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

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22611011
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 医学物理学・放射線技術学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 有村 秀孝 九州大学, 医学研究院, 保健学部門 (20287353)
• 研究分担者: 中村 和正 九州大学, 大学病院, 准教授 (20284507)
• 連携研究者: 塩山 善之 九州大学, 医学研究院, 教授 (10323304)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 治療計画 / 類似症例検索 / 画像処理

研究概要

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.

研究成果

• [雑誌論文] 豊福不可依,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, 塩山善之, 廣瀬貴章, 穴井重男, 本田浩, 梅津芳幸, 平田秀紀, 大喜雅文, 中村和正
  • 雑誌名: 電子情報通信学会 医用画像特集 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 therapy. (2013)
  • 著者名/発表者名: Magome T, Arimura H, Shioyama Y, Mizoguchi A, Tokunaga C, Nakamura K, Honda H, Ohki M, Toyofuku F, Hirata H.
  • 雑誌名: Journal of Radiation Research 巻: Vol. 54
  • 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 radiotherapy (2012)
  • 著者名/発表者名: Arimura H, Itano W, Shioyama Y, Matsushita N, Magome T, Yoshitake T, Anai S, Nakamura K, Yo s hid o me S, Yamagami A, Honda H, Ohki M, Toyofuku F, Hirata H.
  • 雑誌名: Journal of Radiation Research 巻: 53(6) ページ: 961-72
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hayabuchi N.,Automated Estimation of Number of Implanted Iodine-125 Seeds for Prostate Brachytherapy based on Two-View Analysis of Pelvic Radiographs (2012)
  • 著者名/発表者名: Kawata H, Arimura H, Suefuji H, Ohkura S, Saida Y, Nashiki K, Hayashida K, Kawahara T, Ohishi A
  • 雑誌名: Journal of Radiation Research 巻: 53(5) ページ: 742-52
  • 査読あり
• [雑誌論文] Esophageal Stenosis Associated with Tumor Regression in Radiation Therapy for Esophageal Cancer:Frequency and Prediction (2012)
  • 著者名/発表者名: Atsumi K, Shioyama Y, Arimura H, Terashima K, Matsuki T, Ohga S, Yoshitake T, Nonoshita T, Tsurumaru D, Ohnishi K, Asai K, Matsumoto K, Nakamura K, Honda H.
  • 雑誌名: International Journal of Radiation Oncology, Biology, Physics 巻: 82(5) ページ: 1973-80
  • 査読あり
• [雑誌論文] Estimation of focal and extra-focal radiation profiles based on Gaussian modeling in medical linear accelerators (2011)
  • 著者名/発表者名: Anai S, Arimura H, Nakamura K, Ar aki F, Matsuki T, Yoshikawa H, Yoshidome S, Shioyama Y, Honda H, Ikeda N.
  • 雑誌名: Radiological Physics and Technology 巻: 4(2) ページ: 173-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] 肺定位放射線治療におけるEPIDシネ画像を用いた腫瘍位置のずれ量自動推定方法の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 吉留 郷志, 有村 秀孝, 塩山 善之, 中村和正, 穴井重男, 中村浩太, 野元諭, 本田 浩, 豊福不可依, 寺嶋廣美, 平田秀紀
  • 雑誌名: 医学物理 巻: Vol.30, No.3 ページ: 120-131
  • 査読あり
• [学会発表] Optimization method of beam directions based on similar cases in stereotactic body radiotherapy for lung cancers (2013)
  • 著者名/発表者名: Taiki Magome, Hidetaka Arimura, Yoshiyuki Shioyama, Asumi Mizoguchi, Katsumasa Nakamura, Yasuhiko Nakamura, Hiroshi Honda, Masafumi Ohki, Fukai Toyofuku, Hideki Hirata
  • 学会等名: 第105回日本医学物理学会学術大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2013-04-13
• [学会発表] Computer-Assisted Particle Therapy System Based on Computational Anatomy Models for Treatment Planning (2013)
  • 著者名/発表者名: Hidetaka Arimura
  • 学会等名: Computational Anatomy for Computer-aided Diagnosis and Therapy
  • 発表場所: Osaka University
  • 年月日: 2013-02-23
• [学会発表] 類似症例に基づくビームアングルの最適化方法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 馬込大貴,有村秀孝,塩山善之,溝口明日実,徳永千晶,中村和正,本田浩,中村泰彦,豊福不可依,平田秀紀
  • 学会等名: 日本放射線腫瘍学会第25回学術大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-11-23
• [学会発表] Computer-assisted determination of the usable beam arrangement from similar treatment plans in stereotactic body radiotherapy (p.101-107),Workshop of Image-Guidance and Multimodal Dose Planning in Radiation Therapy (2012)
  • 著者名/発表者名: Magome T, Arimura H, Shioyama Y, Mizoguchi A, Tokunaga C, Nakamura K, Nakamura Y, Honda H, Ohki, Toyofuku F, Hirata H.
  • 学会等名: MICCAI 2012
  • 発表場所: Nice
  • 年月日: 2012-10-05
• [学会発表] ComputationalImage-Assisted Radiation Treatment Planning (2012)
  • 著者名/発表者名: Arimura H, Jin Z, Kakiuchi G, Magome T, ShioyamaY, Nakamura K.
  • 学会等名: Progress in Radiology 2012
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2012-09-07
• [学会発表] Similar-case-based optimization of beam arrangements in stereotactic body radiation therapy (2012)
  • 著者名/発表者名: Magome T, Arimura H, Shioyama Y, Mizoguchi A, Tokunaga C, Nakamura K, Honda H, Ohki, Toyofuku F, Hirata H.
  • 学会等名: AAPM2012
  • 発表場所: Charlott
  • 年月日: 2012-07-31
• [学会発表] 肺定位放射線治療計画支援のための類似症例に基づくビーム方向自動決定法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 馬込大貴,有村秀孝,塩山善之,溝口明日実,徳永千晶,中村和正,本田 浩,大喜雅文,豊福不可依,平田秀紀
  • 学会等名: 第103回日本医学物理学会学術大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2012-04-14
• [学会発表] Computer-assisted radiation treatment planning system for determination of beam directions based on similar cases in a database for stereotactic body radiotherapy (2012)
  • 著者名/発表者名: Magome T, Arimura H, Shioyama Y, Mizoguchi A, Tokunaga C, Nakamura K, Honda H, Ohki M, Toyofuku F, Hirata H.
  • 学会等名: SPIE Medical Imaging 2012
  • 発表場所: San Diego
  • 年月日: 2012-02-07
• [学会発表] 放射線治療計画支援のための類似症例を用いたビーム方向決定法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 馬込大貴,有村秀孝,塩山善之,徳永千晶,中村和正,本田 浩,大喜雅文,豊福不可依,平田秀紀
  • 学会等名: メディカルイメージング連合フォーラム
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 2012-01-19
• [学会発表] 肺定位放射線治療における類似症例を用いたビームアングルの自動決定法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 馬込大貴,有村秀孝,塩山善之,徳永千晶,中村和正,穴井重男,本田 浩,大喜雅文,豊福不可依,平田秀紀
  • 学会等名: 第24回日本放射線腫瘍学会(JASTRO)
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2011-11-19
• [学会発表] Automated Determination of Beam Arrangement Based on Similar Cases in Radiotherapy Treatment Planning Database for Lung Stereotactic Body Radiotherapy (2011)
  • 著者名/発表者名: Magome T, Arimura H, Shioyama Y, Tokunaga C, Nakamura K, Anai S, Honda H, Ohki M, Toyofuku F, Hirata H.
  • 学会等名: ASTRO 2011
  • 発表場所: Miami Beach
  • 年月日: 2011-10-05
• [学会発表] Automated method for determination of beam directions based on similar cases for lung stereotactic body radiotherapy. (2011)
  • 著者名/発表者名: Magome T, Arimura H, Shioyama Y, Tokunaga C, Nakamura K, Honda H, Ohki M, Hirata H, Toyofuku F.
  • 学会等名: 6th Japan-Korea Joint Meeting on Medical Physics (JKMP), 11th Asia-Oceania Congress of Medical Physics(AOCMP)
  • 発表場所: Fukuoka
  • 年月日: 2011-10-01
• [図書] Analysis for Assisting Radiation Oncologists' Decision Making in Radiation Treatment Planning," (2013)
  • 著者名/発表者名: Arimura H, Magome T, Kakiuchi G, Kuwazuru J, Mizoguchi A
  • 総ページ数: 30
  • 出版者: The University of Chicago
• [備考] 研究者のホームページで研究成果を,英語と日本語で以下のURLで公開している.
  • URL: http://www.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: 九州大学
  • 産業財産権番号: 特願2012-69606号
  • 出願年月日: 2012-03-26