経時的線量最適化に向けた治療中のコーンビームCT画像による線量計算システムの開発

2011 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 22791176
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 芳賀 昭弘 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (30448021)
• キーワード: 強度変調放射線治療 / VMAT / コーンビームCT / Deformable Registration / 高精度放射線治療 / 経時的最適化 / Adaptive Radiotherapy / 臓器の動き

研究概要

本研究では、ライナックを用いた強度変調回転治療中にkVの診断用コーンビームCTを撮像し、同じく治療中に取得したリニアックデータとともに患者に投与された真の線量分布を再構成するとともに、その線量分布から次回以降の治療計画へフィードバックするシステムの開発を目指してきた。平成23年度において、コーンビームCTの4次元化(4D CBCT)を可能とするシステムを開発し、その4D CBCTを用いた治療中の線量分布計算手法を実現した。また、肺がんと前立腺がんに対し、治療中に撮像されたコーンビームCTによる臓器移動の評価を行なった。肺がん、頭頸部がん、前立腺がんに対しては、リニアックデータを治療中に取得し、機器精度による誤差を評価することができた。
放射線治療は、治療を何度も繰り返し実施することで正常組織を回復させながらがん治療を行うのが一般的である。治療初期において、複数回の実際に行われた治療の実績を、本研究で実現された上記手法により、評価することができるようになった。またその実績の評価から、その後の治療にフィードバックすることが可能となった。本研究ではさらに、コーンビームCTの画質が線量計算やDeformable Image Registrationの精度に影響を及ぼすことがわかり、コーンビームCTの画質改善に向けた研究も並行して進めてきた。平成23年度に実施した研究の成果は国際雑誌、国内学会および国際学会にて報告済みもしくは報告予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Correlation between bladder volume and irradiated dose of small bowel in CT-based planning of intracavitary brachytherapy for cervical cancer (2012)
  • 著者名/発表者名: H.Yamashita, K.Nakagawa, K.Okuma, A.Sakumi, A.Haga, R.Kobayashi, K.Ohtomo
  • 雑誌名: Japanese Journal of Clinical Oncology 巻: 42 ページ: 302-308
  • DOI: doi:10.1093/jjco/hyr203
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single-Arc Volumetric Modulated Arc Therapy Planning for Left Breast Cancer and Regional Nodes (2012)
  • 著者名/発表者名: A.Sakumi, K.Shiraishi, T.Onoe, K.Yamamoto, A.HAGA, K.Yoda, K.Ohtomo, K.Nakagawa
  • 雑誌名: Journal of Radiation Research 巻: 53 ページ: 151-153
  • DOI: doi:10.1269/jrr.11159
  • 査読あり
• [雑誌論文] In-treatment 4D cone-beam CT with image-based respiratory phase recognition (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Kida, et al., Corresponding Author; A.Haga
  • 雑誌名: Radiological Physics and Technology 巻: (In Press) ページ: 1-9
  • DOI: DOI:10.1007/s12194-012-0146-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Four-dimensional measurement of the displacement of internal fiducial and skin markers during 320-multislice computed tomography scanning of breast cancer (2012)
  • 著者名/発表者名: H.Yamashita, K.Ohkuma, K.Tada, K.Shiraishi, W.Takahashi, S.Shibata, A.Sakumi, S.Saotome, A.Haga, T.Onoe, K.Ino, K.Ohtomo, K.Nakagawa
  • 雑誌名: International Journal of Radiation Oncology, Biology 巻: (In Press) ページ: 1-5
  • DOI: doi:10.1016/j.ijrobp.2011.12.030
  • 査読あり
• [雑誌論文] First In-situ Dose Calculation Report Using In-treatment Kilovoltage Cone-beam CT and In-treatment Linac Parameters during Volumetric Modulated Arc Therapy (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Sakumi, A. Haga, et al.
  • 雑誌名: Journal of Radiation Research 巻: 52 ページ: 536-537
  • 査読あり
• [雑誌論文] 320列CT装置を用いた肺定位放射線治療における標的の軌跡解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 今江禄一、芳賀昭弘, ら
  • 雑誌名: 日本放射線技術學會雑誌 巻: 67 ページ: 202-211
  • DOI: doi:10.6009/jjrt.67.202
  • 査読あり
• [雑誌論文] 呼気および吸気時CT画像に基づく胸郭運動モデルの構築 (2011)
  • 著者名/発表者名: 伊藤広貴、越塚誠一、芳賀昭弘, ら
  • 雑誌名: Medical Imaging Technology 巻: 29 ページ: 208-214
  • 査読あり
• [雑誌論文] 4D-CBCT reconstruction using MV portal imaging during volumetric modulated arc therapy (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Kida, et al., Corresponding Author; A.Haga
  • 雑誌名: Radiotherapy and Oncology 巻: 100 ページ: 380-385
  • DOI: doi:10.1016/j.radonc.2011.08.047
  • 査読あり
• [学会発表] Four Dimensional Cone-Beam CT and VMAT (2012)
  • 著者名/発表者名: 芳賀昭弘
  • 学会等名: Second International Conference on Real-time Tumor-tracking Radiation Therapy with 4D Molecular Imaging Technique
  • 発表場所: Kyoto(招待講演)
  • 年月日: 2012-02-17
• [学会発表] Lung SBRT using VMAT and in-treatment KV & MV cone beam CT imaging (2012)
  • 著者名/発表者名: 芳賀昭弘
  • 学会等名: Symposium for Stereotactic Body Radiation Therapy (SBRT) for Liver, Lung & Spine Tumour
  • 発表場所: New Delhi, India(招待講演)
  • 年月日: 2012-01-27
• [学会発表] Novel verification method using in-treatment 4D CBCT (2011)
  • 著者名/発表者名: 芳賀昭弘
  • 学会等名: The 6th JKMP and the 11th AOCMP Meeting
  • 発表場所: Fukuoka
  • 年月日: 2011-10-01
• [学会発表] Quality Assurance of Intensity-Modulated Radiation Therapy (2011)
  • 著者名/発表者名: 芳賀昭弘
  • 学会等名: 日本医学物理学会;放射線品質管理講習会
  • 発表場所: 九州大学(招待講演)
  • 年月日: 2011-09-27
• [図書] 病院と患者のための放射線治療 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中川恵一、芳賀昭弘, 他
  • 総ページ数: 23-28, 134-137, 139
  • 出版者: 産業科学株式会社
• [備考]
  • URL: http://www.u-tokyo-rad.jp/works/index.html