3-Dimensional High-resolution Estimation of Dose Distribution from Sparsely Measured Data under Respiratory Displacement

呼吸位移下稀疏测量数据的剂量分布三维高分辨率估计

基本信息

批准号：
21K04079
负责人：
近藤克哉
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Tottori University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

R4年度は以下の事項を行った．(a)被ばく線量を抑えるため少ない角度サンプリング数のもとでのコーンビームおよびパラレルビームのプロジェクションデータから再構成を行い，それぞれについてデータ補間により画質改善を行い評価した．データ補間は機械学習を用い取得データの内挿により計算した．また(b)がん領域の形状を再現するためのキーとなる角度で鮮明な分布を得る目的で，コーンビームおよびパラレルビームについて，角度範囲の収集区間を限定（部分収取）して再構成を行い画質評価した．(a)について線量分布の画像の質が改善された結果が得られている．とくに(b)について線量分布画像の質は補間により改善されるものの高周波成分の再現が弱く改善余地があるため，(a)(b)について適正なデータ補間が成されるよう実用上での画質評価も加味して改良を進めている．また，(c)撮影時の呼吸性移動を伴う場合の画質改善のため，疑似腫瘍を含む模型（ファントム）を呼吸性移動を模擬した環境下で計測して，呼吸性移動を伴うファントムのコーンビームCTデータ，および呼吸性移動の動きデータを用いた．呼吸性移動の下では再構成した像が劣化するため，動きデータと撮像データを同期し，あわせてサンプリング間隔のあいた部分を内挿することで動きによる画質劣化の低減を進めた．(c)の実験について，画像誘導放射線治療に用いる4次元（時間・空間）コーンビームCTの撮影時間短縮に有用であることが期待され実用的となるよう行った．

在R4财政年度，进行了以下操作。（a）为了减少暴露剂量，使用少量的角度采样重建了锥束和平行梁投影数据，并通过数据插值来改善图像质量。通过机器学习来计算数据插值，通过插值来计算获得的数据。此外，（b）重建了以重现癌症区域形状的关键角度，重建了锥形束和平行梁，并通过限制（部分收集）角度范围的收集部分来评估图像质量。对于（a），剂量分布图像的质量已得到改善。特别是，对于（b），通过插值来提高剂量分布图像的质量，但是高频组件的再现较弱，并且有改进的余地，因此考虑到实用的图像质量评估，可以改进，以便为（a）和（a）和（b）实现适当的数据插值。此外，（c）在成像过程中进行呼吸运动时，在模拟呼吸运动的环境中测量了含有模拟肿瘤的模型（幻象），并使用了具有呼吸运动和呼吸运动运动数据的幻影的锥束CT数据。由于重建的图像在呼吸道运动下恶化，因此将运动数据和成像数据同步，并一起插入抽样间隔的部分，以减少由于运动而导致的图像质量降解。实验（C）进行了实用，因为预计它对于缩短图像引导放射疗法中使用的四维（时间/空间）锥体CT的成像时间很有用。