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Effectiveness of dynamic adaptive proton therapy with computed tomography image guidance

计算机断层扫描图像引导动态自适应质子治疗的有效性

基本信息

批准号：
18J12886
负责人：
守屋駿佑
金额：
$ 1.22万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では照射法や治療部位を問わず利用可能なCT画像を利用した３次元位置照合＋飛程調整（レンジアダプティブ）システムの設計・開発を行い、その有用性を示す。以前までに開発したパッシブ照射に対するシステムをスキャニング照射法に対応させるためにシステムの改良を行い、臨床データを利用して本システムの有用性を示す。システムの改良として、スキャニング照射法による線量計算が可能な計算エンジン（Simplified Monte Carlo）を本システムに実装した。また、実装した計算エンジンは、本システム内で最適化されたレンジシフタ厚やスキャンパターンにパラメータを変更することが可能である。本研究では、レンジ最適化に加えて、スキャン領域の修正も行うため、複雑なスキャンパターンの最適化計算が必要である。スキャン範囲の最適化は、Deformable Image Registrationエンジンの実装を行い、日々の治療時の腫瘍構造を把握することで可能にする。昨年度までに実装された機能と合わせて、開発したシステムが期待通りに動作するか、臨床データを利用して動作確認を行った。臨床データとして、3例の前立腺を用いて開発したシステムの動作確認を含めた有用性の検討を行った。本システムの有用性の評価では、従来の照合法である骨照合と腫瘍照合に比べて、腫瘍照合+レンジアダプティブを行った本システムを用いた手法の3つの方法における線量分布を計画時と比較する。線量分布の比較には、腫瘍（線量カバーと線量均一性）および周囲の正常臓器の線量指標を用いた評価を実施した。今後は、肺、肝臓、頭頸部症例などの周囲の正常臓器の体積変化や呼吸運動、治療期間中の著しい体型変化が知られている部位に関しても有用性を示すことが必要になる。

This study demonstrates the usefulness of the design, development and utilization of three-dimensional position imaging and flight adjustment for irradiation and treatment sites. To demonstrate the usefulness of this system in the development and clinical application of radiation therapy. The improved method of radiation calculation is based on Simplified Monte Carlo method. This is the first time that we have been able to optimize the system. In this study, it is necessary to optimize the calculation of the correction method in the field of optimization. The optimization of the image range, the implementation of the Deformable Image Registration, and the control of the tumor structure during the treatment Last year, the function of the installation was combined with the function of opening and closing, and the function of the clinical application was confirmed. The clinical data of 3 cases were analyzed and analyzed. The evaluation of the usefulness of this system is based on the comparison between the two methods. The comparison of line distribution is carried out in the middle of the evaluation of the line index of the normal device. In the future, it is necessary to show the changes in the volume of normal organs, respiratory movement, body shape during treatment and the relevant parts of the body during treatment for lung, liver and head and neck diseases.