前立腺がん放射線治療を個別最適化するAI線量計算モデルを開発(AI Tool for Computing Radiation Dose Created at UMass Amherst Leads the Way to Personalizing Prostate Cancer Treatment)

ad

2026-08-04 マサチューセッツ大学アマースト校

米国マサチューセッツ大学アマースト校(UMass Amherst)の研究チームは、放射線治療における患者ごとの放射線被ばく線量を高速かつ高精度に算出するAIツールを開発した。従来の線量計算は精密である一方、多大な計算時間を要することが課題だったが、新たなAIモデルは医療画像や組織情報を基に線量分布を迅速に予測し、従来法に匹敵する精度を維持しながら計算時間を大幅に短縮した。これにより、患者ごとの解剖学的特徴や腫瘍の位置に応じた個別最適化(パーソナライズド)放射線治療が現実的となり、治療効果の向上と正常組織への被ばく低減が期待される。さらに、適応放射線治療やリアルタイム治療計画への応用も見込まれ、AIを活用した次世代の放射線治療計画技術として、がん医療の高度化に貢献する成果である。

Close-up of a medical linear accelerator in therapeutic oncology. Credit: Getty Images<関連情報>

DiffuDose:前立腺癌に対する177Lu -PSMA放射性医薬品療法のための個別化線量測定のための拡散誘導モデル DiffuDose: A Diffusion-Guided Model for Personalized Dosimetry for 177Lu-PSMA Radiopharmaceutical Therapy for Prostate Cancer

Bowen Lei; Tzu-An Song; Ziyuan Zhou; Fan Yang; Vibha Balaji; Ziwei Liu,…
IEEE Transactions on Radiation and Plasma Medical Sciences  Published:22 June 2026
DOI:https://doi.org/10.1109/TRPMS.2026.3705613

Abstract

Accurate voxel-wise personalized dosimetry is essential for maximizing therapeutic efficacy while minimizing off-target toxicity in 177Lu-PSMA radiopharmaceutical therapy. While Monte Carlo (MC) simulations can be used for dose calculations with gold-standard accuracy, their high computational cost limits clinical applicability. Conversely, analytical methods based on the Medical Internal Radiation Dose (MIRD) formalism can generate rapid dose estimates but lack spatial precision. We present DiffuDose, a novel AI-driven dosimetry framework that combines diffusion probabilistic models with multiscale information fusion and a voxel-wise fidelity constraint to generate accurate dose rate maps from post-therapy SPECT and CT images. DiffuDose is trained in two phases: a pretraining phase and an end-to-end joint training phase. Ablation studies confirm that multiscale information fusion and joint training are essential components of the framework. Evaluated on a clinical 177Lu-PSMA cohort, DiffuDose significantly outperformed existing deep learning models and MIRD calculations across multiple quantitative metrics, achieving accuracy levels comparable to MC dosimetry at a fraction of the computational cost

医療・健康
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました