IGRT

本ページでは、エレクタ製品に関連した学術論文を毎月ご紹介しています。

論文は、臨床的なトピックや物理的な観点から9つのグループに分けています。また、その月に紹介された論文は「新着」というグループで確認できます。
論文のKeywordも記載しており、ブラウザの検索機能(Ctrl+F)を使用して興味のある単語で検索いただけます。

IGRT

" Setup margins based on the inter- and intrafractional setup error of left-sided breast cancer radiotherapy using deep inspiration breath-hold technique (DIBH) and surface guided radiotherapy (SGRT)"

Rudat, Volker, et al.
Journal of Applied Clinical Medical Physics (2024): e14271.
https://doi.org/10.1002/acm2.14271
Keyword: breast-cancer-radiotherapy, deep-inspiration-breath-hold, dibh, patient-positioning, sgrt, surfaceguided-radiation-therapy
この研究では、SGRTを用いた左側乳癌放射線療法のDIBHにおけるセットアップ精度を評価し、対応するセットアップ・マージンを最適化することで、治療の精度と安全性を向上させることに焦点を当てています。SGRTとkV-CBCTを使用して、治療間・治療中の患者セットアップ精度を測定し、セットアップ・マージンを計算しています。結果、AB、GT、およびSI方向の治療間および治療中のセットアップ誤差のためのセットアップ・マージンはそれぞれ4 mm、6 mm、および4 mmであり、治療中の誤差は計算されたセットアップ・マージンに対して1 mm以下でした。結論として、DIBHではSGRTを用いることで、優れた治療中の患者セットアップ精度と受け入れ可能な治療間の精度が得られ、kV-CBCTの頻度を削減できるとしています。
掲載日: 2024/02/27

"Intrafraction Imaging Can Replace the Midtreatment Cone Beam Tomography for Lung Stereotactic Ablative Radiation Therapy Patients for Increased Treatment Efficiency."

Hazem, Maryam, et al.
Advances in Radiation Oncology 9.3 (2024): 101397.
DOI:https://doi.org/10.1016/j.adro.2023.101397
Keyword: intrafraction-imaging, midtreatment-cone-beam-tomography, stereotactic-ablative-radiation-therapy
この論文では、肺の定位放射線治療においてXVIを用いた治療途中のCBCT(MT CBCT)画像を、線量照射中に同時に取得されるIntrafraction Imaging(IFI)に置き換えることの実現可能性を検討しています。10人の患者を対象として、IFIがMT CBCTで捉えた位置誤差の一貫性を評価しています。結果として、IFIとMT CBCTの値は、並進と回転の6自由度すべてで高い相関を示しました。これは、IFIがMT CBCTに代わる画像誘導放射線治療の方法として有用であることを示唆しており、治療効率を向上させる可能性があることを示しています。
掲載日: 2024/02/14

“Intrafractional Diaphragm Variations During Breath-Hold Stereotactic Body Radiotherapy for a Liver Tumor Based on Real-Time Registration Between Kilovoltage Projection Streaming and Digitally Reconstructed Radiograph Images: A Case Report.”

Katano, Atsuto et al.
Cureus vol. 15,11 e48188. 2 Nov. 2023,
doi:10.7759/cureus.48188
Keyword: breath-hold, diaphragm-position, digitally-reconstructed-radiograph, liver-cancer, stereotactic-body-radiotherapy, volumetric-modulated-arc-therapy
この報告は、肝腫瘍に対するSBRT中にDRR画像を参照しながら、リアルタイムでXVIにてストリーミング画像を撮影し、横隔膜位置をモニタリングすることでの呼吸停止位置の評価を行った世界で最初の症例報告です。著者らは開発したソフトウェアが開発段階にあり、臨床導入へのリミテーションを述べつつも、本報告で示したリアルタイムモニタリング技術を従来のSBRTワークフローに組み込むことで、肝腫瘍に対するSBRTの臨床成績を改善しうる治療戦略を提案できる可能性があると述べています。
掲載日: 2024/01/30

“A comprehensive evaluation of angular range and separation on image quality, image registration, and imaging dose for cone beam computed tomography in radiotherapy.”

Men, Kuo, and Jianrong Dai.
Medical dosimetry : official journal of the American Association of Medical Dosimetrists vol. 44,1 (2019): 67-73.
doi:10.1016/j.meddos.2018.02.003
Keyword: angular-range, angular-separation, cbct, image-quality, imaging-dose
この論文はXVIにおいて、異なる画像収集範囲(θ)と画像収集角度の間隔(Δθ)で取得されたCBCTの画質、線量、レジストレーション精度を総合的に評価しています。画質指標やCTDIwの評価結果から、θを小さくしたり、Δθを大きくすると、撮影線量は減少する一方で画質が低下することを示しています。レジストレーション精度は、検討したパターンの中で最大のΔθと最小の角度範囲(θ)を用いても担保できるものの、低コントラストの構造については精度が低下することを示しています。
掲載日: 2024/01/30

"Imaging dose from cone beam computed tomography in radiation therapy."

Alaei, Parham, and Emiliano Spezi.
Physica Medica 31.7 (2015): 647-658.
DOI:https://doi.org/10.1016/j.ejmp.2015.06.003
Keyword: cone-beam-ct, imaging-dose, kv-cbct, mv-cbc
この論文は、CBCTの線量測定を報告した様々な論文を測定方法ごとに分類し、要約しています。具体的には、モンテカルロ法、治療計画システムを使用した線量計算方法、CBCT撮影による周辺線量、実行線量、CTDI、線量の低減方法についてレビューしています。著者はCBCTによる追加線量による有害な影響の可能性を制御・管理することが重要だと述べています。
掲載日: 2023/08/29

“End to end comparison of surface-guided imaging versus stereoscopic X-rays for the SRS treatment of multiple metastases with a single isocenter using 3D anthropomorphic gel phantoms.”

Bry, Victoria et al.
Journal of applied clinical medical physics vol. 23,5 (2022): e13576.
DOI:10.1002/acm2.13576
Keyword: C‐RAD Catalyst HD, end to end, immobilization, open face masks, Quality Assurance, SGRT, SRS, stereotactic radiosurgery, surface imaging
この論文はマルチターゲットを有する単一アイソセンターのSRSプランにおいて、2つの位置照合システム(Catalyst、Brainlab Exactrac)のEnd to end精度をゲルファントムを使用して評価しています。その結果、SGRT を使用したセットアップは、直交 X 線イメージングを使用する場合と同等であることがわかり、治療の実施において高い精度と再現性が示されました。
掲載日: 2022/11/30

“Accuracy of patient setup positioning using surface-guided radiotherapy with deformable registration in cases of surface deformation.”

Kadman B, Takemura A, Ito T, Okada N, Kojima H, Ueda S.
J Appl Clin Med Phys. 2022 Mar;23(3):e13493.
DOI:10.1002/acm2.13493.
CatalystHDシステムは基準画像と治療中に得られた画像をマッチングするためにdeformable registration algorithmが使用されています。本論文では、治療期間中に変形が生じやすい乳房に焦点を当てその精度について調査しています。変形を模擬した乳房ファントムを使用した定量評価を実施し、乳房の変形の大きさとCatalystHDシステムの測定精度の関係性について報告しています。
掲載日: 2022/11/30

“Feasibility of surface guided radiotherapy for patient positioning in breast radiotherapy versus conventional tattoo-based setups- a systematic review”

Naidoo, Wesley, and Michelle Leech.
Technical innovations & patient support in radiation oncology vol. 22 39-49. 16 Apr. 2022,
DOI:10.1016/j.tipsro.2022.03.001
Keyword: Surface guided radiotherapy, Breast cancer, Setup accuracy, Tattooless, Tattoos
この論文はSGRT の精度と再現性に関する13の論文をレビューし、従来のタトゥー/レーザーベースの方法と比較して、患者ポジショニングの精度と再現性、および乳房の放射線療法の効率性について調査しています。レビューの結果、乳房放射線治療における従来のセットアップ方法は時代遅れになる可能性が高く、患者と臨床医の両方にとって精度、再現性、効率性の観点からメリットがあると述べています。
掲載日: 2022/09/29

“Evaluation of image guided and surface-guided radiotherapy for breast cancer patients treated in deep inspiration breath-hold: A single institution experience”

Penninkhof Joan et al.
Technical Innovations & Patient Support in Radiation Oncology 21 (2022):51–57
DOI: 10.1016/j.tipsro.2022.02.0012
Keyword: Breath-hold, Surface-guided radiotherapy, DIBH, Breast
乳がん放射線治療DIBHレベルをモニターするためにオンライン補正(OTM)と表面誘導放射線治療(SGRT)、またはその両方を実施したワークフローの評価を行なっています。ビーム毎の基準位置からのずれはOTMよりもSGRTの方が小さくなり、再現性ではビーム毎の腹背方向の差がSGRTで1.69mm,OTMで2.10mmとSGRT方が再現性の高い結果が得られました。SGRTの精度は初め数回の治療で患者毎に検証され、治療経過を通じて内部解剖の一貫性を検証するためのルーチン画像を撮影する必要があることに変わりはないとしています。ターゲットマージンが狭いDIBH治療ではOTMとSGRTの組み合わせが必要であり、これにより治療前および治療中の患者の位置に関する正確な情報を提供することができると結論づけています。
掲載日: 2022/09/05

“Markerless Liver Tumor Localization Using Internal Liver Volume Delineated By Four-Dimensional Cone-Beam CT.”

Mizukami, Naohisa, and Kiyoshi Yoda.
Cureus vol. 13,4 e14465. 13 Apr. 2021,
DOI: 10.7759/cureus.14465
Keyword: markerless, liver tumor, localization, four-dimensional cone-beam computed tomography, internal livervolume, 4d cbct, lipiodol, image guided radiotherapy, igrt
Symmetryを使用したマーカーレスの肝腫瘍の位置決め手法を提案した論文です。 造影剤(リピオドール)ベースの位置決め手法と比較した結果、位置決め精度は臨床的に許容出来る2 mmの不確実性でした。 提案された技術は、リピオドールが利用できない場合でも、外部マーカーを使用せずに肝腫瘍の4DCBCT画像誘導放射線治療を実現する可能性があります。
掲載日: 2022/09/05

“Evaluation of technical performance of optical surface imaging system using conventional and novel stereotactic radiosurgery algorithms.”

Kojima, Hironori et al.
Journal of applied clinical medical physics vol. 22,2 (2021): 58-68.
doi:10.1002/acm2.13152
Keyword: optical surface imaging system, positioning, registration, surface‐guided radiation therapy (SGRT), stereotactic radiosurgery (SRS)
この研究は、CatalystHDシステムに実装されたSRSアルゴリズムと従来のアルゴリズムにおける患者ポジショニングの再現性と精度、およびモーションモニタリングの安定性を評価しています。剛体ファントムを使用しそれぞれの項目で評価した結果、再現性は<1.0mm/1.0°、精度は<1.0mm/1.0°、モーションモニタリングの安定性は<0.1mm/0.1°であったことを報告しています。
掲載日: 2022/09/05

"画像誘導放射線治療(IGRT)におけるCBCT の吸収線量評価-施設,装置間比較-"

北里 裕美子, 久家 教幸, 尻枝 勝敏, 圓崎 将大, 中口 裕二, 下東 吉信, 川崎 年久, 豊田 雅彦, 河原 大輔, 荒木 不次男, 川村 慎二
日本放射線技術学会雑誌 73巻4号 309-316
Keyword: XVI, IMRT, absorbed dose
複数施設の参加により各社製リニアックでのCBCTの被ばく線量を比較した結果の報告です。XVIの被曝線量が低いことが示されています。
掲載日: 2022/09/05

“Evaluation of the XVI dual registration tool for image-guided radiotherapy in prostate cancer.”

Sousa, Filipa et al.
Physics and imaging in radiation oncology vol. 5 37-43. 22 Feb. 2018
DOI:10.1016/j.tipsro.2021.03.003
本論文では前立腺領域のXVIにより取得したCBCTのIGRTについて、2つのauto registration手法 (Automated chamfer match + Manual match: CM+MM, Dual registration: DRT)を、医師のregistrationを基準とした場合の精度と両手法の計算速度を比較しています。前立腺のみの場合、DRTはCM+MMよりも高速でしたが、精度の観点からはマニュアルでの修正が必要でした。一方で恥骨結合の照合を含むようなprostate bed irradiationの場合はCM + MM 法の方が高速かつ正確でした。
掲載日: 2022/08/29

“Evaluation of intrafraction prostate motion tracking using the Clarity Autoscan system for safety margin validation."

Richter, Anne, et al.
Zeitschrift für Medizinische Physik 30.2 (2020): 135-141.
DOI:10.1016/j.zemedi.2019.12.004
Keyword: clarity
この研究では、Clarityを用いてリアルタイムで前立腺の動きを観察し、軌跡を解析して臨床的な安全マージンを検証することを目的としています。患者14名に対して上-下、左-右、前-後の3方向に沿った観察を行い、治療時間中ほとんどの場合で±2mm以内の移動となり、時間とともに変位が大きくなっていることを示しています。臨床的安全マージンである5-7mm以内であり、良好なターゲットカバレッジを提供できていることを示しています。大きな変位を検出して治療を適応させるために、このシステムは貴重なモニタリングツールであると述べられています
掲載日: 2022/08/29

“Comparison of initial patient setup accuracy between surface imaging and three point localization: A retrospective analysis.”

Stanley, Dennis N et al.
Journal of applied clinical medical physics vol. 18,6 (2017): 58-61.
DOI: 10.1002/acm2.12183
Keyword: SGRT, C-RAD CatalystHD, patient setup, subcutaneous tattoos, surface imaging
本論文は、従来の皮膚上のマーカーとレーザーを使用したセットアップとCatalystによるセットアップを、24カ月に渡って収集された合計6000フラクションのデータから遡及的に評価した論文です。CBCTによるセットアップを基準として両手法を比較した際、Catalystによるセットアップの方が、CBCTによるセットアップとの乖離が有意に小さいことを報告しています。この結果から、著者らはCatalystによるセットアップが、従来のセットアップ方法の代替となる可能性があること示しています。
掲載日: 2022/08/29

“Comparison of automatic image registration uncertainty for three IGRT systems using a male pelvis phantom.”

Barber, Jeffrey et al.
Journal of applied clinical medical physics vol. 17,5 283-292. 8 Sep. 2016
doi:10.1120/jacmp.v17i5.6332
Keyword: IGRT, automatic image registration
この研究では一般的な3つのIGRTシステム(Elekta XVI CBCT、 Varian TrueBeam CBCT、TomoTherapy MVCT)で同一のファントムをさまざまな線量で取得し、計画CTとのオートレレジストレーション精度を比較しています。取得されたVarian TrueBeam CBCT、TomoTherapy MVCTをXVIへ転送し、様々なパターンの位置誤差を付加した後、単一のアルゴリズムでオートレジストレーションを実施することにより、画質が精度に与える影響を一貫した方法で調査しています。Target registration errorを測定して精度を比較した結果、臨床に使用する線量の範囲で取得された画像において、3つのIGRTシステムは許容できる精度(<0.5mm)を有していることを報告しています。
掲載日: 2022/08/29

“Surface guided radiotherapy (SGRT) improves breast cancer patient setup accuracy.”

Kügele, Malin et al.
Journal of applied clinical medical physics vol. 20,9 (2019): 61-68.
doi:10.1002/acm2.12700
Keyword: interfraction motion, optical surface scanning, patient positioning, surface guided radiotherapy
139名の乳がん患者を対象に、レーザーとCatalystによるセットアップ精度を遡及的に比較した報告です。レーザーと比較して、Catalystによるセットアップはより多い頻度で臨床基準を満たしていることから、乳がん患者の毎日のセットアップに利用できることを示しています。さらにCatalystの利用により、著者らはPortal imagingによる位置照合の頻度を減らすことで被ばくを低減させ、同時に治療の効率を向上させる可能性があると述べています。
掲載日: 2022/08/29

“Evaluation of daily patient positioning for radiotherapy with a commercial 3D surface-imaging system (Catalyst™).”

Walter, F et al.
Radiation oncology (London, England) vol. 11,1 154. 24 Nov. 2016
doi: 10.1186/s13014-016-0728-1
Keyword: Optical surface scanning, Catalyst, Patient positioning, Cone-beam computed tomography
この論文は毎日の患者ポジショニングに利用するために、Synergyに搭載された表面イメージングシステムであるCatalystのポジショニング精度を調査した最初の臨床報告です。著者らは骨盤のような体内での変動が生じる部位ではセットアップエラーが大きくなる可能性があることや、部位ごとに最適なスキャンパラメータを決定するために更なる前向き研究が必要であると述べた上で、Catalystはレーザーによるポジショニング精度と同程度であることから、毎日の患者ポジショニングに利用できる可能性があると述べています。
掲載日: 2022/08/29

"Monte Carlo-calculated patient organ doses from kV-cone beam CT in image-guided radiation therapy"

Kazunari Hioki, Fujio Araki, Takeshi Ohno, Yuuki Tomiyama and Yuji Nakaguchi
Biomedical Physics & Engineering Express, Volume 1, Number 2 (2015)
Keyword: xvi
コーンビームCTによる正常組織のdose volume histogramをモンテカルロ計算で比較した結果、Elekta製XVIの方が他社製に比べて低線量特性を示したことが報告されています。
掲載日: 2022/08/29

“Validation of planning target volume margins by analyzing intrafractional localization errors for 14 prostate cancer patients based on three-dimensional cross-correlation between the prostate images of planning CT and intrafraction cone-beam CT during vo

Shiraishi, Kenshiro et al.
BioMed research international vol. 2014 (2014): 960928.
doi:10.1155/2014/960928
Keyword: IGRT, VMAT, CBCT, Planning CT, prostate
治療計画CTとVMAT治療中のCBCTの前立腺画像を比較することにより、治療中の前立腺の位置誤差(intra fractional prostate localization errors)と適切なPTVマージンを評価しています。計算されたPTVマージンは左右方向で2 mm, 頭尾方向と前後方向で4 mmであり、施設で採用されているマージン処方の妥当性が示されました。
掲載日: 2022/08/29

"Automatic image registration performance for two different CBCT systems; variation with imaging dose"

J Barber, J R Sykes, L Holloway and D I Thwaites
Journal of Physics: Conference Series, Volume 489, conference 1 (2014)
Keyword: xvi
本論文のFig.1に低被曝線量におけるElekta製XVIと他社製最新コーンビームCTのファントム画像が表示されています。Elekta製XVIの画質の方が良いことがわかります。
掲載日: 2022/08/29

"Cone beam computed tomography data acquisition during VMAT delivery with subsequent respiratory phase sorting based on projection image cross-correlation"

Nakagawa K, Kida S, Haga A, Masutani Y, Yamashita H, Imae T, Tanaka K, Ohtomo K, Iwai Y, Yoda K
J Radiat Res. 2011;52(1):112-3
Keyword: vmat, xvi
投影画像の相関演算による4次元コーンビームCT画像再構成法の報告です。
掲載日: 2022/08/29

"First clinical cone-beam CT imaging during volumetric modulated arc therapy"

Nakagawa K, Haga A, Shiraishi K, Yamashita H, Igaki H, Terahara A, Ohtomo K, Saegusa S, Shiraki T, Oritate T, Yoda K
Radiother Oncol. 2009 Mar;90(3):422-3
Keyword: vmat, xvi
前立腺のVMAT照射中にキロボルトコーンビームCTを撮像することに世界で最初に成功した東京大学の報告です。この画像はジャーナルの表紙に掲載されました。
掲載日: 2022/08/29

"Contrast media-assisted visualization of brain metastases by kilovoltage cone-beam CT"

Igaki H, Nakagawa K, Yamashita H, Terahara A, Haga A, Shiraishi K, Sasano N, Yamamoto K, Onoe T, Yoda K, Ohtomo K
Acta Oncol. 2009;48(2):314-7
Keyword: xvi
キロボルトのコーンビームCTと造影剤を用いて転移性脳腫瘍を可視化した東京大学の論文で、より詳細な第二報です。
掲載日: 2022/08/29

"First report on prostate displacements immediately before and after treatment relative to the position during VMAT delivery"

Nakagawa K, Shiraishi K, Nakagawa K, Shiraishi K, Kida S, Haga A, Yamamoto K, Saegusa S, Terahara A, Itoh S, Ohtomo K, Yoda K
Acta Oncol. 2009;48(8):1206-8
Keyword: XVI, VMAT, Elekta Synergy
コーンビームCT画像を用いて、VMAT中の前立腺位置に対して照射前後の前立腺位置誤差を評価した最初の報告です。
掲載日: 2022/08/29

"Contrast medium-assisted stereotactic image-guided radiotherapy using kilovoltage cone-beam computed tomography"

Nakagawa K, Yamashita H, Igaki H, Terahara A, Shiraishi K, Yoda K
Radiat Med. 2008;26(9):570-2
Keyword: xvi
世界で最初に造影剤を使った腫瘍のキロボルトコーンビームCT画像撮影に成功した東京大学の論文です。脳腫瘍と肝臓がんへのIGRT適用が提案されています。
掲載日: 2022/08/29

"Multiple breath-hold segmented volumetric modulated arc therapy under real-time fluoroscopic image guidance with implanted fiducial markers: preliminary clinical experience"

Tsuyoshi Takanaka, Tomoyasu Kumano, Shigeyuki Takamatsu, Tetsuya Minami, Wataru Koda, Toshifumi Gabata, Osamu Matsui, Kimiya Noto, Shinichi Ueda, Yuichi Kurata
BJR Case Rep. 2016;2:20160087
Keyword: VMAT, breath-hold monitor, pancreatic cancer
体内マーカーとアブチェスを併用して、反復息止めVMATをすい臓がんに適用した報告です。マーカー透視で絶対的な位置を確認し、回転照射中はアブチェスを使って息止め状態を監視するという巧妙な方法です。
掲載日: 2022/08/29

"Verification of in-treatment tumor position using kilovoltage cone-beam computed tomography: a preliminary study"

Nakagawa K, Yamashita H, Shiraishi K, Igaki H, Terahara A, Nakamura N, Ohtomo K, Saegusa S, Shiraki T, Oritate T, Yoda K
Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2007;69(4):970-3
Keyword: xvi
世界で最初に回転照射中のキロボルトコーンビームCT撮像に成功した東京大学の報告です。投稿した8日後に受理されています。
掲載日: 2022/08/29

"4D registration and 4D verification of lung tumor position for stereotactic volumetric modulated arc therapy using respiratory-correlated cone-beam CT"

Nakagawa K, Haga A, Kida S, Masutani Y, Yamashita H, Takahashi W, Sakumi A, Saotome N, Shiraki T, Ohtomo K, Iwai Y, Yoda K
J Radiat Res. 2013 Jan;54(1):152-6
Keyword: stereotactic, xvi
呼吸性移動を伴う肺腫瘍を4D CBCTで位置決めし、さらにVMAT中の4D CBCTにより治療直後に肺腫瘍位置を検証するワークフローを提案した東大の論文です。治療計画CT撮像、治療直前の位置決め、照射中いずれも呼吸抑制しています。
掲載日: 2022/08/29