拡張現実感技術を用いた新しい放射線治療のセットアップ手法の開発

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23390302
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 中村 和正 九州大学, 大学病院, 准教授 (20284507)
• 研究分担者: 塩山 善之 九州大学, 医学(系)研究科(研究院), 研究員 (10323304) ; 有村 秀孝 九州大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (20287353) ; 吉留 郷志 九州大学, 大学病院, その他 (70419612)
• 研究期間 (年度): 2011-11-18 – 2014-03-31
• キーワード: 放射線治療 / 拡張現実感技術 / 画像誘導放射線治療 / セットアップ

研究概要

本研究の目的は、拡張現実感技術等の画像処理技術を用いて、放射線治療室内の実空間と、治療計画CTまたは治療計画時の体位情報から取得された体輪郭、ターゲット等の3次元情報を同一空間に表示することにより、新しい放射線治療のセットアップ技術を開発することである。
まず治療計画時の体位等の3次元情報を取得するため、3DカメラとしてPMD CamCube3.0を選択した。PMD CamCube3.0は、三次元距離イメージセンサーを搭載した3D-TOFタイムオブフライト方式のカメラで、Realtimeに3次元画像が取得できる。位置誤差の検証のために、iterative closest point (ICP) registration techniqueを用いて、ToFカメラから得られるrange imageとCT画像間でのずれを計測するプログラムを開発した。骨盤部のファントムを3mmスライス、512 x 512のマトリクスサイズにてCT画像を取得、ファントム表面のvoxelを抽出、セットしたToFカメラと同じ空間座標に配置した。左右方向では測定誤差は2.1±0.74 mm、回転方向の測定誤差は0.76±0.11°であった。頭部ファントムを用いた検証でも、誤差は2 mm程度であった。
そこで、より精度の高い位置認識システムを開発するため、MEMSミラーを利用した超高速三次元計測小型カメラを用いて検証を行った。頭部ファントムの三次元表面データを取得し、同ファントムの治療計画CTから再構成したSurface rendering画像をコンピュータ上でマッチングさせ、位置誤差は±0.2mm以下であることを確認した。
本研究により、高い精度での位置認識が可能なシステムの開発の可能性が示唆された。

現在までの達成度 (区分)

理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Stereotactic body radiation therapy for primary lung cancers clinically diagnosed without pathological confirmation: A single-institution experience (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshitake T, Nakamura K, Shioyama Y, Sasaki T, Ohga S, Shinoto M, Terashima K, Asai K, Matsumoto K, Matsuo Y, Baba S, Honda H
  • 雑誌名: Int J Clin Oncol 巻: in press ページ: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dose-Volume Histograms for Prostate Radiotherapy Planned with 3-Dimensional Conformal Radiotherapy, Intensity-Modulated Radiotherapy and Volumetric Modulated Arc Therapy. (2014)
  • 著者名/発表者名: Terashima K, Nakamura K, Shioyama Y, Sasaki T, Ohga S, Yoshitake T, Atsumi K, Shinoto M, Asai K, Matsumoto K, H Hirata, Shioyama Y, Nishie A, Honda H.
  • 雑誌名: Int J Med Phys Clin Eng Radiat Oncol 巻: in press ページ: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Can a Belly Board Reduce Respiratory-induced Prostate Motion in the Prone Position? - Assessed by Cine-magnetic Resonance Imaging. (2014)
  • 著者名/発表者名: Terashima K, Nakamura K, Shioyama Y, Sasaki T, Ohga S, Nonoshita T, Yoshitake T, Atsumi K, Asai K, Hirakawa M, Anai S, Yoshikawa H, Honda H.
  • 雑誌名: Technol Cancer Res Treat. 巻: in press ページ: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Radiotherapy for Early-stage Primary Ocular Adnexal Mucosa-associated Lymphoid Tissue Lymphoma. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ohga S, Nakamura K, Shioyama Y, Sasaki T, Yoshitake T, Atsumi K, Terashima K, Asai K, Matsumoto K, Yoshikawa H, Kawano Y, Honda H.
  • 雑誌名: Anticancer Res. 巻: 33(12) ページ: 5575-8
  • 査読あり
• [学会発表] 当院における固定具の開発の現状と今後 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中村和正
  • 学会等名: 第12回九州放射線治療システム研究会
  • 発表場所: 福岡市
  • 年月日: 2014-01-25
• [学会発表] Automated Estimation of Intra-fractional Patient Setup Errors by Using Range Images Obtained via Time-of-Flight Camera (2013)
  • 著者名/発表者名: Soufi M, Arimura H, Nakmura K, Shioyama Y, Hirose T, Umedu Y, Toyofuku F.
  • 学会等名: the 14th International Symposium on Advanced Intelligent Systems
  • 発表場所: Daejeon, Korea
  • 年月日: 20131113-20131116
• [学会発表] Real-time monitoring of intra-fractional patient setup errors using range images acquired from time-of-flight camera (2013)
  • 著者名/発表者名: Soufi M, Arimura H, Nakmura K, Shioyama Y, Hirose T, Umedu Y, Toyofuku F, Hirata H.
  • 学会等名: 日本放射線腫瘍学会第26回学術大会
  • 発表場所: 弘前
  • 年月日: 20131018-20131020
• [学会発表] 呼吸性移動の制御と放射線診療ー放射線腫瘍医の立場からー (2013)
  • 著者名/発表者名: 中村和正
  • 学会等名: 第41回日本放射線技術学会秋季学術大会
  • 発表場所: 福岡市
  • 年月日: 20131017-19
• [備考] 九州大学研究者情報
  • URL: http://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K001997/index.html