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Acuros線量計算アルゴリズムの構成におけるスキャニングデータ測定の影響
The impact of scanning data measurements on the Acuros dose calculation algorithm configuration.
PMID: 32650815 PMCID: PMC7350585. DOI: 10.1186/s13014-020-01610-7.
抄録
背景:
放射線治療計画のための多くの線量計算アルゴリズムは、あらかじめ定義された測定値を用いて、臨床ビームごとに設定する必要がある。最適化プロセスは、どのような幾何学的条件でも媒体中に放出されるエネルギーを推定できる物理パラメータを調整する。本研究では、Eclipse(Varian Medical Systems)の治療計画システムにおけるタイプ"c" Acuros-XBの線量計算アルゴリズムの設定に対する入力データの品質測定の影響を調査した。
BACKGROUND: Many dose calculation algorithms for radiotherapy planning need to be configured for each clinical beam using pre-defined measurements. An optimization process adjusts the physical parameters able to estimate the energy released in the medium in any geometrical condition. This work investigates the impact of measured input data quality on the configuration of the type "c" Acuros-XB dose calculation algorithm in the Eclipse (Varian Medical Systems) treatment planning system.
方法:
BeamScan水ファントム(PTW)を用いて、Varian TrueBeamの平坦化(6X)と平坦化フィルタフリーモード(6FFF)のMVビーム6本を設定するために、異なるデータセットを取得した：(i)Semiflex-3Dイオンチェンバーを用いた正しいデータセット、(ii)横方向散乱条件(MLS)が欠落したセット、(iii)有効測定点(EPoM)が正しくないセット、(iv)PinPoint-3Dチェンバー、ダイオードP、マイクロダイヤモンド検出器を用いたセット。Acuros-XB線量計算アルゴリズム（バージョン15.6）は、基準データセット、異なる検出器で測定されたセット、意図的な誤差、及びベンダーから入手可能な代表ビームデータ（RBD）を用いて構成された。各最適化プロセスで得られた物理パラメータ(スペクトル,平均ラジアルエネルギー,電子コンタミネーション)を分析し、比較した。最終的には、計算されたデータを入力及び参照測定値と比較した。
METHODS: Different datasets were acquired with the BeamScan water phantom (PTW) to configure 6 MV beams, for both flattened (6X) and flattening filter free mode (6FFF) for a Varian TrueBeam: (i) a correct dataset measured using a Semiflex-3D ion chamber, (ii) a set in missing lateral scatter conditions (MLS), (iii) a set with incorrect effective point of measurement (EPoM), (iv) sets acquired with PinPoint-3D chamber, DiodeP, microDiamond detectors. The Acuros-XB dose calculation algorithm (version 15.6) was configured using the reference dataset, the sets measured with the different detectors, with intentional errors, and using the representative beam data (RBD) made available by the vendor. The physical parameters obtained from each optimization process (spectrum, mean radial energy, electron contamination), were analyzed and compared. Calculated data were finally compared against the input and reference measurements.
結果:
物理パラメータについては、MLS条件（平均ラジアルエネルギー）とEPoM（電子コンタミネーション）の違いが最も大きかった。入力データに対する線量計算の精度は低く、いくつかの条件では平均値の差が2%を超えていた。PinPoint-3Dイオンチェンバーでは、6FFFビームの精度が低くなった。RBDについては、入力データとの比較では良い結果が得られたが、基準データとの比較では良い結果が得られなかった。
RESULTS: Concerning the physical parameters, the configurations presenting the largest differences were the MLS conditions (mean radial energy) and the incorrect EPoM (electron contamination). The calculation doses relative to the input data present low accuracy, with mean differences > 2% in some conditions. The PinPoint-3D ion chamber presented lower accuracy for the 6FFF beam. Regarding the RBD, calculations compared well with the input data used for the configuration, but not with the reference data.
結論:
MLS条件とEPoMの不正確な設定は、誤った設定につながり、避けるべきである。適切な検出器の選択は重要です。代表的なビームデータを使用する際には、より臨床的な幾何学的条件の下で慎重にチェックすることをお勧めする。
CONCLUSION: The MLS conditions and the incorrect setting of the EPoM lead to erroneous configurations and should be avoided. The choice of an appropriate detector is important. Whenever the representative beam data is used, a careful check under more clinical geometrical conditions is advised.