Development of Dual-source Cone-beam CT for High Precision Radiation Therapy

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(A)デュアルソース4D-CBCTを利用したマーカーレス動体追尾照射法の開発照射中の標的位置を検出することに着目した．動体追尾照射をする際、照射中の三次元標的位置確認を行うためには画像を用いた三角測量にて行われるが、照射野形状やガントリ角度によっては画像上で標的が認識できない。そこで体外に置いた標的のサロゲートの動きから標的の三次元位置を推定する必要がある。本研究ではサロゲートの位置と速度の2次多項式から標的位置を解析的に求めるモデル(推定式)を構築した。提案法では、推定式を構築するために既知の標的位置とサロゲートの位置及び速度の相関を計測する必要がある。これをモデリングセッションと呼ぶ。モデリングセッションで構築された推定式を検証するセッションを検証セッションと呼ぶ。臨床データを用いた検証の結果、モデリング時間及び補正時間は10秒程度で他の推定方法と同等の誤差で標的位置を推定できることが示された。(B)臓器位置照合(患者セットアップ)の高精度化を目指したデュアルエナジーCBCTの開発臨床で用いられている放射線治療装置の機械的な制限の下で実現可能なデュアルエナジーCBCT撮像法を考案した。本研究では既存の撮像システムでもデュアルエナジーデータを取得する方法を提案した。それは2種類の金属を用い、1つの連続X線スペクトルを高エネルギー、低エネルギーにフィルタする方法である。金属はスズ、タングステンを採用した。提案法の検証には5×5 cm2の平面検出器及び一様な直径3 cmの円柱アクリルファントムとそのアクリルファントムにチタン棒を4本挿入したファントムを用いた。それぞれのファントムを提案法、及び管電圧80、140 kVpを用いる方法(従来法)で撮像した。その結果提案法は従来法よりもメタルアーチファクトの影響を低減することができることを定量的に示した。