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2012 年度 実績報告書

類似症例検索に基づく高精度3次元放射線治療計画支援システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 22611011
研究機関九州大学

研究代表者

有村 秀孝  九州大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (20287353)

研究分担者 塩山 善之  九州大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (10323304)
中村 和正  九州大学, 大学病院, 准教授 (20284507)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
キーワード放射線治療 / 類似症例 / 放射線治療計画 / 画像特徴量
研究概要

定位放射線治療は,大線量を腫瘍部位に限局して短期間に照射するために,治療効果は絶大であるが,治療計画が不適切な場合,正常組織障害は甚大となる.また,肺定位放射線治療では,治療計画に長時間を要するため,治療計画者の人数が限られた施設では,限られた数の患者にしか治療を実施することができない.さらに,経験の浅い治療計画者の場合,適切なビーム配置の決定が困難な場合が多い.
放射線治療計画における経験とは,経験豊富な治療計画者からの指導,または,教科書等を用いて,臨床の現場で繰り返し治療計画を行うことで培われる.このとき,治療計画者は指導を受けて立案した治療計画のパターンを記憶し,新たな症例の治療計画を行う際に,記憶している過去の類似した症例の治療計画を参考にして対象症例の計画を立案する.したがって,対象症例に類似の治療計画症例に基づき新たな症例の治療計画の立案を支援するシステムがあれば,治療計画者にとって有効なツールとなると考えられる.
本研究では、過去に経験豊富な治療計画者によって計画された類似症例に基づき、ビーム方向を決定する放射線治療計画支援システムの開発を行った。第一に、画像特徴量に基づき、対象症例と類似した症例を、81症例の治療計画データベースの中から自動的に検索した。第二に、線形レジストレーション法に基づき、類似症例のビーム方向を対象症例に合わせて変形させた。提案手法を、肺定位放射線治療によって治療された肺癌患者10症例に適応し、D95や肺の平均線量等の8種類の線量評価指標を用いて評価を行った。提案手法を用いて作成されたプランと、放射線腫瘍医が手動で作成したプランの線量評価指標を比較した結果、全ての線量評価指標において有意差がないことを確認できた(p>0.05)。したがって、提案手法を経験の浅い治療計画者の教育用ツールとして使用できる可能性を示した。

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] 放射線治療におけるelectronic portal imaging deviceを用いた4次元線量分布推定法の開発2013

    • 著者名/発表者名
      溝口明日実, 有村秀孝, 他
    • 雑誌名

      電子情報通信学会和文論文誌

      巻: Vol.J96-D,No.4 ページ: 813-823

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Computer-aided beam arrangement based on similar cases in radiation treatment planning databases for stereotactic lung radiation therapy2012

    • 著者名/発表者名
      Magome T, Arimura H, et al.
    • 雑誌名

      Journal of Radiation Research

      巻: E-pub ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1093/jrr/rrs123

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Computerized estimation of patient setup errors in portal images based on localized pelvic templates for prostate cancer radiotherapy2012

    • 著者名/発表者名
      Arimura H, Itano W, et al.
    • 雑誌名

      Journal of Radiation Research

      巻: 53(6) ページ: 961-972

    • DOI

      10.1093/jrr/rrs043

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Automated Estimation of Number of Implanted Iodine-125 Seeds for Prostate Brachytherapy based on Two-View Analysis of Pelvic Radiographs2012

    • 著者名/発表者名
      Kawata H, Arimura H, et al.
    • 雑誌名

      Journal of Radiation Research

      巻: 53(5) ページ: 742-752

    • DOI

      10.1093/jrr/rrs018

    • 査読あり
  • [学会発表] Computerized determination of robust beam directions against patient setup errors in hadron particle therapy

    • 著者名/発表者名
      Arimura H, Kakiuchi G, et al.
    • 学会等名
      Workshop of Image-Guidance and Multimodal Dose Planning in Radiation Therapy, MICCAI 2012
    • 発表場所
      ニース
  • [学会発表] Computer-assisted determination of the usable beam arrangement from similar treatment plans in stereotactic body radiotherapy

    • 著者名/発表者名
      Magome T, Arimura H, et al.
    • 学会等名
      Workshop of Image-Guidance and Multimodal Dose Planning in Radiation Therapy, MICCAI 2012
    • 発表場所
      ニース
  • [学会発表] Automated Method for Extraction of Lung Tumors Using a Machine Learning Classifier with Knowledge from Radiation Oncologists on Data Sets of Planning CT and FDG-PET/CT images

    • 著者名/発表者名
      Arimura H
    • 学会等名
      35th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 発表場所
      大阪
    • 招待講演
  • [図書] Springer2013

    • 著者名/発表者名
      Arimura H, Magome T, et al.
    • 総ページ数
      30
    • 出版者
      Computational Intelligent Image Analysis for Assisting Radiation Oncologists’ Decision Making in Radiation Treatment Planning
  • [備考] 有村秀孝研究室

    • URL

      http://web.shs.kyushu-u.ac.jp/~arimura

  • [産業財産権] 放射線ビームアングル決定システム、放射線ビームアングル決定方法及び放射線ビームアングル決定用コンピュータプログラム2012

    • 発明者名
      有村秀孝,馬込大貴,塩山善之
    • 権利者名
      有村秀孝,馬込大貴,塩山善之
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      QP110196
    • 出願年月日
      2012-04-10

URL: 

公開日: 2014-07-24  

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