Development of basic technology for next-generation MR-guided radiation therapy based on biofunctional dynamic information

基于生物功能动态信息的下一代磁共振引导放射治疗基础技术开发

• 批准号: 22K07777
• 负责人: 澁谷 景子
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Osaka Metropolitan 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 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K07777/
• 关键词: MR画像誘導即時適応放射線治療; 高精度放射線治療; 医用画像特徴量分析; デルタ医用画像特徴量分析; 生体機能動態情報; 次世代高精度放射線治療

本研究の目的は、難治性である進行がんに対し、放射線治療期間中の腫瘍の生体機能動態情報を抽出し、その変化に適応させる次世代高精度放射線治療のための基盤技術を開発することである。高磁場MRI一体型放射線治療装置は、日々の体内変化に対し高精度に照射位置を適応させることで、その日の患者体内で計画線量分布を再現する即時適応放射線治療を可能とするものである。しかしながら、難治性である進行がんにおいては、放射線感受性の高い正常臓器が標的に広範囲に近接することが多く、日々の形態変化に照射位置を適応させるのみでは、治療成績の劇的な向上は見込めない。治療期間中の腫瘍、正常組織の生体機能情報変化を早期に捉え、その変化に適応することのできる強力な局所的治療介入ができれば、難治癌における治療成績の革新的な向上が期待できると考える。今年度はデータベース構築のため、Windowsサーバー機能を有したNAS上にDICOMサーバーを構築し、高磁場MRI一体型放射線治療装置とのMRIデータのDICOM通信を可能にした。Pythonコードを用いて転送されたMRIデータのDICOMヘッダ情報を基に、患者、治療日、撮影シーケンス毎にMRIデータを自動階層化するシステムを構築した。また、PythonコードであるPyRadiomicsを用いて各治療日に撮影した拡散強調MRIの画像特徴量分析、ならびにデルタ医用画像特徴量分析を実施し、治療期間中の画像特徴量変化を明らかにした。さらに、照射中のリアルタイムMR画像の解析にも着手し、非DICOM系MR画像データの数値化、AIを用いた直交2断面2DMRIデータからの3D-MRIデータの再構築を可能にする基盤システムを構築した。

Purpose this study の は, difficultly で あ る for が ん に し seaborne, radiation treatment during の swollen sores の in body function and dynamic intelligence を drew し, そ の variations change に optimum 応 さ せ る next generation high precision radiotherapy の た め の technique を open 発 す る こ と で あ る. A high magnetic field MRI body radiation treatment unit は, day 々 の body the variations に し seaborne high-precision に irradiation position を optimum 応 さ せ る こ と で, そ の day の patient で project dose distribution を reappearance す る real-time optimal 応 radiotherapy を may と す る も の で あ る. し か し な が ら, difficultly で あ る for が ん に お い て は, high radiation susceptibility の い normal viscera が mark に hiroo van 囲 に nearly meet す る こ と が く, day more 々 の morphology variations に irradiation position を optimum 応 さ せ る の み で は, treatment result の drama な は up see 込 め な い. During treatment の の swollen sores, normal tissues in living body function intelligence - を え に caught early and そ の variations change に optimum 応 す る こ と の で き る powerful な bureau treatment が で き れ ば, refractory cancer に お け る treatment result の innovative な upward が expect で き る と exam え る. Our は デ ー タ ベ ー ス build の た め, Windows サ ー バ ー function を have し た NAS に on DICOM サ ー バ ー を build し and high field magnetic resonance imaging (MRI) a body radiation treatment unit と の MRI デ ー タ の DICOM communication を may に し た. Python コ ー ド を with い て planning send さ れ た MRI デ ー タ の DICOM ヘ ッ ダ intelligence を に, patients, and treatment, pinch of shadow シ ー ケ ン ス their に MRI デ ー タ を automatic stratification す る シ ス テ ム を build し た. ま た, Python コ ー ド で あ る PyRadiomics を with い て に pinch of each treatment, shadow し た company, scattered MRI の portrait 徴 quantity analysis, emphasize な ら び に デ ル タ medical portraits, 徴 quantity analysis を be し, during treatment of の portraits, 徴 amount - the を Ming ら か に し た. さ ら に, illuminate the の リ ア ル タ イ ム MR portrait の parsing に も to し portraits, the DICOM MR デ ー タ の を using the numerical, AI い た rectangular section 2 dmri デ ー タ か ら の 3 d - MRI デ ー タ の to construct を may に す る base plate シ ス テ ム を build し た.

项目成果

Elekta Unityを用いた安全・高精度なMR画像誘導即時適応放射線治療

使用 Elekta Unity 进行安全且高度准确的 MR 图像引导即时适应性放射治疗

• 发表时间: 2022
• 作者: 椋本宜学;井口治男;柴田祐希;家永晃功;坂田元徳;長畑智政;佐原朋広;辰己大作;山崎仁美;遠藤弘子;椋本直希;松田尚悟;澁谷景子
• 通讯作者: 澁谷景子

オリゴ骨盤リンパ節転移に対するMR画像誘導保定位放射線治療（SMART）の初期成績

磁共振图像引导立体定向放射治疗（SMART）治疗少盆腔淋巴结转移的初步结果

• 发表时间: 2022
• 作者: 糸山廣重;井口治男;椋本宜学;椋本直希;阪上茉衣;濱浦信成;澁谷景子;柴田祐希;坂田元徳;家永晃功
• 通讯作者: 家永晃功

Reconstruction of Magnetic Resonance Volume with Biplanar Images for Magnetic Resonance -Guided Adaptive Radiotherapy with Generative Adversarial Networks

利用生成对抗网络进行磁共振引导自适应放射治疗的双平面图像重建磁共振体积

• 发表时间: 2022
• 作者: De-Jun Zhou;Mitsuhiro Nakamura;Nobutaka Mukumoto;Keiko Shibuya
• 通讯作者: Keiko Shibuya

オリゴ腹部骨盤リンパ節転移に対するMR画像誘導定位放射線治療（SMART）の初期成績

磁共振图像引导立体定向放射治疗（SMART）治疗寡聚腹盆腔淋巴结转移的初步结果

• 发表时间: 2022
• 作者: 井口治男;椋本宜学;椋本直希;阪上茉衣;山岸睦美;濱浦信成;柴田祐希;坂田元徳;家永晃功;澁谷景子
• 通讯作者: 澁谷景子

中咽頭化学放射線療法後の予後予測におけるMR画像特徴量の臨床評価

MR图像特征预测口咽放化疗后预后的临床评价

• 发表时间: 2022
• 作者: 井口治男;椋本宜学;椋本直希;阪上茉衣;山岸睦美;濱浦信成;糸山廣重;細野雅子;松田尚悟;澁谷景子
• 通讯作者: 澁谷景子