IVR被ばくのリアルタイム線量管理システムの開発

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18K07646
• 研究機関: 帝京大学
• 研究代表者: 古徳 純一 帝京大学, 医療技術学部, 教授 (70450195)
• 研究分担者: 芳賀 昭弘 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 教授 (30448021)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: IVR / リアルタイムモンテカルロシミュレーション / 放射線被ばく

研究実績の概要

本研究の目的は，インターベンショナルラジオロジー（IVR）の分野における被ばくのリアルタイムでの線量管理である．IVRは，広く動脈などの手術に用いられているが，使用する線量が，放射線診断などに比べて圧倒的に高いにもかかわらず，放射線を知覚できないためか，患者のみならず，術者の被ばく線量も高い傾向にあるという問題がある．今年度は，以下の点を遂行した．
1．インターベンショナルラジオロジー用の線量可視化複合現実システムの完成：リアルタイムモンテカルロシミュレーションの技術を用いて，術中に患者に照射しているX線のリアルタイム線量を術者の視野内にヘッドマウントディスプレイを通じて映し出し，空間中のリアルタイム線量も視野内に線量率に比例する球として映し出す，IVR用の複合現実線量可視化システムのプロトタイプを完成させた．術中の管電圧や管電流の情報は，機器からリアルタイムに取得し，モンテカルロシミュレーションによる放射線量の計算の入力情報ととする．
2．複合現実を利用したインターベンショナルラジオロジー用線量可視化システムの論文受理：上記のシステムの内容をJournal of Medical Systems誌に投稿し，受理された．この論文はイギリスの専門誌Interventional News誌で紹介された．
上記の発表を，論文9件（査読付き論文8件），学会発表6件（招待講演2件，国際学会1件）として発表した．

備考

【紹介記事】
Novel mixed reality dose visualisation system may help manage radiation exposure during IR procedures
https://interventionalnews.com/mixed-reality-dose-visualisation-radiation-exposure/

研究成果

• [雑誌論文] Mixed Reality Visualization of Radiation Dose for Health Professionals and Patients in Interventional Radiology (2021)
  • 著者名/発表者名: Takata Takeshi、Nakabayashi Susumu、Kondo Hiroshi、Yamamoto Masayoshi、Furui Shigeru、Shiraishi Kenshiro、Kobayashi Takenori、Oba Hiroshi、Okamoto Takahide、Kotoku Jun’ichi
  • 雑誌名: Journal of Medical Systems 巻: 45 ページ: -
  • DOI: 10.1007/s10916-020-01700-9
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Deep Learning for Detection of Elevated Pulmonary Artery Wedge Pressure using Standard Chest X-Ray (2021)
  • 著者名/発表者名: Hirata Yukina、Kusunose Kenya、Tsuji Takumasa、Fujimori Kohei、Kotoku Jun’ichi、Sata Masataka
  • 雑誌名: Canadian Journal of Cardiology 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1016/j.cjca.2021.02.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Causal relations of health indices inferred statistically using the DirectLiNGAM algorithm from big data of Osaka prefecture health checkups (2020)
  • 著者名/発表者名: Kotoku Jun’ichi、Oyama Asuka、Kitazumi Kanako、Toki Hiroshi、Haga Akihiro、Yamamoto Ryohei、Shinzawa Maki、Yamakawa Miyae、Fukui Sakiko、Yamamoto Keiichi、Moriyama Toshiki
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 15 ページ: -
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0243229
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Deep learning to predict elevated pulmonary artery pressure in patients with suspected pulmonary hypertension using standard chest X ray (2020)
  • 著者名/発表者名: Kusunose Kenya、Hirata Yukina、Tsuji Takumasa、Kotoku Jun’ichi、Sata Masataka
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 10 ページ: -
  • DOI: 10.1038/s41598-020-76359-w
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effect of color information on the diagnostic performance of glaucoma in deep learning using few fundus images (2020)
  • 著者名/発表者名: Hirota Masakazu、Mizota Atsushi、Mimura Tatsuya、Hayashi Takao、Kotoku Junichi、Sawa Tomohiro、Inoue Kenji
  • 雑誌名: International Ophthalmology 巻: 40 ページ: 3013～3022
  • DOI: 10.1007/s10792-020-01485-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Calculating and estimating second cancer risk from breast radiotherapy using Monte Carlo code with internal body scatter for each out‐of‐field organ (2020)
  • 著者名/発表者名: Takata Takeshi、Shiraishi Kenshiro、Kumagai Shinobu、Arai Norikazu、Kobayashi Takenori、Oba Hiroshi、Okamoto Takahide、Kotoku Jun’ichi
  • 雑誌名: Journal of Applied Clinical Medical Physics 巻: 21 ページ: 62～73
  • DOI: 10.1002/acm2.13060
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] High-statistics image generation from sparse radiation images by four types of machine-learning models (2020)
  • 著者名/発表者名: Sato S.、Kataoka J.、Kotoku J.、Taki M.、Oyama A.、Tagawa L.、Fujieda K.、Nishi F.、Toyoda T.
  • 雑誌名: Journal of Instrumentation 巻: 15 ページ: P10026～P10026
  • DOI: 10.1088/1748-0221/15/10/p10026
  • 査読あり
• [雑誌論文] First application of the super-resolution imaging technique using a Compton camera (2020)
  • 著者名/発表者名: Sato S.、Kataoka J.、Kotoku J.、Taki M.、Oyama A.、Tagawa L.、Fujieda K.、Nishi F.、Toyoda T.
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment 巻: 969 ページ: 164034～164034
  • DOI: 10.1016/j.nima.2020.164034
  • 査読あり
• [雑誌論文] 機械学習のための情報数学 (2020)
  • 著者名/発表者名: 古徳 純一
  • 雑誌名: 医学物理 巻: 40 ページ: 55～60
  • DOI: 10.11323/jjmp.40.2_55
  • オープンアクセス
• [学会発表] ディープラーニングに必要な数学 (2021)
  • 著者名/発表者名: 古徳純一
  • 学会等名: 第121回日本医学物理学会学術大会
  • 招待講演
• [学会発表] Detecting pulmonary hypertension using chest x-ray image by convolutional neural network (2021)
  • 著者名/発表者名: Takumasa Tsuji, Yukina Hirata, Kenya Kusunose, Masataka Sata, Jun’ichi Kotoku
  • 学会等名: 第121回日本医学物理学会学術大会
• [学会発表] 放射線治療の因果探索 (2020)
  • 著者名/発表者名: 古徳純一，白石憲史郎
  • 学会等名: 日本放射線腫瘍学会第33回学術大会
  • 招待講演
• [学会発表] Classification of Optical Coherence Tomography Images Using Deep Neural Networks (2020)
  • 著者名/発表者名: J Kotoku*, T Tsuji, Y Hirose, K Fujimori, T Hirose, A Oyama, Y Saikawa, T Mimura, K Shiraishi, T Kobayashi, A Mizota
  • 学会等名: AAPM2020
  • 国際学会
• [学会発表] Monte Carlo Dose Calculation and Estimation of Second Cancer Risk by Internal Body Scatter for Out-of-field Organs from Breast Radiotherapy (2020)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Takata, Kenshiro Shiraishi, Shinobu Kumagai, Norikazu Arai, Takenori Kobayashi, Hiroshi Oba, Jun’ichi Kotoku
  • 学会等名: 第119回日本医学物理学会学術大会
• [学会発表] 健康診断OCT画像のカスケーディングモデルを用いた自動スクリーニング (2020)
  • 著者名/発表者名: 藤森康平、辻拓将、古徳純一、広田雅和、上野真治、伊藤逸毅、竹山英夫、澤智博、三村達哉、 溝田淳
  • 学会等名: 第124回日本眼科学総会
• [備考] 帝京大学医学物理グループホームページ
  • URL: http://square.umin.ac.jp/teikyo-mp/index.html