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2018 年度 実施状況報告書

堅牢性の高い強度変調放射線治療の橋渡し研究における医学的および物理的検討

研究課題

研究課題/領域番号 18K15572
研究機関国立研究開発法人国立がん研究センター

研究代表者

茂木 佳菜  国立研究開発法人国立がん研究センター, 東病院, 医学物理士 (40740436)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードセットアップエラー / 頭頸部癌 / 強度変調放射線治療 / DIR
研究実績の概要

頭頸部癌強度変調放射線治療(頭頸部IMRT)において、患者のセットアップエラーに関する検討と治療計画に用いる画像処理技術の有用性を検討した。
患者のセットアップエラーのデータ収集に関する検討では、代表的な頭頸部IMRT患者10名において治療時に取得された位置照合画像からセットアップエラーの傾向や特徴を探った。頭頸部IMRTでは、照射範囲が眼科下縁から肩までに及び、広範囲である。そのため、患者体内に複数の注目点を設定し、今後のデータ収集の点を決定した。また、患者の肩は毎回の治療時に位置が定まりにくいため、治療計画時の線量分布と治療時の線量分布との間に差異を生じる可能性がる。そのため、肩に仮想的にセットアップエラーを加えたComputed Tomography(CT)画像を用いて線量計算を行い、肩の位置変動が線量計算に与える影響を検討し、治療時の肩のセットアップエラーの許容値を得た。
治療計画に用いる画像処理技術の検討では、Deformable image registration(DIR)の有用性を検討した。DIRは治療計画時の輪郭作成に利用できる可能性があり、研究の効率化が期待できる。また、DIRは同一患者における体型変化の評価に利用できる可能性がある。そのため、人体に対するDIRの基本的なDIR精度の検討と自動輪郭作成が可能であるAtlasツールの精度を検討した。人体に対するDIRの精度検証では、患者の骨盤部のCT画像においてDIRを実施し、臨床利用が可能であることを確認した。Atlasツールの輪郭作成への利用は、これまで手動で行われていた輪郭作成の術者間の差異を抑えることが可能であるが、アトラスモデルによる自動輪郭作成は手作業による修正が必要であることがわかった。

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

患者のセットアップエラーの収集は50症例程度を目標としているが、本年度はテスト患者の解析後にデータの収集点の検討を行ったため、まだ目標のデータの収集が完了していない。一方、新たに研究にDIRの利用など、治療計画に対する効率的に進められる手段を研究に組み込むことしたため、全体的な進捗として、データ収集に遅れが見られるが、全体的な進捗に問題はないと考えられる。

今後の研究の推進方策

引き続き、患者のセットアップエラーのデータ収集を行い、研究に十分なデータを蓄積する。同時に、患者のセットアップエラーが線量分布に及ぼす影響を定量的に評価し、今後の治療計画に必要なマージン量を決定する。
また、当初の計画では、頭頸部IMRTのみを治療計画で用いる予定であったが、臨床利用が増加している頭頸部癌に対する強度変調回転照射(頭頸部VMAT)も治療計画に用いる。

次年度使用額が生じた理由

データの解析のため解析用の数学ソフトウェアを購入予定であったが、データの収集が完了していなかったため、購入しなかった。今年度、ソフトウェアを購入する予定である。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Usefulness of hybrid deformable image registration algorithms in prostate radiation therapy2018

    • 著者名/発表者名
      Motegi Kana, Tachibana Hidenobu, Motegi Atsushi, Hotta Kenji, Baba Hiromi, Akimoto Tetsuo
    • 雑誌名

      Journal of Applied Clinical Medical Physics

      巻: 20 ページ: 229~236

    • DOI

      10.1002/acm2.12515

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impact of shoulder deformation on volumetric modulated arc therapy doses for head and neck cancer2018

    • 著者名/発表者名
      Tachibana Hidenobu、Motegi Kana、Moriya Shunsuke
    • 雑誌名

      Physica Medica

      巻: 53 ページ: 118~128

    • DOI

      10.1016/j.ejmp.2018.08.015

    • 査読あり
  • [学会発表] 前立腺の位置変動や変形に対するハイブリッドDIRの有用性の検討2019

    • 著者名/発表者名
      茂木 佳菜, 橘 英伸, 茂木 厚, 堀田 健二, 馬場 大海, 高橋 良, 秋元 哲夫
    • 学会等名
      第32回高精度放射線外部照射部会学術大会
  • [学会発表] Impact of different treatment planning systems on modulation complexity for prostate volumetric modulated arc therapy2018

    • 著者名/発表者名
      Masanobu Itano, Kana Motegi, Satoshi Kanai, Sho Shirasaki and Hidenobu Tachibana
    • 学会等名
      American Association of Physicists in Medicine Annual Meeting
  • [学会発表] 前立腺VMATプランの治療計画装置間のプランの複雑性の違いの検討2018

    • 著者名/発表者名
      板野正信, 茂木佳菜, 金井悟史,  白﨑翔, 橘英伸
    • 学会等名
      第31回日本放射線腫瘍学会

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公開日: 2019-12-27  

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