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2018 年度 実施状況報告書

子宮頸がん放射線治療におけるラディオミクス解析と標的体積縮小モデルの構築

研究課題

研究課題/領域番号 18K15569
研究機関公益財団法人がん研究会

研究代表者

中野 正寛  公益財団法人がん研究会, 有明病院 放射線治療部, 研究助手 (50780384)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード医学物理学 / 医用画像工学 / 臨床的標的体積 / 形態変化 / ラディオミクス解析 / 治療計画CT / コーンビームCT
研究実績の概要

標準的な子宮頸がんの放射線治療では、遠隔後充填システム(RALS)を用いた腔内照射に先行する形でリニアック装置を用いた外部照射が行われ、この外部照射の段階で臨床的標的体積の大幅な縮小が見られる場合が多い。一方で、臨床的標的体積は膀胱内の畜尿量など周辺臓器の影響を受けて各治療回の間で大きく移動・変形することから、本邦では骨盤部に広く照射できる直交4門照射が照射方法として広く用いられ、結果的に臨床的標的体積に隣接する正常臓器にも広く高線量領域を生じてしまう。本研究では、外部照射による正常臓器の線量の低減を最終的な目標として、標的体積の日々の移動量と変形量の把握、および標的体積の縮小過程とラディオミクス画像特徴量を関連付けた標的体積縮小モデルの構築を目標とする。
研究初年度である平成30年度は、過去症例のCTデータ及びコーンビームCTデータから治療標的体積の縮小の傾向を把握し、またラディオミクス特徴量を解析するシステムを構築することを目指した。過去の症例データの調査より、17~22回の直交4門照射の期間に体積が大幅に縮小するものとそうでないものがあること、体積が比較的大きいものは各治療回間で標的体積の移動・変形の度合いは小さいが、体積が中~小程度のものは各治療回間で移動・変形の度合いが極めて大きいこと、移動の程度が大きいものは特に膀胱内の蓄尿量の変動に強く影響を受けていることがわかった。また、ラディオミクス特徴量を抽出し解析するシステムに関しては、患者の画像データを順次追加できるようにソフトウェアを準備中である。

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

当該年度では、過去に放射線治療を行った症例の治療計画CT画像やコーンビームCT画像などの画像データを複数入手し、臨床的標的体積の移動、縮小に関して比較、解析を開始している。解析ソフトウェアの準備も進めているが、十分な症例数を組み込めていない点や、モデルを構築するための適切な機械学習アルゴリズム選択の点で改善の余地があり、当初計画よりやや遅れている。

今後の研究の推進方策

子宮頚部と体部を合わせた臨床的標的体積を、相対的に大中小の3グループに分けて、各治療回間の変形と移動の程度を評価し解析する。
上記と並行してCT画像のラディオミクス特徴量を解析し、臨床的標的体積が外部照射によって2/3以下になったものとそうでないものを分類するモデルを構築する。またCT画像だけでなくMRI画像を併用することも検討する。治療完遂した症例のデータ追加は継続して行っていく。

次年度使用額が生じた理由

当該年度の海外学会への参加回数が当初の予定よりも少なくなったため、想定していた旅費と学会登録費を次年度に使用することとした。次年度には当初計画よりも1回多く海外学会へ参加する予定である。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Possibility of chest wall dose reduction using volumetric-modulated arc therapy (VMAT) in radiation-induced rib fracture cases: comparison with stereotactic body radiation therapy (SBRT)2018

    • 著者名/発表者名
      Murakami Yu、Nakano Masahiro、Yoshida Masahiro、Hirashima Hideaki、Nakamura Fumiya、Fukunaga Junichi、Hirose Taka-aki、Yoshioka Yasuo、Oguchi Masahiko、Hirata Hideki
    • 雑誌名

      Journal of Radiation Research

      巻: 59 ページ: 327-332

    • DOI

      10.1093/jrr/rry012

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cone Beam Computed Tomography Image Quality Improvement Using a Deep Convolutional Neural Network2018

    • 著者名/発表者名
      Kida Satoshi、Nakamoto Takahiro、Nakano Masahiro、Nawa Kanabu、Haga Akihiro、Kotoku Jun'ichi、Yamashita Hideomi、Nakagawa Keiichi
    • 雑誌名

      Cureus

      巻: 10 ページ: e2548

    • DOI

      10.7759/cureus.2548

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Effect of prostatic calcification on radiomic features extracted from computed tomography (CT)2019

    • 著者名/発表者名
      Yu Murakami, Taiki Magome, Masahiro Nakano, Tomoharu Sato, Yasuo Yoshioka, Masahiko Oguchi
    • 学会等名
      The 52 nd Annual Meeting of the Taiwan Society of Radiological Technologists (TWSRT) and the International Conference of Medical Imaging
    • 国際学会
  • [学会発表] VMATを用いた肺定位放射線治療におけるITV内のCT値の割り当てがGTV線量に及ぼす影響2019

    • 著者名/発表者名
      村上悠、上間達也、松林史泰、浅利崇生、鈴木涼子、中野正寛、吉岡靖生、小口正彦
    • 学会等名
      第32回日本放射線腫瘍学会高精度放射線外部照射部会学術大会
  • [学会発表] Patient Setup System Using a Virtual X-Ray Image2018

    • 著者名/発表者名
      Masatoshi Hashimoto, Masahiro Nakano, Akihiro Haga, Kanabu Nawa
    • 学会等名
      American Association of Physicists in Medicine 60th Annual Meeting and Exhibition
    • 国際学会
  • [学会発表] Field-Of-View Expansion of Megavoltage CT Based On Iterative Reconstruction Algorithm Using Information of Treatment Planning KV-CT2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Watanabe, Taiki Magome, Akihiro Haga, Kanabu Nawa, Masahiro Nakano, Yukihiro Nomura, Shouhei Hanaoka, Keiichi Nakagawa, D Zuro, C Han, J Wong, Susanta Hui
    • 学会等名
      American Association of Physicists in Medicine 60th Annual Meeting and Exhibition
    • 国際学会
  • [学会発表] Potential of Jaw Tracking Technique in Flattening Filter-Free Beam for Lung Stereotactic Body Radiation Therapy2018

    • 著者名/発表者名
      Yu Murakami, Fumiyasu Matsubayashi, Taiki Magome, Ryo Takahashi, Masato Arima, Tatsuya Kamima, Masahiro Nakano, Tomoharu Sato, Yasuo Yoshioka, Masahiko Oguchi
    • 学会等名
      American Association of Physicists in Medicine 60th Annual Meeting and Exhibition
    • 国際学会
  • [学会発表] CBCT image quality improvement using a deep convolution neural network2018

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Kida, Takahiro Nakamoto, Masahiro Nakano, Kanabu Nawa, Akihiro Haga, Jun'ichi Kotoku, Hideomi Yamashita, Keiichi Nakagawa
    • 学会等名
      第115回日本医学物理学会学術大会
  • [学会発表] Field-of-view expansion of megavoltage CT based on iterative reconstruction algorithm using prior information2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Watanabe, Taiki Magome, Akihiro Haga, Kanabu Nawa, Masahiro Nakano, Yukihiro Nomura, Shohei Hanaoka and Keiichi Nakagawa
    • 学会等名
      第115回日本医学物理学会学術大会
  • [学会発表] 治療計画用kVCTを事前情報に用いた逐次近似再構成法に基づくMVCT画像の有効視野拡大方法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      渡辺悠紀、馬込大貴、芳賀昭弘、名和要武、中野正寛、野村行弘、花岡昇平、中川恵一
    • 学会等名
      第116回日本医学物理学会学術大会
  • [学会発表] Reconstruction of Tumor Behaviors Movie by Optical Flow and Principal Component Analysis2018

    • 著者名/発表者名
      唐 茂芯、出町和之、Chhatkuli Ritu Bhusal、中川恵一、中野正寛、名和要武
    • 学会等名
      第116回日本医学物理学会学術大会

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公開日: 2019-12-27  

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