統計的治療計画法に基づくプロスペクティブ適応放射線治療システムの開発

基于统计治疗计划方法的前瞻性自适应放疗系统开发

• 批准号: 15J03603
• 负责人: 仲本 宗泰
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J03603/
• 关键词: 高精度放射線治療; 放射線治療計画; 統計的多次元放射線治療症例データベース; 統計的線量分布; EPID動画像; EPID画像; 最適化; ガンマ解析

本年度は患者の治療期間中に撮像された全てのEPID動画像を収集し，前年度に構築した治療中の変動を考慮した統計的多次元放射線治療症例データベースに治療総期間における統計変動についても組み込んだ．そして，治療期間中全ての変動を含んだ患者各々の統計的線量分布を予測した．統計的線量分布はデータベース内に存在する治療期間中全ての統計的変動を含んだCT画像に線量計算アルゴリズム (AAA: analytical anisotropic algorithm) を適用することによって予測した．この統計的変動を含んだCT画像は治療計画CT画像を治療期間中に撮像された全てのEPID動画像のフレーム毎に変形させることにより計算した．変形には，前年度に提案したATP法を組み込んだ最適化法により決定される変形パラメーターに基づいた非線形レジストレーション法を用いた．予測した統計的線量分布と治療計画時の線量分布を比較・評価するため，DVHを計算し，標的及びリスク臓器 (肺，脊髄) に対する様々な指標 (D95，V10，V20，mean dose，maximum dose，homogeneity index，conformity index) を求めた．さらに，生物学的指標であるTCP，NTCPについても求めた．研究成果は2回の国際会議と1回の国内会議で報告し，大きな反響を得られた．そして，ICMP 2016では研究成果が高く評価されBest Presentation Silver Award of IOMPを受賞した．さらに，研究成果は英文原著論文として国内の医用画像分野の学術雑誌 Medical Imaging and Information Sciences誌 に掲載された．そして，本論文は高く評価され論文賞の受賞が内定した．最後に研究成果及び当該研究に関連する知識・技術を英文著書として纏めた．

This year, the EPID animation images of all patients during the treatment period were collected. In the previous year, the statistical changes in the treatment period were considered. During the treatment period, the changes in the total number of patients included in the statistical linear distribution of each patient. Statistical changes in the distribution of line quantities during the treatment period, including CT image calculation (AAA), are applicable to prediction. The statistical changes include CT images, treatment plans, CT images, treatment periods, and EPID animation images. The previous year's proposal was based on the ATP method. Compare the predicted statistical dose distribution with the dose distribution at the time of treatment planning, evaluate the DVH, calculate the target and calculate the corresponding index (D95, V10, V20, mean dose, maximum dose, homogeneity index, conformity index). The biological index is TCP, NTCP. The results of the study were reported at two international conferences and one domestic conference. ICMP 2016 received the Silver Award for Best Presentation of IOMP. The research results are published in Journal of Medical Imaging and Information Sciences. This paper is highly appraised and awarded. Finally, the research results and the knowledge and technology related to the research are published in English

项目成果

A framework for estimating four-dimensional dose distributions during stereotactic body radiation therapy based on a 2D/3D registration technique with an adaptive transformation parameter approach

基于 2D/3D 配准技术和自适应变换参数方法的立体定向身体放射治疗期间估计四维剂量分布的框架

• 发表时间: 2016
• 期刊: Medical Imaging and Information Sciences
• 作者: Takahiro Nakamoto;Hidetaka Arimura;KENICHI MOROOKA;Yasuhiko Nakamura;Tomonari Sasaki;Taka-aki Hirose;Yoshiyuki Umedu;Hiroshi Honda;Hideki Hirata
• 通讯作者: Hideki Hirata

“Visualization of dose distributions for photon beam radiation therapy during treatment delivery” in Image-Based Computer-Assisted Radiation Therapy edited by Arimura H (Kyushu University)

Arimura H（九州大学）编辑的《基于图像的计算机辅助放射治疗》中的“治疗期间光子束放射治疗的剂量分布可视化”

• 发表时间: 2017
• 作者: Nakamoto T;Arimura H
• 通讯作者: Arimura H

計算機支援診断放射線治療研究室ホームページ

计算机辅助诊断放射治疗实验室主页

Reconstruction of four-dimensional computed tomography imagesduring treatment time using electronic portal imaging device images based on a dynamic 2D/3D registration

使用基于动态 2D/3D 配准的电子射野成像设备图像在治疗期间重建四维计算机断层扫描图像

• DOI: 10.1117/12.2254000
• 发表时间: 2017
• 期刊: Proceeding of SPIE 2017
• 作者: Nakamoto T;Arimura H;Hirose TA;Ohga S;Umezu Y;Nakamura Y;Honda H;Sasaki T
• 通讯作者: Sasaki T

Systematic framework for estimating in-vivo four-dimensional dose distributions during treatment delivery in stereotactic body radiotherapy based on a 2D/3D registration with an adaptive transformation parameters approach

基于自适应变换参数方法的 2D/3D 配准，用于估计立体定向放射治疗期间体内四维剂量分布的系统框架

• 发表时间: 2016
• 作者: Nakamoto T;Arimura H;Sasaki T;Morooka KI;Hirose TA;Nakamura Y;Umezu Y;Honda H;Hirata H
• 通讯作者: Hirata H