2014 Fiscal Year Research-status Report
新発想による日本発次世代高精度放射線治療アルゴリズムの実証
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26461898
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
国枝 悦夫 東海大学, 医学部, 教授 (70170008)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
株木 重人 東海大学, 医学部, 講師 (00402777)
尾川 浩一 法政大学, 理工学部, 教授 (00158817)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | VMAT / アルゴリズム / 最適化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
強度変調放射線治療(IMRT)に代表される高精度放射線治療は、照射装置、治療計画装置だけでなく、最適化手法等のソフトウェアが重要といえる。近年CT型でマルチリーフコリメータを装備する装置が開発されているが、その特徴を最大限に生かす新しい照射方法、治療計画アルゴリズムを提案し、照射効率の向上、照射時間の短縮による安全で患者の負担の少ない次世代高精度放射線治療を研究、推進している。
治療計画アルゴリズムの開発 (駆動自由度パラメータ最適化アルゴリズムの開発)をおこなった。治療計画精度の評価関数を作成し、関数の物理パラメータを最適化するアルゴリズムを解析、開発した。遺伝的アルゴリズムや、ニューラルネットを用いることも検討した結果、Simulated Annealing法での最適化を採用し、逐次補完により、ガントリー回転および同時治療寝台移動を盛り込んだヘリカルVMATアルゴリズムを作成した。回転IMRTは、初期値として、数方向から照射した場合のIMRT最適化をおこない、さらにその中間の角度のビームを加えてリーフ移動速度制限等の制約条件と伴に更に最適化をおこなう事を逐次的に繰り返し、最終的に回転IMRT照射法を作成するが、我々の方法では同様に一回転について照射野の半分程度（５cm）、治療台を移動した状態で１回転について３方向からの照射を行うことを初期値として採用した。２周を１単位としたので、６方向からの照射になる。治療台移動、ガントリー回転とも一定であるとしてその６点の中間点からのビーム５点を加えた。さらに繰り返して連続とみなされるまで最適化を続けた。
模擬人体(ファントム)による再現性実験を行った。ファントムの作成には３Dプリンターを用いため、作成が用意で自由度が高く今後の類似の実験の展開が容易になる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
現在、治療計画精度の評価関数を作成し、関数の物理パラメータを最適化するアルゴリズムを検討し開発している。逐次補完によるガントリー回転および同時治療寝台移動を盛り込んだヘリカルVMATアルゴリズムについても検討を完了した等、ほぼ予定の研究が進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
シミュレーションと、最適化アルゴリズムの精度あげることが今後の課題である。他の方法についても検討する。
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| Causes of Carryover |
人件費として予定していたが、勤務時間が減ったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
物品費に含めて実験用消耗品を購入する、
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