CBCT画像と画像変形位置合わせ技術を用いた高精度な線量評価システムの構築

利用CBCT图像和图像变形对准技术构建高精度剂量评估系统

• 批准号: 16K19223
• 负责人: 千葉 瑞己
• 金额: $ 1.91万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-01 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16K19223/
• 关键词: 頭頸部; CBCT; 非剛体位置合わせ; 線量合算; 放射線治療; 医学物理

本研究は、CBCT画像とdeformable image registration(DIR)を用いて、治療期間中の患者の臓器変動や体形変化を考慮した高精度な線量評価システムを構築することである。今年度は、計画CT画像を治療回毎に撮影されるCBCT画像に向けてDIRすることで生成することができる仮想計画CT画像を作成するフレームワークを構築し、これまでの画像強度に基づくDIRに加え、解剖学的情報（輪郭情報）を用いたhybrid DIRでも同様の仮想計画CT画像を生成できるシステムを構築することができた。また、通常DIRに使用されるCT画像の画像強度のみを使用した仮想計画CTと、新たに検討するhybrid DIRを用いた場合の仮想計画CT画像のDIR精度評価を行い、有意に頭頸部領域でのDIR精度が向上することをダイス係数を用いて明らかにした。また、次年度予定していた3Dプリンタを用いた頭頸部ファントムの作成に向けて、3Dプリンタでのファントム作成の基盤を構築し、最適な3Dプリンタの素材の選定およびプロトタイプ版の頭頸部ファントムを作成に成功した。また、そのプロトタイプ版の頭頸部ファントムの精度評価を行い、撮影したCT画像は患者のCT画像に近いことまで確認した。しかし、骨領域を再現できる最適な素材を見つけることが出来ず、次年度はその最適な素材の選定は引き続き行う必要がある。また、ファントム中にチェンバーやガラス線量計が挿入が容易にできるようにソフトウェアも開発する予定である。

这项研究使用CBCT图像和可变形图像登记（DIR）来构建一个高度准确的剂量评估系统，该系统考虑了治疗过程中患者器官和身体形状的变化。今年，我们建立了一个框架，用于创建虚拟计划的CT图像，可以通过将计划的CT图像置于每种处理的CBCT图像中生成，并且除了基于先前的图像强度的DIR外，我们还能够构建一个系统，该系统可以使用解剖学信息（CONOROUR信息）生成类似的虚拟计划的CT图像。此外，我们仅使用通常用于DIR的CT图像的图像强度执行了虚拟计划CT，并在使用新研究的混合DIR时评估了虚拟计划CT图像的DIR精度，并使用骰子系数进行了骰子系数，该骰子系数可显着改善头部和颈部的DIR精度。此外，为了准备使用计划于明年的3D打印机创建头部和颈部幻影，我们为使用3D打印机创建幻影建立了基础，并成功选择了最佳的3D打印机材料并创建了原型头和颈部幻影。此外，评估了原型版本的头部和颈部幻影的准确性，并确认CT图像与患者的CT图像相近。但是，我们找不到可以重现骨面积的最佳材料，我们将需要继续选择明年的最佳材料。我们还计划开发软件，以使插入室和玻璃点仪更易于进入幻影。