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2013 年度 実績報告書

治療計画計算解剖モデルに基づく粒子線治療支援システムの開発

公募研究

研究領域医用画像に基づく計算解剖学の創成と診断・治療支援の高度化
研究課題/領域番号 24103707
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)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
キーワードimage analysis / computational anatomy / particle therapy / treatment planning / machine learning
研究概要

The principal investigator developed four image analysis approaches including computational anatomy models for treatment planning in computer-assisted particle therapy. The inadequate outcome of particle therapy could be caused by several uncertainties such as inter-observer variation of target (i.e., cancerous lesion) delineations, inter-fractional position and shape variations of the targets, and patient setup errors, and so on. Furthermore, sharp dose distributions could greatly deteriorate due to the setup errors and/or organ motions depending on particle beam direction. To mitigate these issues, we have developed mainly four image analysis approaches, i.e., (1) an automated extraction of tumors using a machine learning classifier with knowledge of radiation oncologists, (2) a framework for construction of statistical clinical target volume models with inter-observer delineation and inter-fractional variations in radiation treatment planning, (3) a quantitative evaluation approach of the robustness of beam directions against patient setup errors in the particle therapy, and (4) a similar case based treatment planning system. These technologies can be organized for construction of computer-assisted particle therapy systems, which can support radiation therapy practitioners.

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

    (11件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Quantitative evaluation of the robustness of beam directions based on power spectral analysis of water-equivalent path length image in charged particle therapy2014

    • 著者名/発表者名
      Hidetaka Arimura, Genyu Kakiuchi, Yoshiyuki Shioyama, Shin-ichi Minohara, Takahiro Nakamoto, Katsumasa Nakamura, Hiroshi Honda, Mutsumi Tashiro, Tatsuaki Kanai, Hideki Hirata
    • 雑誌名

      nternational Journal of Intelligent Computing in Medical Sciences and Image Processing

      巻: in press ページ: in press

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Similar-case-based optimization of beam arrangements in stereotactic body radiotherapy for assisting treatment planners2013

    • 著者名/発表者名
      Taiki Magome, Hidetaka Arimura, Yoshiyuki Shioyama, Katsumasa Nakamura, Hiroshi Honda, Hideki Hirata
    • 雑誌名

      BioMed Research International

      巻: 2013 ページ: 10 pages

    • DOI

      10.1155/2013/309534

    • 査読あり
  • [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, 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, 豊福 不可依
    • 雑誌名

      電子情報通信学会和文論文誌D

      巻: Vol.J96-D 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 therapy2013

    • 著者名/発表者名
      Taiki Magome, Hidetaka Arimura, Yoshiyuki Shioyama, Asumi Mizoguchi, Chiaki Tokunaga, Katsumasa Nakamura, Hiroshi Honda, Masafumi Ohki, Fukai Toyofuku, Hideki Hirata
    • 雑誌名

      Journal of Radiation Research

      巻: 54 ページ: 569-577

    • DOI

      10.1093/jrr/rrs123

    • 査読あり
  • [学会発表] Computer-Assisted Particle Therapy System Based on Computational Anatomy Models for Treatment Planning2014

    • 著者名/発表者名
      Hidetaka Arimura
    • 学会等名
      The Fifth International Symposium on the Project Computational Anatomy
    • 発表場所
      東京大学,東京
    • 年月日
      20140307-20140308
  • [学会発表] Local image descriptor-based searching framework of usable similar cases in a radiation treatment planning database for stereotactic body2014

    • 著者名/発表者名
      Ayumi Nonaka, Hidetaka Arimura, Katsumasa Nakamura, Yoshiyuki Shioyama, Mazen Soufi, Taiki Magome, Hiroshi Honda, Hideki Hirata
    • 学会等名
      SPIE Medical Imaging 2014
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 年月日
      20140216-20140221
  • [学会発表] Optimization of robust beam direction against patient setup errors in charged particle therapy2013

    • 著者名/発表者名
      Hidetaka Arimura
    • 学会等名
      Medical Physics International-School & the 11Th Medical Physics Seminar
    • 発表場所
      大阪大学,吹田市
    • 年月日
      20130916-20130918
    • 招待講演
  • [学会発表] Computerized Production of Statistical Clinical Target Volume Models in Prostate Cancer Radiation Treatment Planning2013

    • 著者名/発表者名
      Norimasa Matsushita, Hidetaka Arimura, Katsumasa Nakamura, Kagami Yoshikazu, Yoshiyuki Shioyama, Yasuhiko Nakamura, Hiroshi Honda, Hideki Hirata
    • 学会等名
      AAPM 55th Annual Meeting 2013
    • 発表場所
      Indianapolis, USA
    • 年月日
      20130804-20130808
  • [学会発表] Computer-aided Delineation of Tumour Regions for Lung Cancer in Multimodality Images by Localized Level Set Method2013

    • 著者名/発表者名
      Ze Jin, Hidetaka Arimura, Yoshiyuki Shioyama, Jumpei Kuwazuru, Taiki Magome, Katsumasa Nakamura, Hidetake Yabuuchi, Hiroshi Honda, Fukai Toyofuku, Hideki Hirata, Masayuki Sasaki
    • 学会等名
      International Conference on the Use of Computers in Radiation Therapy ICCR2013
    • 発表場所
      Melbourne, Australia
    • 年月日
      20130506-20130509
  • [図書] Computational Intelligence in Biomedical Imaging2013

    • 著者名/発表者名
      Hidetaka Arimura, Taiki Magome, Genyu Kakiuchi, Jyunpei Kuwazuru, Asumi Mizoguchi
    • 総ページ数
      21
    • 出版者
      Springer Science+Business Media
  • [備考] Arimura Laboratory

    • URL

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

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公開日: 2015-05-28  

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