呼吸性体動に対応したPETベース腫瘍トラッキング

摘要

放射線医学総合研究所では，開放型PET装置「OpenPET」を提案し，PET装置と放射線治療の融合を目指している．特に，PET画像から腫瘍位置を検出することにより，呼吸性変動を伴う腫瘍に対する放射線治療を実現する，革新的なリアルタイムPETイメージングシステムの開発を進めている．試作機の段階ではあるがOpenPETから出力される画像は約2秒の遅延を伴う．そのため，呼吸性変動に追従するためには，この遅延を補正する必要がある．そこで本研究ではPET画像腫瘍トラッキングシステムのための遅延補正法の開発を行った．2秒前までの腫瘍位置の情報からだけで腫瘍位置を正確に予測することは困難であったため呼吸位相計測センサを併用することとし，呼吸位相一腫瘍位置間の回帰線を用いて予測することを行った．さらに，この回帰線の精度を寄与率および予測区間の幅を用いて評価するゲートを導入することにより回帰線の精度の良いときのみ予測を行うことで精度の向上を試みた．本手法の評価には実際に撮影したMRIから抽出した呼吸性変動と呼吸同期センサのデータに基づいて4D XCAT phantomによって作成したシミュレーション画像を用いた．その結果，平均予測誤差3mm以内で腫瘍位置の予測が可能であるとの結果が得られた．さらに，相関の乱れがゲートにより検出されることが認められ，相関の乱れによる予測誤差を回避することができることを確認した．