Development and clinical effectiveness of a new three-dimensional dose distribution evaluation method in high-precision radiotherapy

高精度放疗三维剂量分布评价新方法的研制及临床效果

基本信息

批准号：
21K07662
负责人：
高橋良
金额：
$ 0.92万
依托单位：
National Cancer Center Japan
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

本研究では高精度放射線治療における線量分布測定の新たな三次元測定器であるゲル線量計を対象とした、三次元線量域情報に基づく、新たな三次元線量分布評価法（3D dose structure based method; 3DDS法）を開発し、その方法の有効性を検証することを目的としている。令和４年度は、3DDS法の有効性評価を行うため、臨床症例を用いて既知のエラーに対する検出能を既存評価法であるガンマ解析法との比較解析によって明らかにすることを予定していた。そのため、臨床症例の比較解析に先立ち、既知のエラーに対する3DDS法の評価指標の変化を把握する目的で、単純な構造体に対して線量誤差、位置誤差を付加し評価を実施した。また、線量分布検証で問題となるゲル線量計などの測定体系と患者体内との違いを考慮させるため、患者体内の標的、正常臓器の関心領域を利用した評価が行えるようソフトウェアの改修を実施した。3DDS法では線量分布の重なり度合いである任意の線量域のOR (Overlapping Ratio)やVR (Volume Ratio)を主として評価される。単純な構造体に対して既知の線量誤差、位置誤差を付加した場合、線量誤差は主にVRに位置誤差はORに寄与する結果となった。一方で、線量誤差、位置誤差が複合された場合、その判別が困難であることも示唆された。そのことから、Isodose structure volume内の線量情報をDVHとして評価できることを活用し、従来のDVH評価で用いられるCI（Conformity Index）やHI（Homogeneity Index）の考え方を応用した評価指標を追加で算出できるようソフトウェア改修を実施している。また、予定していた臨床症例を用いた有効性評価は５割程度完了している状況である。

在本研究中，我们将使用凝胶剂量计开发一种基于3D剂量范围信息的新的3D剂量结构方法，这是一种用于测量高精度放射治疗中剂量分布的新型3D测量仪器）并验证其有效性。该方法的。 2020财年，为了评估3DDS方法的有效性，我们计划利用临床案例，通过与现有评估方法伽马分析方法的比较分析来阐明其检测已知错误的能力。因此，在对临床病例进行对比分析之前，我们对简单结构添加剂量误差和位置误差进行评估，以了解3DDS方法的评估指标因已知误差而发生的变化。此外，为了考虑到凝胶剂量计等测量系统与患者身体之间的差异（这是剂量分布验证中的一个问题），我们修改了软件，以便能够使用体内正常器官的目标和感兴趣区域进行评估病人的身体。在3DDS方法中，主要评估给定剂量范围的OR（重叠比）和VR（体积比），即剂量分布的重叠程度。当将已知的剂量和位置误差添加到简单结构中时，结果是剂量误差主要对VR产生影响，而位置误差对OR产生影响。另一方面，也有人提出，当剂量误差和位置误差结合在一起时，很难区分它们。因此，利用等剂量结构体中的剂量信息可以评价为DVH的事实，可以另外计算应用传统DVH评价中使用的CI(Conformity Index)和HI(Homogeneity Index)的概念的评价指标我们目前正在实施软件改进。此外，计划使用临床病例进行的有效性评估已完成约 50%。