| 研究課題/領域番号 |
18K07744
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| 研究機関 | 群馬大学 |
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研究代表者 |
田代 睦 群馬大学, 重粒子線医学推進機構, 准教授 (60447274)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 放射線治療 / 重粒子線治療 / 患者位置決め / 動態定量化 / 複数体積同時照合 / 模擬CTボリュームデータ / 線量分布計算 / 分割体積照合法 |
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| 研究実績の概要 |
放射線治療における日々の患者位置決めでは、治療計画時と比べて内部の解剖学的構造にずれが見られることがあり、照射の確実性が損なわれる恐れがある。その状態での治療照射の影響を位置決め時に確認できる手法を確立することが目的である。
申請者はこれまで、患者位置決め時の関心体積の母体積からの3次元的なずれを定量化する複数体積分割照合法の開発を行ってきた。本ソフトウェアは、3D-CTボリュームデータを母体積と関心体積に分割し、それぞれの体積を独立に変位させてマッチングを行うことにより、母体積の位置決めと同時に関心体積のずれを定量化および可視化するものである。そして、そのマッチングの際に得られる疑似3D-CTボリュームデータが、位置決め時のX線画像の患者状態を表すものであることから、そのボリュームデータを利用して線量分布計算を行うことにより、治療計画から治療時に解剖学的構造が変化した患者の照射影響を評価すること、また本技術が適用可能な症例や標的位置、動き方を明らかにすることが具体的な目的である。
当年度は、昨年度に引き続き、いくつかのファントムデータおよび実患者データについて、治療期間中に取得された確認CTを基準とし、そこから得られる疑似X線画像を治療時の位置決め画像として本手法を適用し、治療計画CTから擬似的に移動・変形した模擬CTデータを得た。これに対して治療を模擬した線量分布計算を行い、確認CTにて計算された確認計画線量分布と比較を行い、標的への線量カバレージ等の比較を行った。両者がおおよその一致を示していることから、本手法により生成された模擬CTが、治療照射（解剖学的構造変化に対する粒子線線量分布）の観点で実際の動きをおおむね模擬できることがわかった。
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| 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
本年度は、昨年度までの結果を踏まえて、ファントムおよび実患者データを用いて複数体積分割照合法に適用し、本手法がどの程度正確に患者内部臓器の動きを表すことができるのか、明らかにするために、生成された疑似CTデータに対して線量分布計算を行った。線量分布計算は臨床利用されている治療計画装置を利用して行うこととした。計画時と比較して治療時にずれを伴った様々な実症例画像を用いて、関心体積を設定して分割体積照合を行い、得られた疑似CTデータに対して線量分布計算を行い、実際に治療期間中に取得された確認CT画像に対する確認計画線量分布と比較した。比較により標的への線量カバレージに対して概ね一致する結果が得られた。しかし、一部異なる例も見られた。その差異について検討を行ったところ、例えば肝臓がんを対象とした場合に、ビーム経路上に消化管が存在するような場合はその日々の動きによりビーム経路上の水等価距離が大きく変化して確認線量分布と大きくずれることがあることがわかった。
一昨年度以来の実施予定が延びているため、やや遅れている状況が続いている。
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| 今後の研究の推進方策 |
複数体積分割照合法の体積変異計算がおおむね良好な結果を出すことがほぼ明らかとなったため、今後は本手法にて得られた3D-CTボリュームデータの評価をさらに進める方針である。複数体積分割照合法により関心体積が変位した3次元ボリュームデータを得ること、また、得られたCTボリュームデータに対して重粒子線の線量分布計算を行い、既存の実画像である確認CTに対する線量分布計算と比較し、一致性の評価を進める予定である。線量分布計算については、医療システムに接続されている既存治療計画装置を用い、これによって分布を得て評価を進める方針である。ここで得られた結果をまとめて論文等で発表する予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
解析用の計算機やソフトウェアの購入および国内外の学会参加が予定通り進められなかったため、使用額に差が生じた。
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