人体の動きを考慮した重粒子線治療インバースプラニングに関する研究

考虑人体运动的重离子放射治疗逆规划研究

• 批准号: 21656240
• 负责人: 石川 顕一
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21656240/
• 关键词: 粒子線治; モンテカルロ法; 線量計算; 粒子線治療; 生体力学

がんの重粒子線治療とは、線量の集中性が高く、細胞致死効果の高い重粒子線(本研究では主に炭素イオン線を対象とする)を病巣に集中的に照射することによって、非侵襲にがんを治す治療法である。その治療計画では、X線CT画像等に基づいて線量分布を計算する。2次的ながんのリスクを評価するためには全身に対する線量計算が望ましいが、近年のCT画像の高精細化によって、ボクセルデータが膨大になり、次世代スパコン京のスペックをも超えるようなメモリー(コア辺り数ギガバイト以上)が必要になりつつある。人体の動きを考慮する上で特に重要なこの問題を解決するため、当該年度は、領域分割モンテカルロ法の開発・並列化、性能評価を行った。この方法は、計算領域を与えられたメモリー量で計算実行可能な複数の領域に分割して、重粒子線の入射位置から順に線量計算を実行するというもので、この方法を用いることによって、従来よりも少ないメモリー使用量での実行を可能にすることに成功した。また、領域分割では、粒子の位相データの書き出し・読み込みを多数回行うため、これによる計算時間の増大が懸念されたが、計算時間の増加は10%未満と十分小さいことを示すことができた。一方、ウィークスケーリングはおおむね良好であるが、若干増加傾向が見られ、さらなる検討・改善が必要と考えられる。また、理化学研究所の仁科加速器研究センターと連携し、市販のファントム中におけう線量分布の実験データを取得し、計算結果の検証を行い、良好な一致を得た。

In this study, carbon radiation was the main focus of radiation therapy, and the concentration of radiation dose was high. In this study, carbon radiation was the main focus of radiation therapy. Calculation of X-ray dose distribution based on treatment plan, X-ray CT images, etc. The second generation of CT images is expected to be highly refined in recent years, and the next generation of CT images is expected to be highly refined. Human body movement is considered to be particularly important in solving problems, and when the year is over, domain segmentation, development, and performance evaluation are conducted. This method is successful in calculating the possible number of fields, dividing them into multiple fields, calculating the incident position of heavy particles, and calculating the possible number of lines. The calculation time increases by 10%. The calculation time increases by 10%. One side, it is not good, some increase tendency is seen, it is necessary to improve In addition, the research results of the Renke Accelerator at the Institute of Physical Chemistry and Chemical Engineering are well consistent with those of the market.

项目成果

Domain-division Monte Carlo dose calculation method for particle therapy

粒子治疗分域蒙特卡罗剂量计算方法

• 发表时间: 2011
• 期刊: Progress in Nuclear Science and Technology
• 作者: K.L.Ishikawa;K.Niita;K.Takeda;N.Fukunishi;S.Takagi
• 通讯作者: S.Takagi

重粒子線治療のための4D線量計算

重离子治疗的4D剂量计算

• 发表时间: 2009
• 期刊: 計算工学 14
• 作者: 石川顕一;和田成生
• 通讯作者: 和田成生

4D Monte Carlo Dose Calculations for Particle Therapy Combined with the Spring Network Model of Lung Motion

结合肺运动弹簧网络模型的粒子治疗 4D 蒙特卡罗剂量计算

• 发表时间: 2009
• 作者: 石川顕一;高木周;コーエン・マティス;和田成生
• 通讯作者: 和田成生

肺運動のスフリンクネットワークモテルと組み合わせた重粒子線治療のための4Dモンテカルロ線量計算

结合肺运动 Suflink 网络模型的 4D 蒙特卡洛重离子治疗剂量计算

• 发表时间: 2009
• 作者: 石川顕一;高木周;コーエン・マティス;和田成生
• 通讯作者: 和田成生

肺の運動を考慮に入れた重粒子線治療のための4D線量計算

考虑肺运动的重离子治疗 4D 剂量计算

• 发表时间: 2009
• 作者: 石川顕一;高木周;M.Koen;和田成生
• 通讯作者: 和田成生