| 研究課題/領域番号 |
18KK0240
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
中村 光宏 京都大学, 医学研究科, 准教授 (30584255)
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| 研究分担者 |
丹羽 恵 (宇藤恵) 京都大学, 医学研究科, 特定病院助教 (20826028)
椋本 宜学 京都大学, 医学研究科, 特定助教 (50736618)
溝脇 尚志 京都大学, 医学研究科, 教授 (90314210)
小野 智博 京都大学, 医学研究科, 特定助教 (90782657)
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| 研究期間 (年度) |
2018-10-09 – 2023-03-31
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| キーワード | 医学物理学 / 放射線治療 / 品質管理 / 国際標準化 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では，「[A] 情報資源の相互利用基盤の構築」，「[B] コンピュータービジョンを用いた高精度放射線治療技術の開発」，「[C] 統一放射線治療品質保証法の開発」を研究の柱として進めている．以下に，各項目における2018年度の研究実績概要を示す．
[A] 情報資源の相互利用基盤の構築：放射線治療装置Vero用のリファレンスビームデータモデルを作成するために，Veroを所有しているベルギー ブリュッセル自由大学，ドイツ エアランゲン大学，都立駒込病院，京都桂病院から放射線治療計画装置RayStationに登録されているVero用のビームデータモデルを取得した．
[B] コンピュータービジョンを用いた高精度放射線治療技術の開発：深層学習を用いた腫瘍位置予測モデル及びX線透視画像上の腫瘍位置抽出アルゴリズムを開発するために，まず当院で動体追尾照射を施行した肺癌患者のX線透視画像データ及び腫瘍位置予測モデルを収集し，データフォーマットを統一した．
[C] 統一放射線治療品質保証法の開発：前年度に臓器を模した様々な形状のロッドを有する非剛体位置合わせ(Deformable image registration: DIR)精度検証用ファントムを開発した．開発したファントムのCT画像を撮影し，剛体位置合わせ及び非剛体位置合わせ精度を検証した．その結果，剛体位置合わせにおけるダイス係数(Dice similarity coefficient: DSC)は0.714，位置合わせ誤差(Target registration error: TRE)は4.9+/-2.0 mmであったのに対し，非剛体位置合わせにおけるDSCは0.924，TREは2.3+/-1.2 mmであった．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究の柱である「[A] 情報資源の相互利用基盤の構築」，「[B] コンピュータービジョンを用いた高精度放射線治療技術の開発」，「[C] 統一放射線治療品質保証法の開発」を推進するための基盤が整備されたため．
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| 今後の研究の推進方策 |
[A] 情報資源の相互利用基盤の構築
今年度はバンクーバーがんセンターからビームデータモデルを取得する．これまでに取得したビームデータモデルからVero用のリファレンスビームデータモデルを作成し，その精度を検証する．各施設のビームデータモデルとリファレンスビームデータモデルを比較し，その結果を各施設にフィードバックする．同時に，収集データを協力施設間で相互利用できるような手続きを模索する．
[B] コンピュータービジョンを用いた高精度放射線治療技術の開発
深層学習を用いた腫瘍位置予測モデル及びX線透視画像上の腫瘍位置抽出アルゴリズムを開発する．ここで，X線透視画像上の腫瘍位置は体内マーカーから推定される位置と定義する．当院のデータを用いて精度検証を実施した後，国内外の協力施設からもデータを収集し，その有用性を評価する．
[C] 統一放射線治療品質保証法の開発
DIR精度検証用ファントムのCT画像を撮影し，CT画質に応じてDIR精度がどの程度変化するかを明らかにする．異なるCT撮影装置を有する国内10施設程度に対してファントムのCT撮影を依頼し，そのCT画像を回収する．次に，商用のDIRパッケージを用いて標準的なパラメータでDIRを実行し，施設間のDIR精度を評価する．さらに，DIRアルゴリズムやDIRパラメータの違いによって，施設間のばらつきがどのように変化するかを評価するため，複数のDIRパッケージ，複数のDIRパラメータを用いてDIR精度のばらつきを解析する．それらの結果を統合し，DIR精度の許容値を決定する．さらに，海外の協力施設においても同様の解析を行い，国際的な観点から妥当性を評価する．一方，強度変調放射線治療及び画像誘導放射線治療の精度を同時に解析できるファントムの仕様を策定し，開発に着手する．開発後はまず国内の10施設程度を対象にエンド-エンド試験を実施する．
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