A study of the clinical utility for the practical use of the radiotherapy using CT pulmonary ventilation imaging

CT肺通气成像放疗实用化的临床应用研究

• 批准号: 18J22704
• 负责人: 宮川 真
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Tokyo Women's Medical University
• 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 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J22704/
• 关键词: 放射線治療（光子）; 肺; Computed Tomography; Ventilation imaging; 肺構造模擬ファントム; Deformable Registration; Ventilation Imaging; Deformable Image Registration

本申請者は呼吸に関わる肺内の高機能領域を避けて照射することで、主たる呼吸機能を担っている領域を保護することで副作用を減らすFunctional radiotherapy（F-RT）という技術に着目し、F-RTの中核を担うCT肺換気機能イメージング（CTVI）に関する研究を行ってきた。これまでに、そのCTVIを臨床利用に展開するために、①品質管理（Quality Assurance：QA）肺構造模擬ファントムの設計・開発、②Deformable Image Registration (DIR)パラメータがCTVIに及ぼす影響、③各病院に導入されている市販のDIRソフトウェアによるCTVIの比較、④CTVI作成システムの開発を行い、これらの結果は第32回高精度放射線外部照射部会学術大会及び、European Congress of Radiology 2021（ECR）にて発表した。さらに、Medical Physics(Impact Factor: 2.617)及びPhysica Medica（Impact Factor：2.24）に投稿し、採択された。本年度は、CTVI作成システム開発のために、ボクセルベースで量子ノイズがCTVIへ及ぼす影響について調査した。はじめに、CT画像に含まれるノイズに着目した。本ファントムを撮影し、画像処理によってノイズをできるだけ抑えた画像と通常の画像からそれぞれCTVIを作成した。CTVI（ノイズ大）におけるJDの平均値と標準偏差は1.09±0.29、CTVI（ノイズ小）におけるJDの平均値と標準偏差は1.34±0.27であり、マンホイットニーのU検定では、p値は0.01以下となり、有意差を示したことから、量子ノイズを含むCTVIは肺換気機能を過小評価している可能性を示唆した。

This applicant は breathing に masato わ る の high function inside the lung field を avoid け て irradiation す る こ と で, main た る breathing function を bear っ て い を る field protection す る こ と で side effects を minus ら す Functional Radiotherapy (F - RT) と い に う technology in the し, F - RT の nuclear を bear う CT in lung 気 function イ メ ー ジ ン グ (CTVI) に masato す る を line っ て き た. こ れ ま で に, そ の CTVI を clinical using に development す る た め に, (1) Quality management, Quality Assurance: QA) Lung structure simulation ファ トム トム トム <s:1> design and development, ②Deformable Image Registration (DIR) パ ラ メ ー タ が CTVI に and ぼ す influence, (3) the hospital に import さ れ て い る city vendor の DIR ソ フ ト ウ ェ ア に よ る CTVI の comparison, (4) CTVI made シ ス テ ム の open 発 を い, こ れ ら は の results back to the high precision radiation 32 academic conference and び, European external irradiation government departments Congress of Radiology 2021 (ECR) にて published on た. Youdaoplaceholder0, Medical Physics(Impact Factor: 2.617), and びPhysica Medica (Impact Factor: 2.24) に submitted to さらに, collected from 択された. This year は, CTVI シ ス テ ム open 発 の た め に, ボ ク セ ル ベ ー ス で quantum ノ イ ズ が CTVI へ and ぼ す influence に つ い て survey し た. Youdaoplaceholder0, CT image に contains まれるノ ズに ズに eyes た. This フ ァ ン ト ム を pinch of shadow し, portrait 処 に よ っ て ノ イ ズ を で き る だ け え suppression た portrait と portraits usually の か ら そ れ ぞ れ CTVI を made し た. CTVI (ノ イ ズ) に お け る JD の on average numerical と は 1.09 + / - 0.29 standard deviation, CTVI (ノ イ ズ small) に お け る JD の on average numerical と standard deviation 1.34 + / - 0.27 は で あ り, マ ン ホ イ ッ ト ニ ー の set U 検 で は, p numerical は 0.01 the following と な り, deliberately bad を し た こ と か ら, quantum ノ イ ズ Youdaoplaceholder0 contains むCTVI を pulmonary exchange function を understatement 価 て る る possibility を suggests た た.

项目成果

DIRベース肺換気イメージングのための非剛体ファントムを利用したDIRソフトウェアの比較

使用非刚性体模进行基于 DIR 的肺通气成像的 DIR 软件比较

• 发表时间: 2019
• 作者: 宮川 真;橘 英伸;守屋 駿佑;西尾 禎治
• 通讯作者: 西尾 禎治

Evaluation of deformation parameters for deformable image registration-based ventilation imaging using an air-ventilating non-rigid phantom

• DOI: 10.1016/j.ejmp.2018.05.016
• 发表时间: 2018-06-01
• 期刊: PHYSICA MEDICA-EUROPEAN JOURNAL OF MEDICAL PHYSICS
• 影响因子: 3.4
• 作者: Miyakawa, Shin;Tachibana, Hidenobu;Nishio, Teiji
• 通讯作者: Nishio, Teiji

Effect of deformation parameters on deformable image registration mapping of simulated pulmonary ventilation using a new non-rigid ventilating phantom

变形参数对使用新型非刚性通气模型模拟肺通气的变形图像配准映射的影响

• 发表时间: 2018
• 作者: Shin Miyakawa;Hidenobu Tachibana;Shunsuke Moriya;Teiji Nishio
• 通讯作者: Teiji Nishio

Quality verification of CT ventilation image by voxel-based analysis method using the nonrigid “ventilating” pulmonary phantom

使用非刚性“通气”肺模型通过基于体素的分析方法对 CT 通气图像进行质量验证

• 发表时间: 2021
• 作者: Miyakawa Shin;Tachibana Hidenobu;Moriya Shunsuke;Kurosawa Tomoyuki;Nishio Teiji;Sato Masanori;宮川真
• 通讯作者: 宮川真

Design and development of a nonrigid phantom for the quantitative evaluation of DIR-based mapping of simulated pulmonary ventilation

设计和开发非刚性体模，用于定量评估基于 DIR 的模拟肺通气映射

• DOI: 10.1002/mp.13017
• 发表时间: 2018
• 期刊: Medical Physics
• 影响因子: 3.8
• 作者: Miyakawa Shin;Tachibana Hidenobu;Moriya Shunsuke;Kurosawa Tomoyuki;Nishio Teiji;Sato Masanori
• 通讯作者: Sato Masanori