A novel radiotherapy treatment planning based on dual-energy virtual monochromatic CT

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放射線治療計画において、CT画像は標的体積の決定と線量分布計算という２つの目的に使用される。標的体積を精度よく決定するためには病変と周囲の組織コントラストが高い方が有利であり、ヨード造影剤の投与が必要となることがある。一方、線量分布計算は、CT値が組織性状をよく反映していることが前提であり、造影剤等によるCT値の修飾がない方がよい。よって、放射線治療計画を精度よく行うためには、線量分布計算のための非造影CTと、標的体積の決定のための造影CTが必要となり、2回の撮影による放射線被ばくが生じる。そこで本研究では、1回の撮影データから非造影画像および造影画像を生成し、前者を線量分布計算、後者を標的容積の決定に使用する新しい放射線治療計画法を提案する。具体的には、dual-source dual-energy CTを使用し、造影下にて1回の撮影を2種類の管電圧で同時に行い、得られる2種類の画像(撮影線質が異なる)から線形代数的演算によって造影画像(標的体積決定用)と非造影画像(線量分布計算用)を算出する。総撮影線量は通常の撮影1回分以下とし、ノイズを逐次近似的画像再構成により抑制するが、この処理が画質の視覚的印象を変化させるため、視覚的印象の観点から画質の定量を行い、従来の画像と同等の出力を目指す。以上のことを実現できるファントム実験系まで構築し、線量分布等の評価ができる段階まできているが、新型コロナウイルス感染症の影響により、当該研究に使用するCT装置が感染診療専用となり、2021年度から実験を必要とする研究が実施できていない。そのため、理論面での考察を進めつつ、すでに撮影済みのファントム画像を用いて視覚的印象の観点からの画質の定量に取り組み、学会発表および招待講演等にてその成果を発表した。学会発表では優秀演題として受賞するなどの高い評価を得ている。