複数体積分割照合法を用いた位置決め患者の治療照射影響評価に関する研究

多体积分割匹配法评价定位患者治疗照射效果的研究

• 批准号: 18K07744
• 负责人: 田代 睦
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Gunma University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18K07744/
• 关键词: 放射線治療; 重粒子線治療; 患者位置決め; 動態定量化; 複数体積同時照合; 模擬CTボリュームデータ; 線量分布計算; 分割体積照合法; 模擬CTボリューム; 粒子線治療; 2D-3Dマッチング; 複数体積分割照合法; 関心体積; 変位; 関心体積移動

放射線治療における日々の患者位置決めでは、治療計画時と比べて内部の解剖学的構造にずれが見られることがあり、照射の確実性が損なわれる恐れがある。その状態での治療照射の影響を位置決め時に確認できる手法を確立することが目的である。申請者はこれまで、患者位置決め時の関心体積の母体積からの3次元的なずれを定量化する複数体積分割照合法の開発を行ってきた。本ソフトウェアは、3D-CTボリュームデータを母体積と関心体積に分割し、それぞれの体積を独立に変位させてマッチングを行うことにより、母体積の位置決めと同時に関心体積のずれを定量化および可視化するものである。そして、そのマッチングの際に得られる疑似3D-CTボリュームデータが、位置決め時のX線画像の患者状態を表すものであることから、そのボリュームデータを利用して線量分布計算を行うことにより、治療計画から治療時に解剖学的構造が変化した患者の照射影響を評価すること、また本技術が適用可能な症例や標的位置、動き方を明らかにすることが具体的な目的である。当年度は、昨年度に引き続き、いくつかのファントムデータおよび実患者データについて、治療期間中に取得された確認CTを基準とし、そこから得られる疑似X線画像を治療時の位置決め画像として本手法を適用し、治療計画CTから擬似的に移動・変形した模擬CTデータを得た。これに対して治療を模擬した線量分布計算を行い、確認CTにて計算された確認計画線量分布と比較を行い、標的への線量カバレージ等の比較を行った。両者がおおよその一致を示していることから、本手法により生成された模擬CTが、治療照射（解剖学的構造変化に対する粒子線線量分布）の観点で実際の動きをおおむね模擬できることがわかった。

与治疗计划相比，每天在放射治疗中的患者定位可能显示内部解剖结构的偏差，这可能会损害照射的可靠性。目的是建立一种允许在定位时确认该状态治疗辐射的作用的方法。申请人先前已经开发了一种多卷拆分匹配方法，该方法量化了与患者定位期间感兴趣量的母体体积的三维偏差。该软件将3D-CT卷数据划分为母量和感兴趣的量，并独立移动每个卷以进行匹配，从而与父母体积的定位同时量化和可视化感兴趣量的偏差。由于在匹配期间获得的伪-3D-CT量数据代表定位时患者的X射线图像状况，因此具体目的是使用体积数据来计算剂量分布，并评估患者在治疗计划中的解剖学在治疗计划中发生的解剖学效应，并澄清病例，目标位置和动作，该技术可以使该技术适应该技术。在当前的财政年度，在去年之后，对于某些幻影数据和实际患者数据，我们使用该方法应用了在治疗期间获得的确认CT，使用从这些pseudo-X射线图像作为治疗过程中的定位图像获得的伪X射线图像，我们获得了模拟的CT数据，其中从治疗计划中获得了模拟的运动和错误。为此，计算了剂量分布以模拟处理，并与使用检查CT计算的确认计划的剂量分布进行了比较，并将剂量覆盖范围与目标等等进行比较，等等。由于两者显示大致相同，因此发现该方法产生的模拟CT可以在治疗剂量上进行粒子剂量分布（在相关方面的分布）中进行模拟的实际动作（相关分布）。

项目成果

Dose distribution reconstruction of fine carbon-ion beams for carbon-knife

碳刀细碳离子束剂量分布重建

• 发表时间: 2018
• 作者: M. Tashiro;H. Souda;M. Torikoshi;T. Ohno;T. Nakano
• 通讯作者: T. Nakano

Reconstruction of dose distributions for fine carbon-ion beams using iterative approximation toward carbon-knife

使用碳刀迭代近似重建精细碳离子束的剂量分布

• DOI: 10.1088/1361-6560/abc131
• 发表时间: 2020
• 期刊: Physics in Medicine & Biology
• 影响因子: 3.5
• 作者: Tashiro Mutsumi;Souda Hikaru;Yoshida Takuya;Sakurai Hiroshi
• 通讯作者: Sakurai Hiroshi

Dosimetry of experimental carbon-ion mini-beams toward ‘Carbon-Knife’ and ‘Carbon-Flash’

针对“碳刀”和“碳闪”的实验性碳离子微型束剂量测定

• 发表时间: 2021
• 作者: Mutsumi Tashiro;Masao Nakao;Yukari Yoshida;Ken Yusa;Tatsuya Ohno
• 通讯作者: Tatsuya Ohno

群馬大学重粒子線がん治療における医工連携

群马大学医学工程合作重离子放射治疗癌症

• 发表时间: 2021
• 作者: Mutsumi Tashiro;Hikaru Souda;Hiroshi Sakurai;田代 睦
• 通讯作者: 田代 睦

Technical Note: Predicting dose distribution with replacing stopping power ratio for inter‐fractional motion and intra‐fractional motion during carbon ion radiotherapy with passive irradiation method for stage I lung cancer

技术说明：用替代停止功率比预测 I 期肺癌被动照射碳离子放射治疗过程中分次间运动和分次内运动的剂量分布

• DOI: 10.1002/mp.12966
• 发表时间: 2018
• 期刊: Medical Physics
• 影响因子: 3.8
• 作者: Kubota Yoshiki;Sakai Makoto;Tashiro Mutsumi;Saitoh Jun‐ichi;Abe Takanori;Ohno Tatsuya;Nakano Takashi
• 通讯作者: Nakano Takashi