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2023 年度 実績報告書

画像特徴量解析を用いた転移性骨腫瘍への定位放射線治療の治療反応予測システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K15775
研究機関駒澤大学

研究代表者

中島 祐二朗  駒澤大学, 医療健康科学部, 講師 (20799530)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード脊椎SBRT / 画像特徴量解析 / 放射線治療 / 機械学習 / radiomics / 転移性脊椎腫瘍 / 定位放射線治療 / 医学物理
研究実績の概要

転移性骨腫瘍は疼痛や脊髄圧迫を引き起こし癌患者の生活の質を低下させるため、対症療法として放射線治療が用いられる。近年、転移性骨腫瘍に対して腫瘍制御を目的に大線量の定位放射線治療が提案されおり、最新の第 3 相臨床試験は従来線量の治療に対する腫瘍制御の有効性 を報告している(R. Shayna et al. ASTRO, 2020) 。一方で定位放射線治療は大線量を用いることから圧迫骨折などの有害事象が発生するリスクがあり、先行研究は14%に圧迫骨折が起きたと報告している(S Faruqi et al., Neurosurgery, 2018) 。
本研究は高次元の画像特徴量を抽出する Radiomics解析と深層学習を組み合わせた治療反応予測モデルを構築し、放射線治療前のCTやMRIの画像と線量分布を入力することで、腫瘍制御と有害事象を高精度に予測するシステムを開発することを目的とし、脊椎定位放射線治療で治療した 164 例(VCF の発生は 52 例)をレトロスペクティブに解析した。
Radiomicsモデルを用いることで椎体圧迫骨折の予測精度が従来の臨床因子で予測する方法よりも改善することが明らかとなった(AUCが0.76から0.84に向上)。また、局所制御についても、Radiomicsモデルを用いることで従来法よりも予測精度が向上することを明らかにした(AUCが0.80から0.83に向上)。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Incidence and Prognostic Factors of Painful Vertebral Compression Fracture Caused by Spine Stereotactic Body Radiotherapy2023

    • 著者名/発表者名
      Ito Kei、Taguchi Kentaro、Nakajima Yujiro、Ogawa Hiroaki、Sugita Shurei、Murofushi Keiko Nemoto
    • 雑誌名

      Journal of Clinical Medicine

      巻: 12 ページ: 3853~3853

    • DOI

      10.3390/jcm12113853

    • 査読あり
  • [学会発表] Investigate Knowledge-Based Planning Models Using the Cross-Validation Method for Stereotactic Body Radiation Therapy for Spinal Metastases2024

    • 著者名/発表者名
      Tsurumaki F, Nakajima Y, Ito K, Ide S, Suda Y, Kito S, Murofushi K, Fujita Y
    • 学会等名
      AAPM 66th Annual Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Prediction of Vertebral Compression Fracture after Stereotactic Body Radiotherapy for Spinal Metastases Using Radiomics, Dosiomics, and Deep Learning Model2024

    • 著者名/発表者名
      Ide S, Nakajima Y, Ito K, Kajikawa T, Taguchi K, Tsurumaki F, Suda Y, Kito S, Murofushi K, Fujita Y
    • 学会等名
      AAPM 66th Annual Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] 転移性脊椎腫瘍への定位放射線治療における画像特徴量解析を用いた脊椎圧迫骨折および局所制御の予測モデルの作成2024

    • 著者名/発表者名
      井出 翔真, 中島 祐二朗, 伊藤 慶, 田口 健太郎, 鶴巻 郁也, 須田 雄飛, 阿部 幸太, 木藤 哲史, 室伏 景子, 藤田 幸男
    • 学会等名
      第37回高精度放射線外部照射部会学術大会
  • [学会発表] 画像特徴量解析を用いた転移性骨腫瘍に対する定位放射線治療後の椎体圧迫骨折の予測2024

    • 著者名/発表者名
      井出 翔真, 中島 祐二朗, 伊藤 慶, 田口 健太郎, 鶴巻 郁也, 須田 雄飛, 木藤 哲史, 室伏 景子, 藤田 幸男
    • 学会等名
      第127回日本医学物理学会学術大会
  • [学会発表] Radiomic and dosiomics modeling to predict local failure after spine stereotactic body radiotherapy2023

    • 著者名/発表者名
      Ide S, Nakajima Y, Ito K, Taguchi K, Tsurumaki F, Suda Y, Kito S, Murofushi K, Fujita Y
    • 学会等名
      日本放射線腫瘍学会第36回学術大会
  • [学会発表] Radiomic, Dosiomic and Clinical Features Modeling to Predict Local Failure After Stereotactic Body Radiotherapy for Spinal Metastases2023

    • 著者名/発表者名
      Ide S, Nakajima Y, Ito K, Taguchi K, Tsurumaki F, Suda Y, Kito S, Murofushi K, Fujita Y
    • 学会等名
      ICRP 2023
  • [学会発表] Radiomic and Dosiomic Modeling to Predict Vertebral Compression Fractures after Stereotactic Body Radiation Therapy for Spinal Metastases2023

    • 著者名/発表者名
      Ide S, Nakajima Y, Ito K, Taguchi K, Tsurumaki F, Suda Y, Kito S, Murofushi K, Fujita Y
    • 学会等名
      AAPM 65th Annual Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] 脊椎SBRTにおける最適なGTV最小線量の予測パラメータに関する検討2023

    • 著者名/発表者名
      鶴巻 郁也, 中島 祐二朗, 伊藤 慶, 井出 翔真, 須田 雄飛, 木藤 哲史, 喜久村 力, 深水 良哉, 室伏 景子, 萬 篤憲, 藤田 幸男
    • 学会等名
      日本放射線腫瘍学会第36回学術大会
  • [学会発表] Prediction of vertebral compression fracture after stereotactic body radiation therapy for spinal metastases using radiomic and dosiomic features2023

    • 著者名/発表者名
      Ide S, Nakajima Y, Ito K, Suda Y, Kito S, Murofushi K, Fujita Y
    • 学会等名
      第125回日本医学物理学会学術大会
  • [学会発表] Radiomic, dosiomic and clinical features modeling to predict vertebral compression fractures after stereotactic body radiotherapy for spinal metastases2023

    • 著者名/発表者名
      Ide S, Nakajima Y, Ito K, Taguchi K, Tsurumaki F, Suda Y, Kito S, Murofushi K, Fujita Y
    • 学会等名
      第126回日本医学物理学会学術大会
  • [図書] Stereotactic Body Radiation Therapy: Principles and Practices (2nd Edition)2023

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Nagata
    • 総ページ数
      333
    • 出版者
      Springer Nature Singapore
    • ISBN
      978-981-99-3977-0

URL: 

公開日: 2024-12-25  

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