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2014 年度 実施状況報告書

画像誘導放射線治療における計算フィルター及び物理フィルターによる画質改善

研究課題

研究課題/領域番号 25461907
研究機関東京大学

研究代表者

作美 明  東京大学, 医学部附属病院, 特任助教 (30360556)

研究分担者 芳賀 昭弘  東京大学, 医学部附属病院, 助教 (30448021)
白石 憲史郎  東京大学, 医学部附属病院, 助教 (40447404)
山下 英臣  東京大学, 医学部附属病院, 助教 (70447407)
中川 恵一  東京大学, 医学部附属病院, 准教授 (80188896)
井垣 浩  東京大学, 医学部附属病院, 講師 (90361344)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワードコーンビームCT画質改善 / 画像誘導放射線治療 / 実線量分布 / 治療中の腫瘍移動・変形 / 逐次放射線治療
研究実績の概要

治療加速器に取り付けられたコーンビームCT画像(CBCT)で誘導し腫瘍に高精度に放射線を照射する画像誘導放射線治療において画質の向上をあげることにより治療精度を高めることが可能となる。しかしながら得られるCT像は機械的構造上体内散乱によるノイズにより画質が劣化、特に全骨盤を取得できる大きさまで拡大すると画質劣化が著しい。本研究では、CBCTのノイズを計算フィルター、及びコリメータによる物理フィルターを用いて通常のファンビームCT並に改善することを目的とする。昨年度に得られた結果、CsIを用いたフラットパネル検出器では骨盤部を撮影するための電流値ではサチュレーション、及び検出器の深部不足によるノイズの過大が起ること、を踏まえ、本年度は以下のことを実施した。
(1)2次元Shepp logan phantomに対するファンビームサイノグラムに飽和、深部不足を模擬したシグモイド関数フィルターを掛け、FBP再構成をしたところ、CT画像でよく見受けられるシェーディングアーチファクトが観察され、飽和による影響を確認した。各電流値での飽和曲線を元に逆シグモイド関数フィルターを作成中である。
(2)飽和補正フィルターを除いた、モンテカルロシミュレーションによって得られた散乱カーネルを元にhanning filter を用いたFBP法にて再構成したところ画質の改善が見られた。
(3)得られた結果を元に現在、論文執筆中である。論文の投稿が終わり次第、医学物理学会、日本放射線腫瘍学会、欧州放射線腫瘍学会等で報告予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

飽和曲線の見積もりに時間がかかりすぎており、平成26年度までに導入予定であった、逐次近似法でも再構成時間が早いと言われているART(Algebraic Reconstruction Technique)法の実装が終了していない。平成27年度にそうそう実装し、更なる画質改善を試みる。

今後の研究の推進方策

引き続き申請書の予定に沿って研究を推進する。本年度においてART(Algebraic Reconstruction Technique)法による逐次近似法の実装と散乱フィルターを組み合わせた再構成技術を確立する予定である。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 8件、 謝辞記載あり 8件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Analysis of motion of the rectum during preoperative intensity modulated radiation therapy for rectal cancer using cone-beam computed tomography.2015

    • 著者名/発表者名
      Yamashita H, Takenaka R, Sakumi A, Haga A, Otomo K, Nakagawa K.
    • 雑誌名

      Radiation Oncology

      巻: 10:2 ページ: 1-7

    • DOI

      DOI 10.1186/s13014-014-0311-6

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Corticospinal tract-sparing intensity-modulated radiotherapy treatment planning.2014

    • 著者名/発表者名
      Igaki H, Sakumi A, Mukasa A, Saito K, Kunimatsu A, Masutani Y, Hanakita S, Ino K, Haga A, Nakagawa K, Ohtomo K.
    • 雑誌名

      Report Practical Oncology of Radiotherapy.

      巻: 19 ページ: 310-6

    • DOI

      10.1016/j.rpor.2014.01.002.

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Validation of planning target volume margins by analyzing intrafractional localization errors for 14 prostate cancer patients based on three-dimensional cross-correlation between the prostate images of planning CT and intrafraction cone-beam CT during volumetric modulated arc therapy.2014

    • 著者名/発表者名
      Shiraishi K, Futaguchi M, Haga A, Sakumi A, Sasaki K, Yamamoto K, Igaki H,Ohtomo K, Yoda K, Nakagawa K.
    • 雑誌名

      Biomed Research International

      巻: 2014 ページ: 960928

    • DOI

      10.1155/2014/960928.

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Lung tumor motion reproducibility for five patients who received four-fraction VMAT stereotactic ablative body radiotherapy under constrained breathing conditions: a preliminary study.2014

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa K, Haga A, Sasaki K, Kida S, Masutani Y, Yamashita H, Takahashi W,Igaki H, Sakumi A, Ohtomo K, Yoda K.
    • 雑誌名

      J Radiat Res

      巻: 55 ページ: 1199-201

    • DOI

      10.1093/jrr/rru055

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Volumetric Modulated Arc Therapy (VMAT) in the Treatment of Localized Prostate Cancer: Initial Experience in 200 Patients2014

    • 著者名/発表者名
      K. Shiraishi, K. Yamamoto, A. Haga, A. Sakumi, K. Nakagawa
    • 雑誌名

      International Journal of Radiation Oncology Biology Physics

      巻: 90 ページ: S436

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Impact of a Low Transmission Multileaf Collimator on the Parotid Grand Dose in Head and Neck Volumetric Modulated Arc Therapy Planning: A Dose-Volume Histogram Comparison Between 2-Step Adaptive and Simultaneously Integrated Boost Techniques2014

    • 著者名/発表者名
      A. Sakumi, K. Yamamoto, A. Haga, K. Okuma, H. Igaki, Y. Iwai, K. Yoda, K. Nakagawa
    • 雑誌名

      International Journal of Radiation Oncology Biology Physics

      巻: 90 ページ: S875-S876

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Patterns of Recurrence in Malignant Glioma Patients: Association With Neurogenic Niche and Radiation Therapy Dose2014

    • 著者名/発表者名
      H. Igaki, T. Magome, M. Sakuramachi, A. Nomoto, A. Sakumi, M. Kitaguchi, A. Haga, J. Itami, and others
    • 雑誌名

      International Journal of Radiation Oncology Biology Physics

      巻: 90 ページ: S285-S286

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Prospective Phase 1/2 Trial of Carbon Ion Radiation Therapy for Locally Advanced Non-Small Cell Lung Cancer (NSCLC)2014

    • 著者名/発表者名
      W. Takahashi, N. Yamamoto, M. Nakajima, A. Sakumi, H. Yamashita, K. Nakagawa, H. Tsuji, T. Kamada
    • 雑誌名

      International Journal of Radiation Oncology Biology Physics

      巻: 90 ページ: S215

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Agilityを用いた頭頸部高精度放射線治療2014

    • 著者名/発表者名
      作美 明、芳賀昭弘、山本健太郎、中川恵一、岩井良夫、依田潔
    • 学会等名
      日本放射線腫瘍学会第27回大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜会議センター
    • 年月日
      2014-12-11 – 2014-12-13
  • [学会発表] 飯舘村村内で操業を継続している企業の従業員を対象とした2013年の被曝線量の評価2014

    • 著者名/発表者名
      作美 明、玉利祐樹、坂田尚子、中川恵一、佐倉統、水島希
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第57回大会
    • 発表場所
      かごしま県民交流センター
    • 年月日
      2014-10-01 – 2014-10-03
  • [学会発表] Impact of a Low Transmission Multileaf Collimator on the Parotid gland Dose in Head And Neck Volumetric Modulated Arc Therapy Planning - A Dose Volume Histogram Comparison between Two-step Adaptive and Simultaneously Integrated Boost Techniques2014

    • 著者名/発表者名
      A. Sakumi, K. Yamamoto, A. Haga, K. Okuma, H. Igaki, Y. Iwai, K. Yoda, K. Nakagawa
    • 学会等名
      American Society for Radiation Oncology' 56th Meeting
    • 発表場所
      Moscone Center, San Francisco
    • 年月日
      2014-09-14 – 2014-09-16
  • [学会発表] 飯舘村で操業中の企業従業員を対象とした個人被曝積算線量調査2014

    • 著者名/発表者名
      作美 明、黒田佑次郎、坂田尚子、中川恵一、佐倉統、水島希、加瀬郁子
    • 学会等名
      第107回日本医学物理学会学術大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜会議センター
    • 年月日
      2014-04-10 – 2014-04-13

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公開日: 2016-05-27  

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