2015 Fiscal Year Annual Research Report
次世代型４次元画像誘導放射線治療のための高精度リアルタイム適応追尾照射法の開発
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25293258
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
本間 経康 東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (30282023)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高井 良尋 弘前大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (50107653)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 放射線治療 / 画像計測 / 制御工学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
放射線治療において，肺腫瘍などの動態の連続追尾照射によりduty cycle増大，局所制御率向上と副作用低減を実現するための必須要素技術である，腫瘍位置の画像計測法と位置変動予測法の性能改善を行い，その確度と精度を評価・検証した。本年度の具体的な成果は以下の通りである。
１．呼吸統制による呼吸変動予測性能の改善：照射制御システムの呼吸性変動に対する追従性向上のため，複雑な呼吸性位置変動を表す独自の統計数理モデルに基づく予測性能の改善について検討した。とくに，モデルの想定を超える複雑な呼吸パターンに対しては十分な確度で予測するのが困難なため，呼吸統制を行って予測の難易度を下げることにより，そのような症例に対応する方法をシステム制御工学的な観点から模索した。これにより，これまでの呼吸統制はシステム制御工学の観点からは必ずしも最適とは言えないことを明らかにし，より患者負担が少なくかつ効果的な制御が可能な統制法について検討した。
２．治療計画システムによる事前線量評価：実機での照射制御システム実装の前段階として，リアルタイム適応追尾照射法が実現された場合の効果について検討するため，治療計画システムを用いた線量計算によりdose volume histogram (DVH）解析を行った。これにより，病巣への投与線量を同じとした場合に，健康な組織，とくに危険臓器（organ at risk, OAR）への線量，ならびに照射時間（duty cycle）を評価し，従来の移動全領域照射法，同期（待伏せ）照射法などと比較して，提案したリアルタイム追尾照射制御の有効性を示した。さらに，線量計算の結果より，追尾照射制御の方が有利となるために必要な呼吸変動予測誤差ならびにマーカレス腫瘍計測誤差の許容値策定の１つの基準を定めることに成功した。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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