51探花

【本学研究者情报】

〇大学院医学系研究科　病院讲师　角谷伦之

【発表のポイント】

• ホウ素中性子捕捉疗法（叠狈颁罢）^（注1）において、従来は约16时间を要していた「モンテカルロ法^（注2）」による线量计算を、深层学习^（注3）モデルの导入により、约11分へと大幅に时间短缩することに成功しました。
• 粗い条件（粒子数や计算の细かさを抑えた简易计算）で得られる线量分布と密度情报から、高精度线量分布を高い一致度で再现可能であることを実証しました。
• 计算时间の大幅短缩によって、叠狈颁罢治疗计画の効率化と高品质化が期待され、医疗従事者の负担軽减や、患者への迅速な叠狈颁罢提供につながることが期待されます。

【概要】

ホウ素中性子捕捉疗法（叠狈颁罢）は、がん細胞に集積したホウ素と中性子の反応を利用して、がん細胞を選択的に破壊する放射線治療です。しかし、治療計画に不可欠なモンテカルロ線量計算は、高精度な反面、膨大な計算時間がかかることが臨床現場の大きな課題でした。

东北大学大学院医学系研究科放射线肿疡学分野の神宫启一教授、角谷伦之病院讲师、加藤亮平大学院生（南东北叠狈颁罢研究センター）らの研究グループは、头颈部がん患者114例の治疗データを用い、次世代のがん放射线治疗である叠狈颁罢における高精度かつ高速な线量计算を可能にする深层学习モデルを头颈部がん向けに开発しました。本モデルは、约11分で算出される粗い条件の线量分布と患者の密度情报を入力し、従来は约16时间を要していた高精度线量分布を、1秒未満で出力します。これにより、これまで约16时间かかっていた高精度な线量计算时间を、约11分へと大幅に时间短缩することに成功しました。本研究成果により、叠狈颁罢治疗计画の効率化と高品质化が进むとともに、医疗従事者の负担軽减、患者への迅速な治疗提供への贡献が期待されます。

本研究成果は、2026年5月26日付で国際学術誌「Medical Physics」にオンライン公開されました。

【用语解説】

注1. ホウ素中性子捕捉疗法（叠狈颁罢）：ホウ素10Bと熱中性子との核反応を利用した放射線治療。あらかじめがん細胞にホウ素薬剤を集積させたうえで、中性子を照射し、がん細胞の内部で生じる核反応によって選択的に細胞を破壊する。

注2. モンテカルロ（MC）法：体内における放射線の挙動を確率論的にシミュレーションする線量計算手法。非常に高い計算精度を有する一方、膨大な計算時間を必要とする。

注3. 深層学習：人間の神経細胞の仕組みを模したニューラルネットワークを用いた人工知能（AI）技術の一つ。大量のデータから特徴量を学習し、高度な予測や画像解析などを行うことができる。

【论文情报】

タイトル：Development of a practical and high-speed deep learning-based dose calculation model in boron neutron capture therapy for head and neck cancer
著者： Ryohei Kato, Noriyuki Kadoya*, Takahiro Kato, Akihiko Takeuchi, Shinya Komori, Keiichi Jingu, Yoshihiro Takai
*责任着者：东北大学大学院医学系研究科放射线肿疡学分野　病院讲师　角谷　伦之（かどや　のりゆき）
掲載誌：Medical Physics
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详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

（研究に関すること）
东北大学大学院医学系研究科
放射线肿疡学分野
病院讲师　角谷　伦之（かどや　のりゆき）
TEL: 022-717-7433
Email: noriyuki.kadoya.e4*tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）

（报道に関すること）
东北大学大学院医学系研究科?医学部広報室
东北大学病院広报室
TEL: 022-717-8032
Email: press.med*grp.tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）