バイオメカニクスとロボティクスに基づく肺機能/形態融合の次世代動体追跡放射線治療

基于生物力学和机器人技术，结合肺功能和形态学的下一代运动跟踪放射治疗

• 批准号: 22K07667
• 负责人: 椎木 健裕
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Yamaguchi University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K07667/
• 关键词: 慢性閉塞性肺疾患; バイオメカニカルモデル; 有限要素法; バイオメカニクス; ロボティクス; 肺機能; 肺腫瘍回転運動

我々は，呼吸性移動を伴う腫瘍に対して動体追跡放射線治療技術を開発し，臨床応用してきた．しかし,本治療は，正常臓器の生理機能を考慮できておらず，副作用への対応が懸念材料となる．そこで，本年度の研究では，四次元CT画像と有限要素法を用いた患者個別の肺機能予測のための肺ストレスマップを開発した．4次元CT（Computed tomography）画像の吸気・呼気の肺構造を有限要素法を用いて，メッシュ構造へ分解する．吸気CTに対して，CT値からヤング率を割り当てることで，初期値を決定した．吸気・呼気の肺メッシュ構造を非線形モデルを用いて，位置合わせを行い，呼吸により肺全体に加わるストレス分布を算出するアルゴリズムを開発した．開発したアルゴリズムを検証するため，呼吸機能検査であるスパイロメトリーの検査値と肺内のストレス値を比較した．また，肺ストレス値が慢性閉塞性肺疾患（COPD）の重症度の診断能を有しているかを評価した．さらに，従来実施されている吸気・呼気CT画像のCT値を用いたCOPDの診断能と比較した．肺腫瘍に対して放射線治療を実施した25症例を対象とし，開発したアルゴリズムの検証を行った．全肺におけるストレスの平均値は，スパイロメトリーの検査値である1秒量と努力肺活量と強い相関関係であった．また，COPDに対して高い診断能を有していることを示した．さらに従来のCT値を用いたCOPDの診断能と比較して，同等の診断能を有していることを示した．

We learn that respiratory movement is associated with radiation therapy, that the bed is used for radiation therapy, that this treatment is effective, that the physiological mechanism of the normal device is effective, and that side effects affect the reading of materials. This year's study. The four-dimensional CT portrait finite element method can be used in patients with lung cancer. 4-dimensional CT (Computed tomography) portraits inhale, breathe, and make lungs. The finite element method uses the finite element method to decompose the lung. The absorption of the CT filter, the CT cycle, the rate of failure is very high. In the early stage, the decision was made. The inhalation of the lung was used to create a non-circular device, the location was in line with the line, and all the lungs were breathed, and the distribution of the lung was calculated. Open your lungs to open your lungs. Open your lungs. The ventilator can be used to measure the severity of chronic obstructive pulmonary disease (COPD). The severity of chronic obstructive pulmonary disease (COPD) can be detected. The pictures of the CT were drawn and the pictures were drawn. The pictures were compared with the COPD. The lungs were treated with radiation therapy. 25 cases of the disease were treated with radiation therapy. The symptoms of 25 cases were treated with radiation therapy. The whole lung was closed. In one second, the effort vital capacity (FVC) is very strong. The COPD has a high energy cut-off. There is a signal in the CT. The COPD is used to cut off the energy. The same energy is cut off.

项目成果

Multicomponent mathematical model for tumor volume calculation with setup error using single-isocenter stereotactic radiotherapy for multiple brain metastases

• DOI: 10.1007/s13246-023-01241-8
• 发表时间: 2023-03
• 期刊: Physical and Engineering Sciences in Medicine
• 影响因子: 4.4
• 作者: Hisashi Nakano;T. Shiinoki;S. Tanabe;Toshimichi Nakano;T. Takizawa;S. Utsunomiya;Madoka Sakai;Shunpei Tanabe;Atsushi Ohta;M. Kaidu;T. Nishio;Hiroyuki Ishikawa

Assessing liver fibrosis distribution through liver elasticity estimates obtained using a biomechanical model of respiratory motion with magnetic resonance elastography

• DOI: 10.1088/1361-6560/ac7d35
• 发表时间: 2022-06
• 期刊: Physics in Medicine & Biology
• 影响因子: 3.5
• 作者: K. Fujimoto;T. Shiinoki;Y. Yuasa;Y. Kawazoe;M. Yamane;T. Sera;Hidekazu Tanaka

Prognostic Role of Systemic Inflammation Response Index for Cervical Cancer Patients Treated with Definitive Radiotherapy

全身炎症反应指数对接受根治性放射治疗的宫颈癌患者的预后作用

• 发表时间: 2022
• 作者: M. Kajima;T. Ono;Y. Manabe;K. Fujimoto;T. Shiinoki;H. Tanaka
• 通讯作者: H. Tanaka