Development of Motion Capture System of Wireless Markers for Irradiation

定位放射線治療では患者の呼吸等による腫瘍位置のずれを極力低減し、正常細胞への被爆を抑制することが重要である。研究代表者は生体内部や生体表面の部位の位置を精密に計測する場合を想定し、電気的引き出し線やバッテリをもたない微細なワイヤレス磁気マーカにより、高周波磁界を媒体とした位置検出方法をすでに提案した。本研究ではこのワイヤレス磁気マーカの位置をリアルタイムに計測するシステムを開発し、これを放射線治療用マーカとして開発することを目的とした。開発したワイヤレス磁気マーカは直径1.5mm、長さ10mmであり、注射針の内部へ挿入可能なサイズである。このマーカの位置を精密計測するために、励磁コイルおよび40チャンネルの検出コイル、高速DAコンバータおよびADコンバータからなるリアルタイムモーションキャプチャシステムを開発した。マーカにはバッテリ、処理回路、電気的引き出し線を必要とせず、人体内部を想定した約300mm立法体内部であれば、1mm程度の相対位置精度でマーカ位置が計測可能であることを示した。さらに本システムを東北大学付属病院の放射線治療装置(ライナック)のアイソセンター位置に励磁コイル、検出コイル、マーカを配置し、放射線照射システムと連動しつつ、実際の放射線照射時のノイズ環境下で正確に位置検出が可能であることを示した。

定位放射線治療では患者の呼吸等による腫瘍位置のずれを極力低減し、正常細胞への被爆を抑制することが重要である。研究代表者は生体内部や生体表面の部位の位置を精密に計測する場合を想定し、電気的引き出し線やバッテリをもたない微細なワイヤレス磁気マーカにより、高周波磁界を媒体とした位置検出方法をすでに提案した。本研究ではこのワイヤレス磁気マーカの位置をリアルタイムに計測するシステムを開発し、これを放射線治療用マーカとして開発することを目的とした。開発したワイヤレス磁気マーカは直径1.5mm、長さ10mmであり、注射針の内部へ挿入可能なサイズである。このマーカの位置を精密計測するために、励磁コイルおよび40チャンネルの検出コイル、高速DAコンバータおよびADコンバータからなるリアルタイムモーションキャプチャシステムを開発した。マーカにはバッテリ、処理回路、電気的引き出し線を必要とせず、人体内部を想定した約300mm立法体内部であれば、1mm程度の相対位置精度でマーカ位置が計測可能であることを示した。さらに本システムを東北大学付属病院の放射線治療装置(ライナック)のアイソセンター位置に励磁コイル、検出コイル、マーカを配置し、放射線照射システムと連動しつつ、実際の放射線照射時のノイズ環境下で正確に位置検出が可能であることを示した。