TPS

膵臓がんは予後が悪く、放射線治療が重要な役割を果たします。本研究では、膵臓がんII期浸潤性管がん患者に対し、2つの異なるVMAT技術を使用した治療計画システム（Monacoと他社装置）を比較しました。20人の患者の治療計画が解析され、6MV FFF光子ビームでの線量分布、臓器への影響、モニターユニット（MU）、治療時間、適合性指数（CI）、均一性指数（HI）が評価されました。結果、MonacoはEclipseに比べて腎臓や脊髄の被曝が少なく、臨界臓器の保護に優れていることが示されましたが、ターゲットカバレッジの維持にはどちらのシステムも有効であると結論づけられました。

この研究ではiBeam Evoのカウチモデリングを実施しています。６MVと10MVと15MVを使用して測定をしていますが、最終決定はIMRTやVMATでよく用いられる６MVと10MVで最終評価をしています。Carbon Fiber 0.55 g/cm3, Form Core 0.1 g/cm3としています。5x5xの照射野を0度と120度から180度までを10度ずつ照射して評価をしています。

直腸癌患者50人を対象に、Monaco治療計画システムを用いてVMAT治療におけるガントリ角度のInc設定（10◦、20◦、30◦、40◦）が線量と品質に与える影響を調査しました。Inc10°は他と比べて目標線量のD98、Dmin、HI、CIが有意に低く、OARの膀胱線量も低かったです。MUはIncが高くなると減少し、Inc10°のMUは最も高かったです。すべての設定で、臨床的要件を満たしていました。以上のことからIncパラメータの設定の違いにより、標的線量、OAR線量、装置MUに与える影響は様々であることから臨床上の必要性に応じてIncパラメータの選択をすることが重要です。

この研究はMonacoで、計画の品質を保ちながら、MUを最小化するために、Minimum Segment Width (MSW)とFluence Smoothingの最適な値の検討を行いました。 前立腺癌の計画では、Fluence Smoothingをオフから高設定に変更することで、MUが平均で5.1%減少しましたが、MSWが0.5 cmの時にMUが増加する可能性もあります。他の病理（婦人科、乳癌、頭頸部癌）では、MSWを0.5 cmから1.0 cmに増加させるとMUが大幅に減少し（婦人科で平均29%、乳癌で平均168.38 MU減少、頭頸部癌で平均256.56 MU減少）、治療時間も短縮されました。定位放射線治療と低分割治療の計画では有意な結果は得られませんでした。全体として、MSW = 1.0 cmの設定がMUと治療時間の最適化に有効であり、Fluence SmoothingよりもMSWの影響が大きいことが示されました。

この論文ではVersaHDの13施設において、6FFFにおける照射野線量測定検出器の違いが及ぼす影響を評価してます。dmaxにおいて観察された最大の変動は、一部の施設で3mmであり、大部分の施設はGBD（Golden Beam Data）のdmax値と2mm以内で一致しており、PDD中央値とGBDの一致は全て±2%以内、OCRプロファイルの肩の部分では最大2%、中心部分では最大1%以下の最大偏差でした。すべてのフィールドサイズにおいて観察されたペヌンブラとFWHM値の最大偏差は、特定の施設のOCRデータにおいては検出器ではなくユーザー依存の影響と考えられました。すべてのフィールドサイズにおけるOPFのGBDとの相対誤差は、全て±3%以内でした。この結果は正確なTPSモデリングを提供し、SRS,SBRTの不確実性を最小限に抑えるのに役立つと考えられます。

この論文では、海馬回避した全脳放射線治療におけるAgilityとMonacoを使用した計画及び検証をしています。この照射ではJawを固定した状態で計画したfVMATと従来のJawを固定せずに作成したVMATにて計画をしており、fVMATでは計画の複雑性がないプランとなったと報告しています。どちらの計画も線量制約については問題なかったと述べられています。

この論文では前立腺IMRT/VMAT照射において、TPSの軸外線量の正確性と信頼性を定量的に評価しています。collapsed cone（CC）アルゴリズムにて計画し、マイクロダイヤモンド検出器にて測定した実測値とターゲット外の線量を比較しています。全体的に、TPSはIMRTにおいて平均で−17.7% ± 25.3%、VMATにおいても同様に−17.6% ± 21.2%の割合で過小評価となりました。著者らは測定された線量と計算された線量は、推奨されるアクションレベル以上の差はなかったため、臨床使用において許容できるとしています。また、一部のポイント線量についてCCで予測が難しく、この不正確さの判断は治療を行う放射線腫瘍医または研究者の責任となるとしています。

TPSの線量計算精度に焦点をあて、MonacoのpMCを含むMCアルゴリズムと、他社TPSのCCアルゴリズムを評価しています。比較された全てのTPSにおいて正確な線量計算が示されていますが、MCアルゴリズムは特に不均質ファントムにおいて軸外線量やペナンブラ領域で優れた性能を示唆しています。論文ではCCとMCの比較において、アルゴリズム間の差は小さいとみていますが、MCは特に放射線治療における精度が高いとしています。

この研究は、非小細胞肺癌（NSCLC）患者の放射線治療計画において、Xioのsuperpositon（SS）Monacoのcollapsed cone (CC )およびMonte Carlo（MC）アルゴリズムの精度を比較しました。15人の患者の線量分布を評価した結果、3つのアルゴリズムは臨床目標を達成するものの、特にMCアルゴリズムはGTVカバー率において優れていることを報告しています。

この研究は、MonacoのCCCアルゴリズムとMCアルゴリズムを、EGSnrcによるMCシミュレーションと比較しました。3cm×3cm以上の照射野では、MonacoのCCCとMCはEGSnrcによるMCシミュレーションと一致しましたが、3cm×3cm以下の照射野では、CCCアルゴリズムは肺と軟組織の境界領域で線量を過大評価することがわかりました。著者らは、特に密度変化が大きい領域やSBRT、IMRTなどの多門照射を臨床で使用する前に、TPSのアルゴリズムの精度を確認すべきだと述べています。

この研究では、Monacoと他社TPSを使って頭頸部がんの口腔内ステントが線量計算に与える影響を調査しています。境界線量と線量計算アルゴリズムの違いを比較し、OSLDで測定した線量と計算値との誤差を評価しています。Monacoは高い精度を示し、MCアルゴリズムは臨床的に有用であると結論づけています。

Monacoのsegment shape optimization(SSO)の回数を3,5,8,10,12と変更したときの肺がんのSBRTのDVHを評価した論文です。SSOの回数は増えるにつれてDVHは良くなりますが、計算時間が増加します。計算精度と臨床治療効率の両方を考慮すると、Monacoの肺がんのSBRTのSSOの回数は8回が良いと著者は述べています。

この論文は上咽頭癌に対して、VMATのコリメータ角度を変更したときのプランの質を評価しています。29名の上咽頭癌患者に対して、コリメータ角度を0～45度まで5度ずつ各患者に治療計画を作成しています。結果は15-30度のときPTVのターゲットカバー率が良く、MUも低く、他の角度と比較して優れていることが分かりました。

この研究では、外部放射線療法における静脈アクセスポート（TIVAPs）の影響をMonacoのモンテカルロ（MC）のアルゴリズムで評価しています。TIVAPsの存在により標的の線量が減少し、特にチタン製の場合はその影響が大きいことを示しています。さらに著者らは、MonacoのMCベースのアルゴリズムはこれらの影響を正確に反映していることを示しています。

子宮頸がんの放射線治療における膀胱容積変化が、線量分布に与える影響について毎日の CT画像から分析しています。計画時膀胱容積からの偏差が200cm3未満の場合、CTV処方線量のカバー率は95％以上であり、計画時との膀胱容積比が160％未満の場合、PTV処方線量のカバー率は95％以上となりました。また、膀胱容積と小腸容積には負の相関があり、これらターゲット領域およびOARの容積と線量に与える影響を予測する計算式が提案されています。

乳房全切除術後放射線療法PMRTの多様な照射法において照射野外線量を測定し、TPSとの比較を行っています。また本論文では照射野外線量を予測するためのモデル開発を行っており、照射野外線量は照射野端からの距離との多項式関数（照射野外線量対距離曲線）で表すことができるとしています。この照射野外線量対距離曲線とTPSを組み合わせることで低線量領域における各臓器線量が再評価できると述べています。

Versa HDにおけるMonacoのコミッショニングと検証に関する論文です。
高密度の不均質が存在する場合もMonacoのモンテカルロが実測結果と良い一致を示しています。 また、電子線における、拡張SSD、斜入、不均質の存在に関する検証においても良い一致が示されました。

MonacoのMLC Parameterを検討した論文です。Gafchromic EBT3 filmやIon chamberを使用してMLC Parameterを決定し、Ion chamberによるポイント線量とOctavious4Dによる線量分布を用いてMLC Parameterの評価を行っています。

Monacoの特長を紹介した論文です。

Monacoを使ったClass solution:前立腺のIMRT実施において、MonacoのプランテンプレートをClass Solutionとして活用できるか調査した論文です。Monacoのテンプレートを使って72のテストケースをBatch Optimizationで計算させた結果、80%超がプランを修正することなく基準を満たすプランが出来たと報告されています。

MonacoではVMATプランニングの際に、使用されるMLCの最小セグメント幅(Minimum Segment Width : MSW)を設定することができます。この論文では子宮頸がんにおいてVMATプランの品質と照射精度および効率性の観点から、MSWの最適な設定を検討しています。小さいMSW(0.5cm)はターゲットカバレッジと線量均一性を改善する一方で、γパス率の低下や照射時間が延長することを報告しています。著者らは、MSWが1.0cmの際に、 VMATプランの品質と照射精度および効率性を両立しつつ、臨床許容を満たすことができると述べています。

MonacoとPinnacleの性能について前立腺がんのVMATプランを用いて比較を行った論文です。本研究では、MonacoがPinnacleよりもOARの線量が低く、Quality indexes:HI,CIが優れていたとしています。また、計画のロバスト性や患者QAのγパス率の観点からも調査されており、複雑な計画（頭頚部がんや骨盤内リンパ節など）に対してさらなる研究が必要と述べています。

浅部線量および深部線量において、6つの計算アルゴリズムで比較した論文です。ポイント線量、プロファイルいずれにおいてもMonacoのモンテカルロが実測結果と良い一致を示しています。

肺野の定位放射線治療の計画において、4つの計算アルゴリズムによる結果を比較した論文です。それぞれのアルゴリズムの違いが報告されています。

PTVマージン計算で広く用いられているvan Herkの球座標系の式を直交座標系で非等方性系統位置誤差モデルに拡張した報告です。

モンテカルロアルゴリズムの水吸収線量(Dw)と組織吸収線量(Dm)の違いを評価し、処方線量に及ぼす影響について指摘しています。上咽頭がん、肺がん、骨転移の各症例をDm、Dwを用いて同一パラメータにて計算し、DVH、プランのサブトラクション、多次元検出器を用いたγパス率で評価しています。皮質骨のような高密度領域では、Dmでの計算がDwよりも処方線量を3.5％程度高くする可能性があるとしています。ただし、臨床的な影響はほとんどなく治療効果や治療成績については，今後さらに検討が必要であると結論付けています。

Monacoのテンプレート機能とPythonベースのRobot Frameworkを組み合わせてAuto Planningを実施した報告です。 最初のテンプレートがTPSに読み込まれると、以降のすべての手順が自動的に完了するため、ほとんどの場合、手動で中断する必要はありませんでした。自動生成された計画は臨床計画と類似したの計画の質を保持しています。

2台のリニアックと４台のTPSを使って外部放射線治療中のペースメーカー（PMK）に対するTPSの照射野外線量計算精度を比較しています。計算精度はTPSアルゴリズムとTPSモデルに大きく依存し、TPSコミッショのニングの影響を受けることが明示されています。また、計算精度は治療計画のビームの変調度やPMKの位置に依存する可能性があることからin-vivo/in-phantom測定によってPMKにおける線量の推定を行うことをすすめています。

この論文は異なる3種類の金属(ステンレス鋼、アルミニウム、MCP96)を透過するビームの計算結果と実測を比較し、Monacoのモンテカルロの計算精度の限界を評価しています。1cmのステンレス鋼、アルミニウム、MCP96を透過した線量の実測とMonacoの計算結果では6MVでそれぞれ1.2% -2.2% 9.5%の線量差でした。ステンレス鋼、アルミニウムでは厚さによる線量の不一致度は変わりませんでしたが、MCP96では不一致が大きくなりました。このような検証を事前に実施することで、臨床時の線量計算の誤差が、TPSのアルゴリズムに起因するものなのか、他の影響によるものなのかを判断することが可能だと述べられています。

この研究ではEGSnrc/BEAMnrcで作成したMCモデルを使用して、ビームパラメータが小照射野の線量計算精度に及ぼす影響を研究しています。Agility_MLCを装備したInfinityの詳細なMCモデルが作成され、計算された線量プロファイルは実測値と良い一致を示しました。leaf bank rotation（LBROT）には、MLCによる焦点ぼけをモデル化するため9mradが最適であると述べられています。また、BEAMnrcでMLCのtongue and grooveをモデル化し、一次線源のサイズを変更することでMonacoの線量プロファイルと良い一致が見られました。本論文では最終的に一次光子源の半値全幅（FWHM）の正確なモデリングと、MLCリーフの設計（LBROTなど）が小照射野の正確な線量計算において必要であると結論づけています。

この研究は表面の線量を確保するために患者体表側の照射野を広げる”Auto Flash”と呼ばれるMonacoの機能について焦点を当てています。16名の早期乳がん患者を対象に、通常のVMATプランとAuto Flashを適応させたVMATプランを比較しています。著者らはターゲット、表面線量、OAR線量や呼吸性移動を加味した検証の結果から、Auto Flashを適応させたVMATプランの臨床的重要性を主張しています。

この論文は左側乳癌患者に対し、FB(Free Breathing)とDIBH(Deep Inspiratory Breath – hold technique)を比較し、OARの線量評価をしています。DIBHは、FBに比べ、心臓の平均線量が39.15%減少し、左前下行枝の最大線量が19%減少、同側肺の平均線量が9.9%減少しました。また、HVIF(Heart Volume in Field)および、MHD(Maximum Heart Depth)の低下と心臓の平均線量の低下に相関がありました。DIBHはOAR線量の有意な減少をもたらし、放射線治療を受けるすべての左側乳癌患者に提案され、HVIFやMHDが、患者数の多い病院ではDIBHを選択するための基準にすることができることを述べています。

この論文では、Monaco 5.11.02で計算された、VMAT-SRT治療計画30症例(脳 10症例、肺 10症例、脊椎 10症例)に対して適切な線量ボクセル(Dose Voxel Size : DVS)と統計的不確かさ（Statistical Uncertainty : SU ※per plan）を検討しています。DVS 0.1 cm、SU 0.15％を使用して基準プランとして、各プラン0.50％、0.75％、1.00％、1.50％、および2.00％のSU設定で0.1cmと0.2cmの両方のDVSを使用して再計算し、基準との変動を評価しています。計画の質や平均計算時間などを考慮し、脳と脊椎の症例では、DVS 0.1cm、SU 1.50%、肺の症例では、DVS 0.2cm、SU 1.5%が推奨という結論を出しています。

MonacoとPinnacleを使用して、脊椎のSBRT計画を作成し、各TPSのStep-and-shoot IMRTとVMATの比較を行った論文です。Monacoは、凹型またはドーナツ型のターゲット内部の線量勾配において統計的に優位であり、線量分布の観点からはMonaco VMATが最も優れていました。