉信、四辻瑶平、甲斐祐大、倉岡杏希子、松山倫延、幸野佑光子、丸山雅人、東家亮
    • 学会等名
      第18回熊本県放射線技師会学術大会
  • [学会発表] 4D-CBCTを用いた胃MALTリンパ腫の放射線治療におけるPTVマージンの評価2019

    • 著者名/発表者名
      幸野佑光子、下東吉信、土井康寛、四辻瑶平、甲斐祐大、倉岡杏希子、松山倫延、折田史織、芳山史晃、丸山雅人、東家亮
    • 学会等名
      第17回熊本放射線治療物理・技術研究会
  • [学会発表] 肺定位放射線治療におけるin-treatment 4D-CBCTの評価2019

    • 著者名/発表者名
      土井康寛、下東吉信、四辻瑶平、甲斐祐大、倉岡杏希子、松山倫延、幸野佑光子、丸山雅人、東家亮
    • 学会等名
      第17回熊本放射線治療物理・技術研究会
  • [学会発表] 4D-CBCTを用いた胃MALTリンパ腫の放射線治療におけるPTVマージンの評価2019

    • 著者名/発表者名
      幸野佑光子、下東吉信、土井康寛、四辻瑶平、甲斐祐大、倉岡杏希子、松山倫延、丸山雅人、東家亮
    • 学会等名
      第14回九州放射線医療学術大会

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公開日: 2021-01-27  

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