前立腺IMRT/VMATビーム送達中のMLC変調磁場中のフィデューシャルマーカーを観察する時間と頻度

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Phys Med.2020 Jul;76:142-149. S1120-1797(20)30160-5. doi: 10.1016/j.ejmp.2020.06.026.Epub 2020-07-14.

前立腺IMRT/VMATビーム送達中のMLC変調磁場中のフィデューシャルマーカーを観察する時間と頻度

Time and frequency to observe fiducial markers in MLC-modulated fields during prostate IMRT/VMAT beam delivery.

Qianqian Xu
Xu Tong
Muhan Lin
Xiaoming Chen
Ahmed ElDib
Teh Lin
Lili Chen
C-M Charlie Ma

PMID: 32679409 DOI: 10.1016/j.ejmp.2020.06.026.

抄録

目的:

本研究では、リアルタイム前立腺局在化のための強度変調放射線治療(IMRT)および体積変調アーク治療(VMAT)のビーム送達中にMLC変調野内のフィデューシャルマーカーを観察する時間と頻度を調査した。

OBJECTIVE: This work investigates the time and frequency to observe fiducial markers in MLC-modulated fields during intensity-modulated radiotherapy (IMRT) and volumetric-modulated arc therapy (VMAT) beam delivery for real-time prostate localization.

方法:

このレトロスペクティブ研究には、IMRTまたはVMATで治療を受けた37人の前立腺患者が含まれている。TPSを用いて、すべてのMLCセグメント/コントロールポイントについてDRR画像を作成した。各対照点のMLC葉パターンをDRR上に重ね合わせ、MLC開口部内のフィデューシャルの数を解析した。骨盤ファントムのフィデューシャルのEPID画像を取得し、変調されたビーム送達中のフィデューシャルの視認性を実証した。

METHODS: Thirty seven prostate patients treated with IMRT or VMAT were included in this retrospective study. DRR images were generated for all MLC segments/control points using the TPS. The MLC leaf pattern of each control point was overlaid on the DRR, and the number of fiducials within the MLC opening was analyzed. EPID images of fiducials in a pelvic phantom were obtained to demonstrate the fiducial visibility during modulated beam delivery.

結果:

金のフィデューシャルはEPID画像上で確認できた。MLCの開口部内に複数のフィデューシャルが見える確率を解析した。リンパ節のある前立腺のIMRTでは42±2%、52±2%のビームオン時間に、リンパ節のない前立腺のVMATでは81±4%、80±5%のビームオン時間に、それぞれ少なくとも1つのフィデューシャルが確認された。少なくとも1つのフィデューシャルが観察される平均時間間隔は、リンパ節のある前立腺のIMRTでは8.4±0.7秒、リンパ節のない前立腺のIMRTでは5.9±0.5秒、VMATの前立腺患者では1.6±0.1秒であった。推定線量の不確かさはIMRTで7％、VMATで2％であった。

RESULTS: Gold fiducials were visible on EPID images. The probability of seeing a number of fiducials within the MLC opening was analyzed. At least one fiducial was visible during 42 ± 2% and 52 ± 2% beam-on time for IMRT of the prostate with and without lymph nodes, and during 81 ± 4% and 80 ± 5% beam-on time for VMAT of the prostate with and without lymph nodes, respectively. The mean time interval to observe at least one fiducial was 8.4 ± 0.7 and 5.9 ± 0.5 s for IMRT of the prostate with and without the lymph nodes, respectively, and 1.6 ± 0.1 s for VMAT prostate patients. The estimated potential dosimetric uncertainty was 7% and 2% for IMRT and VMAT, respectively.

結論:

本研究では、IMRT/VMATビーム送達中のMLC変調フィールドにおけるフィデューシャルマーカーの観察時間と頻度が、前立腺のリアルタイム定位に適していることを実証した。ビームのアイビューフィデューシャル位置は、前立腺の放射線治療において、ターゲットのフラクショナルモニタリングと動きの補正に利用できる可能性がある。

CONCLUSIONS: Our results demonstrated that the time and frequency to observe fiducial markers in MLC-modulated fields during IMRT/VMAT beam delivery were adequate for real-time prostate localization. The beam's eye view fiducial positions could be used for intrafractional target monitoring and motion correction in prostate radiotherapy.