Development and clinical effectiveness of a new three-dimensional dose distribution evaluation method in high-precision radiotherapy

高精度放疗三维剂量分布评价新方法的研制及临床效果

• 批准号: 21K07662
• 负责人: 高橋 良
• 金额: $ 0.92万
• 依托单位: National Cancer Center Japan
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K07662/
• 关键词: 三次元線量分布評価; ゲル線量計; 定位放射線照射; 患者毎の品質保証; 放射線治療; 三次元線量分布評価法; Patient specific QA

本研究では高精度放射線治療における線量分布測定の新たな三次元測定器であるゲル線量計を対象とした、三次元線量域情報に基づく、新たな三次元線量分布評価法（3D dose structure based method; 3DDS法）を開発し、その方法の有効性を検証することを目的としている。令和４年度は、3DDS法の有効性評価を行うため、臨床症例を用いて既知のエラーに対する検出能を既存評価法であるガンマ解析法との比較解析によって明らかにすることを予定していた。そのため、臨床症例の比較解析に先立ち、既知のエラーに対する3DDS法の評価指標の変化を把握する目的で、単純な構造体に対して線量誤差、位置誤差を付加し評価を実施した。また、線量分布検証で問題となるゲル線量計などの測定体系と患者体内との違いを考慮させるため、患者体内の標的、正常臓器の関心領域を利用した評価が行えるようソフトウェアの改修を実施した。3DDS法では線量分布の重なり度合いである任意の線量域のOR (Overlapping Ratio)やVR (Volume Ratio)を主として評価される。単純な構造体に対して既知の線量誤差、位置誤差を付加した場合、線量誤差は主にVRに位置誤差はORに寄与する結果となった。一方で、線量誤差、位置誤差が複合された場合、その判別が困難であることも示唆された。そのことから、Isodose structure volume内の線量情報をDVHとして評価できることを活用し、従来のDVH評価で用いられるCI（Conformity Index）やHI（Homogeneity Index）の考え方を応用した評価指標を追加で算出できるようソフトウェア改修を実施している。また、予定していた臨床症例を用いた有効性評価は５割程度完了している状況である。

This study aims to develop a new three-dimensional dose structure based method (3DDS method) for measuring dose distribution in high-precision radiation therapy, and to demonstrate the effectiveness of the method. In order to evaluate the effectiveness of the 3DDS method in the fourth year, the clinical case was used to evaluate the existing energy. The comparative analysis of clinical cases is carried out in advance, and the evaluation index of 3DDS method is determined according to the objective, and the linear error and position error of pure structure are evaluated. The measurement system and the violation in the patient's body should be considered. The target in the patient's body and the area of interest of the normal organ should be evaluated. 3DDS method: OR (Overlapping Ratio) or VR (Volume Ratio) of any linear domain For pure structures, linear errors and positional errors are known to be added, and linear errors are mainly caused by VR and positional errors. When a square error, linear error and position error are combined, it is difficult to distinguish between them. In addition, the linear information in Isodose structure volume is used for DVH evaluation, CI (Conformity Index) and HI (Homogeneity Index) evaluation. The clinical symptoms are evaluated according to the severity of the disease.