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2022 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
研究機関北里大学

研究代表者

中野 正寛  北里大学, 医学部, 講師 (50780384)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2024-03-31
キーワード子宮頸がん / Radiomics / 適応放射線治療 / 治療効果予測 / 画像特徴量 / 機械学習
研究実績の概要

局所進行子宮頸がんは同時化学放射線療法が標準治療である。患者の状態によっては放射線治療が単独で選択されるケースもあるが、いずれにしても放射線治療が果たす役割は大きい。その放射線治療は、リニアック装置を用いた外部照射が先行し、その後に遠隔後充填システム(RALS)を用いた腔内照射が3回から4回程度行われる。治療期間中にprimary CTVである子宮頸部および体部の体積に大幅な縮小が見られる場合が多いが、一方で体積がそれほど変化しない症例もある程度存在する。この子宮頸部および体部の体積が縮小するかしないかが、日々の子宮体部の変形とともにIMRTなどの高精度放射線治療の適応を難しくする要因の一つとなっている。本研究では、子宮頸がん患者の個々の状況にあわせた個別化医療としての放射線治療の提供を目指して、子宮の縮小/非縮小をラディオミクス特徴量を用いて事前に予測する適応放射線治療支援システムの構築を目指している。令和4年度は以下のことを実施した。
(1)機械学習モデル構築の際に、L1正則化、L2正則化など正則化項の違いによって予測精度に変化が見られるか調査した。本研究結果について海外学会にて報告を行った。
(2)ラディオミクス特徴量に加えて、線量分布の特徴量を併用することによって予測精度が向上する可能性があり、本件について検討を開始した。
(3)本研究の手法が子宮頸がん以外の腫瘍にも適用できるか、その可能性について検討を開始した。

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

ロジスティック回帰モデルを用いた体積縮小・非縮小の予測モデルの構築についてはある程度の目処が得られた。他の機械学習手法を用
いたモデル構築と、線量分布特徴量を併用することによる予測精度の向上に取り組んでいる。
研究者が所属する機関のコロナ規制により予定通りの進捗や予算執行を実現できず、研究助成の延長を申請した。

今後の研究の推進方策

子宮頸がんの放射線治療における子宮の体積縮小に関する機械学習モデルの構築において、ラディオミクス特徴量に加えて線量分布特徴量を併用することで予測精度が向上するか、検討を継続する。正則化項の有無、さらにL1正則化、L2正則化などの正則化項の違いによる予測精度の変化についても、線量分布特徴量を併用することと組み合わせて調査し、精度向上を目指す。本研究の手法が子宮頸がん以外の腫瘍にも適用しうるか検討中である。

次年度使用額が生じた理由

研究者が所属する研究機関のコロナ規制により、国内学会および海外学会の参加に制限が課せられたため。
英文校正、論文投稿費用等に使用する計画である。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2023 2022

すべて 学会発表 (7件)

  • [学会発表] 前立腺癌定位放射線治療における腫瘍内線量増加方法に関する多施設共同プランニングスタディ2023

    • 著者名/発表者名
      藤井恭平、稲葉浩二、竹森望弘、小田切一将、菅原章友、富田夏夫、眞鍋良彦、岡本裕之、中野正寛、石山博條
    • 学会等名
      第36回高精度放射線外部照射部会学術大会
  • [学会発表] Feasibility study of lost regions generation for limited field of view CBCT images using Diffusion Models2023

    • 著者名/発表者名
      Kohei Yamamoto, Ryutaro Yamashita, Yuichi Tanaka, Masahiro Nakano, Hiromichi Ishiyama, Tomoyuki Hasegawa, Masatoshi Hashimoto
    • 学会等名
      第125回日本医学物理学会学術大会
  • [学会発表] 大面積Cr添加Al2O3セラミック板の2次元線量応答特性2023

    • 著者名/発表者名
      中村祥希、村石浩、渡邉祐介、石塚彩奈、江口昴、稲田龍司、中野正寛、石山博條
    • 学会等名
      第70回日本応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] 頭頸部放射線治療における正常臓器の自動輪郭描出システムの開発と臨床導入2022

    • 著者名/発表者名
      中野正寛、山本浩平、橋本成世、川上正悟、藤井恭平、石山博條
    • 学会等名
      2022年度神奈川県放射線医会総会・第62回例会
  • [学会発表] 円柱形プラスチックシンチレータとCCDカメラを用いた3次元線量分布再構成システムの開発2022

    • 著者名/発表者名
      田中悠一, 石上稔, 松井光, 山下隆太郎, 山本浩平, 村上幸, 宮内輝, 中野正寛, 長谷川智之, 橋本成世
    • 学会等名
      第124回日本医学物理学会学術大会
  • [学会発表] 多断面平均法を用いた頭頸部CT画像における多臓器セグメンテーションの精度向上2022

    • 著者名/発表者名
      山本浩平、中野正寛、石山博條、田中悠一、長谷川智之、橋本成世
    • 学会等名
      第124回日本医学物理学会学術大会
  • [学会発表] Auto Segmentation Model for Head and Neck Cancer Patients Using U-Net with Convolutional Block Attention Modules2022

    • 著者名/発表者名
      K Yamamoto, R Nakagami, M Nakano, H Ishiyama, Y Tanaka, T Hasegawa, M Hashimoto
    • 学会等名
      AAPM 64th Annual Meeting and Exhibition

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公開日: 2023-12-25  

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