3D-CRT SRS/SRT IMRT/VMAT IGRT Gating
QA・QC TPS MOSAIQ OIS Elekta Unity


Elekta Unityの最新動向
MR Linacの海外動向
画像誘導放射線治療の歴史とMR-Linacの物理
医療用リニアックについて
エレクタのリニアックの設計思想からIGRT、VMATまで
4次元放射線治療と呼吸性移動対策
《Elektaの呼吸性移動対策の考え方と対応する製品ソリューションを解説しています。さらに、治療中のintrafraction 4D CBCTを
用いて照射直前に位置決めした位置で治療できたことを治療直後に確認した論文を引用しています。》
電子線アプリケータの形状について


3D-CRT


Yamaguchi, Satoshi, et al.
"Comparison of 4 MV photon surface dose among Varian, Siemens, and Elekta linear accelerators for tangential breast treatment: a phantom study"
Radiation medicine 25.1 (2007): 8-13.
Keyword: surfacedose, wedge
3社の4 MVリニアックを用いて、ファントムの表面線量を測定した順天堂大学から出た論文です。 3社のリニアックを所有する施設ならではの研究です。

SRS/SRT


Borzov, Egor, et al.
"Dosimetric characterization of Elekta stereotactic cones."
Journal of applied clinical medical physics 19.1 (2018): 194-203
Keyword: Versa HD, Monte Carlo simulation, small-fields dosimetry, stereotactic cones
MonteCarloを用いて、VersaHDとElektaの定位用コーンを再現し、MLCによる照射野とコーンによる照射野の比較を行った論文です。
コーンを用いるとことで、staticな照射では急峻なペナンブラが得られましたが、arc照射におけるペナンブラはMLCベースのペナンブラとほぼ同等でした。

Shukaili, Khalsa Al, et al.
"Characterization of ELEKTA SRS cone collimator using high spatial resolution monolithic silicon detector array."
Journal of applied clinical medical physics 19.4 (2018): 114-124
Keyword: Elekta Axesse, Agility, stereotactic cones, SRT,small field dosimetry, silicon detector, IBA SFD, EBT3
Elektaの定位用コーンを3つの検出器を用いて測定した論文です。
直径5 mm〜50mmのコーンのprofileにおけるFWHMとペナンブラが示されています。

Florian Stieler , Jens Fleckenstein, Anna Simeonova, Frederik Wenz, Frank Lohr
"Intensity modulated radiosurgery of brain metastases with flattening filter-free beams"
Journal of applied clinical medical physics 19.4 (2018): 114-124
2013 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved. Radiotherapy and Oncology 109 (2013) 448-451
Keyword: Versa HD, Monaco, FFF
Versa HDとMonacoを用いた脳定位照射(20 Gy/1fr)に関する論文です。
FFFはFFと比較して、プランの質を保ちつつ同一MUで時間が半分以上低減しており、実測結果とも良い一致が見られております。Versa HDとMonacoを用いた定位照射の有用性が示されています。

Judit Boda-Heggemann , Sabine Mai , Jens Fleckenstein, Kerstin Siebenlist, Anna Simeonova, Michael Ehmann, Volker Steil, Frederik Wenz, Frank Lohr, Florian Stieler
"Flattening-filter-free intensity modulated breath-hold image-guided SABR (Stereotactic ABlative Radiotherapy) can be applied in a 15-min treatment slot"
Radiotherapy and Oncology 109 (2013) 505-509
Keyword: Versa HD, Monaco, FFF, Breath hold
通常、呼吸性移動を考慮するために治療時間がかかってしまう体幹部定位放射線治療を、Versa HDとMonacoの組み合わせで治療した報告です。FFFで短時間照射を行うことで、呼吸性移動を考慮した場合と同等の結果を得ています。

Keiichi Nakagawa, Akihiro Haga, Akira Sakumi, Hideomi Yamashita, Hiroshi Igaki, Takashi Shiraki, Kuni Ohtomo, Yoshio Iwai and Kiyoshi Yoda
"Impact of flattening-filter-free techniques on delivery time for lung stereotactic volumetric modulated arc therapy and image quality of concurrent kilovoltage cone-beam computed tomography: a preliminary phantom study"
J Radiat Res (2014) 55 (1): 200-202
Keyword: FFF, VMAT, 4DCT
エレクタ製の臨床研究用リニアックを用いてFFFビームの特性を評価した論文です。従来3分半かかっていた肺SBRTの照射時間が1分半になることをファントム試験で確認しました。さらに、同時CBCT撮像を試行した結果、投影画像数の低減に伴い、ファントム画像の画質は劣化するものの、位置決めには問題がないことが確認できました。

Sarkar, B., A. Pradhan, and A. Munshi
"Do technological advances in linear accelerators improve dosimetric outcomes in stereotaxy? A head-on comparison of seven linear accelerators using volumetric modulated arc therapy-based stereotactic planning."
Indian journal of cancer 53.1 (2016): 166.
Keyword: Apex, FFF
リーフ幅が0.25cmから1.00cmの6つのタイプ(Agility, MLCi, BeamModulator, mMLC, Millennium120, HD120)において、単一ターゲットにおけるSRS・SRTのVMAT計画を比較した論文です。3D-CRTではリーフ幅が狭いほうが優位であるとされてきましたが、VMATにおいては、リーフ幅における統計的有意差はないと報告されています。リーフ0.5cmを使って、FFとFFFビームによる検証もされています。

Healy, Grace EA, Steven H. Marsh, and Andrew T. Cousins
"The dosimetric effect of electron density overrides in 3 DCRT Lung SBRT for a range of lung tumor dimensions"
Journal of applied clinical medical physics 19.6 (2018): 79-87.
Keyword: Monaco
肺SBRTにおける不均一性と呼吸性移動対策として、Monacoを用いてPTVの相対電子密度(ED)を上書きした治療プランを検証した論文です。 小さい腫瘍では、PTVのEDをGTVのEDに近い値で上書きすることで、線量のカバレッジと均一性が向上されることが示唆されました。

IMRT/VMAT


Pang, Eric Pei Ping, et al.
"Analysis of intra-fraction prostate motion and derivation of duration-dependent margins for radiotherapy using real-time 4D ultrasound."
Physics and Imaging in Radiation Oncology 5 (2018): 102-107.
Keyword: Prostate, Intra-fraction movement, 4D Clarity ultrasound system, Real-time tracking, Margins
4D超音波装置Clarityを用いて、VMATとIMRTの前立腺治療におけるintra fraction motion評価し、治療時間依存のマージンを算出した論文です。 治療時間の短いVMATがマージンの設定において優れた結果でした。どちらの治療においても、mean intra fraction motionにおいてInferior方向とposterior方向で統計的に優位な差が見られました。

B Tas, IF Durmus, A Okumus, OE Uzel, M Gokce, et al.
"Total-body irradiation using linac-based volumetric modulated arc therapy: Its clinical accuracy, feasibility and reliability."
Radiotherapy and Oncology 129.3 (2018): 527-533.
Keyword: VersaHD, Agility, Monaco, VMAT TBI
VMAT-TBIについての報告です。
センチネルやカタリストといった光学的ポジショニングシステムを用いて治療中および治療間の位置を確認し、XVIを用いて画像誘導を行っています。従来の方法に比べてdual arcを使用したVMATでは効率的な最適化が可能なためPTVの均一指標が高く、OARも保護しています。患者のポジショニング、IGRT、およびビームオンタイムを含む1回の平均所要時間は成人でおよそ1時間程度です。

Jahnke, Anika, et al.
"Arc therapy for total body irradiation–a robust novel treatment technique for standard treatment rooms."
Radiotherapy and Oncology 110.3 (2014): 553-557.
Keyword: Elekta Synergy, Monaco, TBI
arcTBIの手法を提案した論文です。
臨床的に許容できる品質を達成し、体厚が30 cmまでの患者に対して9 %以内の平坦度で線量が処方されることが実証されました。従来のTBIのように広い照射室やmoving bedのような特殊な装置を必要とせず、一般的な照射室と加速器で実現できるため便利な方法と言えます。

Onal C, Arslan G, Parlak C, Sonmez S
"Comparison of IMRT and VMAT plans with different energy levels using Monte-Carlo algorithm for prostate cancer"
Jpn J Radiol. 2014;32:224-32
Keyword: Elekta Synergy, Monaco
中リスク前立腺がん12症例の治療計画を、Monacoを用いて6、 10、 15MVで立案し比較評価した結果、IMRTおよびVMATであれば、線量分布、MUがほぼ同じであることを示しています。従来の類似論文に比べて、詳細な比較結果がまとめられており、リニアック新規導入時のエネルギー選択決定時に参考になると思われます。

Kida S, Masutani Y, Yamashita H, Imae T, Matsuura T, Saotome N, Ohtomo K, Nakagawa K, Haga A
"In-treatment 4D cone-beam CT with image-based respiratory phase recognition"
Radiol Phys Technol. 2012;5:138-47
Keyword: XVI, VMAT, 4DCT, Respiratory phase
4D CBCTの新しい再構成手法を提案しています。投影画像間の相互相関処理により各投影画像に対する呼吸位相を求める方法です。したがって、4D 計画CTで、横隔膜と腫瘍が同時撮像されない場合にも適用可能なアルゴリズムです。

Sakumi A, Haga A, Kida S, Saotome N, Okano Y, Shiraishi K, Onoe T, Yoda K, Ohtomo K, Nakagawa K
"First in-situ dose calculation report using in-treatment kilovoltage cone-beam ct and in-treatment linac parameters during volumetric modulated arc therapy"
J Radiat Res. 2011;52(4):536-7
Keyword: XVI, VMAT, QAQC
治療中のコーンビームCT画像と治療中のリニアックパラメータを用いて体内線量分布計算を試みた最初の報告です。

Yoshio IWAI, Shuichi OZAWA, Tatsuya AGEISHI, Roberto PELLEGRINI and Kiyoshi YODA
"Feasibility of single-isocenter, multi-arc non-coplanar volumetric modulated arc therapy for multiple brain tumors using a linear accelerator with a 160-leaf multileaf collimator: a phantom study"
Journal of Radiation Research 55.5: 1015-1020
Keyword: Monaco, VMAT, Agility, radiosurgery, single isocemter, non-coplaner
複数転移性脳腫瘍に対する単一アイソセンターのMonaco VMATで立案し、線量検証を報告した論文です。ターゲット数が9と14のファントムが用いられています。

Yudai Kai, Ryo Toya, Tetsuo Saito, Akiko Kuraoka, Yoshinobu Shimohigashi, Yuji Nakaguchi, Masato Maruyama, Ryuji Murakami, Yasuyuki Yamashita, Natsuo Oya
"Plan quality and delivery time comparisons between volumetric modulated arc therapy and intensity modulated radiation therapy for scalp angiosarcoma: A planning study"
Journal of Medical Radiation Sciences 239
Keyword: Monaco
頭皮血管肉腫に対するMonaco VMATの有用性を報告した論文です。5門または9門step and shoot IMRTと VMATで治療計画した結果、9門IMRTとVMATは、ほぼ同じ線量分布を与えましたが、照射時間は9門IMRTが14分・VMATは3分でした。Monacoによる頭皮血管肉腫のVMATプランの優位性を確認しました。

Ogino R, Hosono M, Ishii K, Tatsumi D, Tsutsumi S, Miki Y, Masuoka Y, Shimatani Y, Miki Y
"A dose-volume intercomparison of volumetric-modulated arc therapy, 3D static conformal, and rotational conformal techniques for portal vein tumor thrombus in hepatocellular carcinoma"
J Radiat Res. 2013 Jul;54:697-705
Keyword: hepatocellular carcinoma, portal vein tumor thrombus, 3D-CRT, VMAT
肝細胞癌における門脈内腫瘍塞栓の治療計画結果を比較検討した大阪市立大学の論文で、VMATの有効性を示しています。

K. Fujimoto, K. Tateoka, Y. Yaegashi, K. Shima, J. Suzuki, Y. Saito, A. Nakata, T. Nakazawa, T. Abe, M. Yano, M. Someya, K. Nakata, M. Hori, M. Hareyama and K. Sakata
"Effects of Beam Startup Characteristics on Dose Delivery Accuracy at Low Monitor Units in Step-and-Shoot Intensity Modulated Radiation Therapy"
International Journal of Medical Physics, Clinical Engineering and Radiation Oncology Vol. 2 No. 1, 2013, pp. 1-5
Keyword: Elekta Precise, startup performance, Low Monitor Units
Step and shoot IMRTで低MU照射する時に、ビーム立ち上がりが線量に与える影響を検討した札幌医大の論文です。最初の照射セグメンントとふたつめ以降で、傾向が違うことを実験的に明らかにし、その理由を考察しています。

Kunishima N, Naoi Y, Yoda K
"Anatomy-based volumetric modulated arc therapy for a prostate cancer patient with a hip prosthesis"
J Radiat Res. 2013 Mar;54:398-400
Keyword: prostate
人工股関節を有する前立腺がん患者に対するVMATの治療計画手法を提案した自衛隊中央病院の論文です。

Miura H, Fujiwara M, Tanooka M, Doi H, Inoue H, Takada Y, Kamikonya N, Hirota S
"Dosimetric and delivery characterizations of full-arc and half-arc volumetric-modulated arc therapy for maxillary cancer"
J Radiat Res. 2012;53:785-90
Keyword: Monaco
上顎癌VMATにおいて、ハーフアークとフルアークの計画をMonacoで立案し、線量分布と照射特性を比較した兵庫医科大学の論文です。ハーフアークは、フルアークと同等の線量分布をPTVに与えながら、注意臓器への平均線量を低減でき、さらにMUおよび照射時間も低減できることを示しています。

Nakagawa K, Kida S, Haga A, Masutani Y, Yamashita H, Onoe T, Imae T, Tanaka K, Ohtomo K, Yoda K
"4D digitally reconstructed radiography for verifying a lung tumor position during volumetric modulated arc therapy"
J Radiat Res. 2012;53:628-32
Keyword: in-treatment, DRR, 4D
VMAT照射中の肺腫瘍輪郭をBeam’s eye view表示した4次元DRRを提案した論文です。ガントリ角ごとに呼吸位相を計算して対応する位相の肺腫瘍輪郭を用いてDRR表示しています。

Sakumi A, Shiraishi K, Onoe T, Yamamoto K, Haga A, Yoda K, Ohtomo K, Nakagawa K
"Single-arc volumetric modulated arc therapy planning for left breast cancer and regional nodes"
J Radiat Res. 2012;53:151-3
Keyword: MLCi
ElektaのマルチリーフコリメータMLCiの強度変調可能な照射野幅が広いことを活用して、リンパ節を含む乳腺VMATが単一アークで計画可能なことを示した論文です。スプリットフィールドを用いない臨床的な利点を強調しています。

Kida S, Saotome N, Masutani Y, Yamashita H, Ohtomo K, Nakagawa K, Sakumi A, Haga A
"4D-CBCT reconstruction using MV portal imaging during volumetric modulated arc therapy"
Radiother Oncol. 2011;100:380-5
Keyword: 4DCT, respiratory motion, portal imaging CBCT
肺腫瘍のVMAT照射中のMVポータル画像を用いて4D CBCTを再構成した世界初の報告です。

Yoda K, Nakagawa K, Shiraishi K, Okano Y, Ohtomo K, Pellegrini R
"Dose verification of intensity-modulated arc therapy using an ERGO++ treatment planning system and Elekta internal multileaf collimators for prostate cancer treatment"
Br J Radiol. 2009 Apr;82(976):328-31
Keyword: VMAT
リニアックコントローラがまだVMATに対応する前に、商用TPSで世界で最初にIMATの治療計画を立てて、線量検証を報告した東京大学の論文です。

Jan Seppala, Aleksi Voutilainen, Janne Heikkila, Marko Vauhkonen
"Surface doses of flattening filter fee beams with volumetric modulated arc therapy dose delivery for breast cancer"
Physics and Imaging in Radiation Oncology 2 (2017) 17-2
Keyword: Monaco, FFF, surfacedose
乳房照射における懸念点である表面線量に着眼し、Monacoの計算結果と測定を比較した論文です。
Monacoでは接線照射、接線DMLC、接線VMAT、VMATの4つをFFとFFFを用いて作成し比較しています。表面線量計算の精度が高いことと、6MVのFFF、変調ビームを使うことにより、皮膚線量が軽減する結果が報告されています。

IGRT


北里 裕美子, 久家 教幸, 尻枝 勝敏, 圓崎 将大, 中口 裕二, 下東 吉信, 川崎 年久, 豊田 雅彦, 河原 大輔, 荒木 不次男, 川村 慎二
"画像誘導放射線治療(IGRT)におけるCBCT の吸収線量評価-施設,装置間比較-"
日本放射線技術学会雑誌 73巻4号 309-316
Keyword: XVI, IMRT, absorbed dose
複数施設の参加により各社製リニアックでのCBCTの被ばく線量を比較した結果の報告です。XVIの被曝線量が低いことが示されています。

Kazunari Hioki, Fujio Araki, Takeshi Ohno, Yuuki Tomiyama and Yuji Nakaguchi
"Monte Carlo-calculated patient organ doses from kV-cone beam CT in image-guided radiation therapy"
Biomedical Physics & Engineering Express, Volume 1, Number 2 (2015)
Keyword: XVI
コーンビームCTによる正常組織のdose volume histogramをモンテカルロ計算で比較した結果、Elekta製XVIの方が他社製に比べて低線量特性を示したことが報告されています。

J Barber, J R Sykes, L Holloway and D I Thwaites
"Automatic image registration performance for two different CBCT systems; variation with imaging dose"
Journal of Physics: Conference Series, Volume 489, conference 1 (2014)
Keyword: XVI
本論文のFig.1に低被曝線量におけるElekta製XVIと他社製最新コーンビームCTのファントム画像が表示されています。Elekta製XVIの画質の方が良いことがわかります。

Nakagawa K, Kida S, Haga A, Masutani Y, Yamashita H, Imae T, Tanaka K, Ohtomo K, Iwai Y, Yoda K
"Cone beam computed tomography data acquisition during VMAT delivery with subsequent respiratory phase sorting based on projection image cross-correlation"
J Radiat Res. 2011;52(1):112-3
Keyword: XVI, VMAT
投影画像の相関演算による4次元コーンビームCT画像再構成法の報告です。

Nakagawa K, Haga A, Shiraishi K, Yamashita H, Igaki H, Terahara A, Ohtomo K, Saegusa S, Shiraki T, Oritate T, Yoda K
"First clinical cone-beam CT imaging during volumetric modulated arc therapy"
Radiother Oncol. 2009 Mar;90(3):422-3
Keyword: XVI, VMAT
前立腺のVMAT照射中にキロボルトコーンビームCTを撮像することに世界で最初に成功した東京大学の報告です。この画像はジャーナルの表紙に掲載されました。

Nakagawa K, Shiraishi K, Nakagawa K, Shiraishi K, Kida S, Haga A, Yamamoto K, Saegusa S, Terahara A, Itoh S, Ohtomo K, Yoda K
"First report on prostate displacements immediately before and after treatment relative to the position during VMAT delivery"
Acta Oncol. 2009;48(8):1206-8
Keyword: XVI, VMAT, Elekta Synergy
コーンビームCT画像を用いて、VMAT中の前立腺位置に対して照射前後の前立腺位置誤差を評価した最初の報告です。

Igaki H, Nakagawa K, Yamashita H, Terahara A, Haga A, Shiraishi K, Sasano N, Yamamoto K, Onoe T, Yoda K, Ohtomo K
"Contrast media-assisted visualization of brain metastases by kilovoltage cone-beam CT"
Acta Oncol. 2009;48(2):314-7
Keyword: XVI
キロボルトのコーンビームCTと造影剤を用いて転移性脳腫瘍を可視化した東京大学の論文で、より詳細な第二報です。

Nakagawa K, Yamashita H, Igaki H, Terahara A, Shiraishi K, Yoda K
"Contrast medium-assisted stereotactic image-guided radiotherapy using kilovoltage cone-beam computed tomography"
Radiat Med. 2008;26(9):570-2
Keyword: XVI
世界で最初に造影剤を使った腫瘍のキロボルトコーンビームCT画像撮影に成功した東京大学の論文です。脳腫瘍と肝臓がんへのIGRT適用が提案されています。

Nakagawa K, Yamashita H, Shiraishi K, Igaki H, Terahara A, Nakamura N, Ohtomo K, Saegusa S, Shiraki T, Oritate T, Yoda K
"Verification of in-treatment tumor position using kilovoltage cone-beam computed tomography: a preliminary study"
Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2007;69(4):970-3
Keyword: XVI
世界で最初に回転照射中のキロボルトコーンビームCT撮像に成功した東京大学の報告です。投稿した8日後に受理されています。

Tsuyoshi Takanaka, Tomoyasu Kumano, Shigeyuki Takamatsu, Tetsuya Minami, Wataru Koda, Toshifumi Gabata, Osamu Matsui, Kimiya Noto, Shinichi Ueda, Yuichi Kurata
"Multiple breath-hold segmented volumetric modulated arc therapy under real-time fluoroscopic image guidance with implanted fiducial markers: preliminary clinical experience"
BJR Case Rep. 2016;2:20160087
Keyword: VMAT, breath-hold monitor, pancreatic cancer
体内マーカーとアブチェスを併用して、反復息止めVMATをすい臓がんに適用した報告です。マーカー透視で絶対的な位置を確認し、回転照射中はアブチェスを使って息止め状態を監視するという巧妙な方法です。

Nakagawa K, Haga A, Kida S, Masutani Y, Yamashita H, Takahashi W, Sakumi A, Saotome N, Shiraki T, Ohtomo K, Iwai Y, Yoda K
"4D registration and 4D verification of lung tumor position for stereotactic volumetric modulated arc therapy using respiratory-correlated cone-beam CT"
J Radiat Res. 2013 Jan;54(1):152-6
Keyword: XVI, stereotactic
呼吸性移動を伴う肺腫瘍を4D CBCTで位置決めし、さらにVMAT中の4D CBCTにより治療直後に肺腫瘍位置を検証するワークフローを提案した東大の論文です。治療計画CT撮像、治療直前の位置決め、照射中いずれも呼吸抑制しています。

Gating


依田 潔(エレクタ株式会社)
"最新の5mmリーフの特徴と呼吸性移動対策に関して"
Keyword: Agility, Symmetry
エレクタの5mmリーフMLCであるAgilityに関して概説しています。

QA・QC


辰己 大作, 家永 晃功, 中田 良成, 四方田 あかね, 井上 誠, 市田 隆雄, 細野 雅子
"定位放射線照射における放射線アイソセンタの定量的管理手法の構築"
日本放射線技術学会雑誌 68巻10号 1333-39
Keyword: Elekta Synergy, mMLC, Winston Lutz test, isocenter accuracy
アイソセンタの位置精度をWinston-Lutz testによって,簡便かつ定量的に管理する手法を構築した大阪市立大学の論文です。

辰己 大作, 中田 良成, 堤 真一, 坂本 真理子, 井上 誠, 市田 隆雄, 細野 雅子
"マイクロマルチリーフコリメータを用いた定位放射線照射システムの機械的精度評価"
日本放射線技術学会雑誌 67巻10号 1267-74
Keyword: Elekta Synergy, mMLC, isocenter accuracy
Elektaリニアックにマイクロマルチリーフコリメータを取り付けた場合のMVアイソセンタの精度評価手法を確立した論文です。

G A Godwin, J B Simplson and K V Mugabe
"Characterization of a dynamic multi-leaf collimator for stereotactic radiotherapy applications"
Physics in Medicine and Biology 57 (2012) 4643-4654
Keyword: Apex
外付けMLCであるmMLCの特性を調査した論文です。ビームの特徴として、リーフ間の漏洩、照射野の辺縁線量、全散乱係数を、機械的特徴として、光照射野と実照射野の誤差や、リーフポジションとアイソセンタ指示点の精度が確認されています。AAPMなどから報告されている精度の推奨値が十分満たされていることを示しています。フラットビームの6MVと10MVのみが対象となっています。

Tanooka M, Doi H, Miura H, Inoue H, Niwa Y, Takada Y, Fujiwara M, Sakai T, Sakamoto K, Kamikonya N, Hirota S
"Three-dimensional radiochromic film dosimetry for volumetric modulated arc therapy using a spiral water phantom"
J Radiat Res. 2013 Nov;54:1153-9
Keyword: VMAT, radiochoromic film, spiral phantom
VMAT検証用の新しい水ファントムの物理検証に関する兵庫医科大学の論文です。ガフクロミックフィルムをスパイラル面に配置しています。

Haga A, Sakumi A, Okano Y, Itoh S, Saotome N, Kida S, Igaki H, Shiraishi K, Yamashita H, Ohtomo K, Nakagawa K
"Dose verification of volumetric modulated arc therapy (VMAT) by use of in-treatment linac parameters"
Radiol Phys Technol. 2013 Jul;6(2):335-42
Keyword: VMAT, Dose reconstruction, Linac parameter
VMAT治療中に記録したリニアックの動作パラメータを治療計画装置に転送し、線量分布を再計算して評価した東京大学の論文です。

Tatsumi D, Nakada R, Yomoda A, Ishii K, Tsutsumi S, Inoue M, Ichida T, Hosono MN, Miki Y
"Minimum requirements for commissioning and long-term quality assurance of Elekta multi-leaf collimator for volumetric modulated arc therapy"
Radiol Phys Technol. 2013;6:98-106
Keyword: mMLC, VMAT, commissioning, leaf position accuracy
VMATに関して、エレクタ製マルチリーフコリメータのコミッショニングと長期的な精度管理指針を提案した大阪市立大学の論文です。

Tatsumi D, Hosono MN, Nakada R, Ishii K, Tsutsumi S, Inoue M, Ichida T, Miki Y
"Direct impact analysis of multi-leaf collimator leaf position errors on dose distributions in volumetric modulated arc therapy: a pass rate calculation between measured planar doses with and without the position errors"
Phys Med Biol. 2011;56(20)
Keyword: VMAT, MLCi
VMAT照射におけるElekta製MLCiのリーフ誤差が線量分布に与える影響を評価する方法を提案し、実測結果を報告した最初の論文です。

Haga A, Nakagawa K, Shiraishi K, Itoh S, Terahara A, Yamashita H, Ohtomo K, Saegusa S, Imae T, Yoda K, Pellegrini R
"Quality assurance of volumetric modulated arc therapy using Elekta Synergy"
Acta Oncol. 2009;48(8):1193-7
Keyword: VMAT
エレクタのリニアックコントローラのログファイル機能を用いてVMAT照射中の機械パラメータなどを実測し、治療計画装置からの処方と比較して制御誤差を評価すると共に、実測パラメータを治療計画装置に送り線量分布を再計算した東京大学の論文です。エレクタのログファイル機能をVMATの検証に利用したのは、この報告が世界初です。

TPS


Huang, Xiaotian, et al.
"A plan template‐based automation solution using a commercial treatment planning system."
Journal of Applied Clinical Medical Physics (2020).
Keyword: auto‐planning, inverse planning, template, VMAT
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。

Jeffrey E. Snyder , Daniel E. Hyer, Ryan T. Flynn, Amanda Boczkowski, Dongxu Wang
"The commissioning and validation of Monaco treatment planning system on an Elekta VersaHD linear accelerator"
Journal of Applied Clinical Medical Physics 20.1 (2019): 184-193.
Keyword: Versa HD, commissioning
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。

Clements, Mac, Nicholas Schupp, Megan Tattersall, Anthony Brown, and Randy Larson
"Monaco treatment planning system tools and optimization processes"
Medical Dosimetry (2018)
Keyword: Monaco
Monacoの特長を紹介した論文です。

Maree Wood, Amara Fonseca, David Sampson, Anddrew Kovendy, Justin Westhuyzen, Thomas Shakespear, Kirsty Turnbull
"Prostate intensity-modulated radiotherapy planning in seven mouse clicks; Development of a class solution for cancer"
Reports of Practical Oncology and Radiotherapy 21 (2016) 567-570
Keyword: IMRT, computer assisted, diagnostic imaging
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。

Yun I. Tan, Mohamed Metwaly, Martin Glegg, Shaun P. Baggarley, Alex Elliott
"Evaluation of six TPS algorithms in computing entrance and exit doses"
Journal of Applied Clinical Medical Physics 2014; 13: 229-240
Keyword: Agility, VMAT
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。

Wataru Takahashi, Hideomi Yamashita, Naoya Saotome, Yoshio Iwai, Akira Sakumi, Akihiro Haga and Keiichi Nakagawa
"Evaluation of heterogeneity dose distributions for Stereotactic Radiotherapy (SRT): comparison of commercially available Monte Carlo dose calculation with other algorithms"
Radiation Oncology 7 (2012) 20-27
Keyword: SBRT, Monte carlo, calculation Algorithm, tissue inhomogeneities
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。

Yoda K, Nakagawa K
"Extension of Van Herk's treatment margin model for anisotropic systematic positioning errors in cartesian coordinate system"
Med Phys. 2011;38:3913-4
Keyword: Monaco
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。

MOSAIQ OIS


Elekta Unity


Pojtinger, Stefan, et al.
"A finite element method for the determination of the relative response of ionization chambers in MR-linacs: simulation and experimental validation up to 1.5 T."
Physics in Medicine & Biology 64.13 (2019): 135011.
Keyword: Monte Carlo, dosimetry, MR-linac, finite element simulation, EGSnrc, COMSOL, ionization chamber
MRI画像誘導放射線治療にて、電離箱応答特性を決定するためのシミュレーションと実測検証の比較論文です。電離箱の線量応答の磁場依存は、補正係数k B,M,Qによって定義されます。これは実験的に決定するか、モンテカルロ(MC)シミュレーションによって計算できますが、本研究では 1.5 Tまでの磁束密度に対して優れた一致を示しました。

Winkel, Dennis, et al.
"Evaluation of plan adaptation strategies for stereotactic radiotherapy of lymph node oligometastases using online magnetic resonance image guidance."
Physics and Imaging in Radiation Oncology 9 (2019): 58-64.
Keyword: Lymph node oligometastases MR-guided radiotherapy Online plan adaptation Mr-linac
リンパ節オリゴ転移のMRガイド下SBRT治療の最適な計画適応の決定を目的とした論文です。17症例で6つの異なる計画適応方法を用いて比較しています。結果として、毎日のMRIに基づき複数の計画適応方法が実行可能であることが示唆され、フルエンスからウェイトとセグメント形状の最適化を行う方法が、最も良い分布となり、5分以内で実行されています。

van de Schoot, Agustinus JAJ, et al.
"Evaluation of plan quality in radiotherapy planning with an MR-linac."
Physics and Imaging in Radiation Oncology 10 (2019): 19-24.
Keyword: magnetic resonance linac, magnetic resonance imaging guided radiotherapy
この論文では、MR Linac(MRL)の1.5 Tの磁場が存在する状態で、ハイリスクの前立腺癌患者の臨床的に許容できる治療計画を作成できることを示しています。現在標準となるマージンと線量制約を使用して、汎用LinacのVMAT治療計画に対してMRL専用のIMRT治療計画の臨床的品質を調査しています。MRL治療計画は臨床的に許容可能であり、品質は汎用Linacと同等でした。

Draulans, Cédric, et al.
"Stereotactic body radiation therapy with optional focal lesion ablative microboost in prostate cancer: Topical review and multicenter consensus."
Radiotherapy and Oncology 140 (2019): 131-142.
Keyword: magnetic resonance linac, magnetic resonance imaging guided radiotherapy
この論文は、研究結果を発表しているものではなく、MRIガイド放射線治療をSWOT分析を用いて、長所、短所、機会、脅威の4つの構成で紹介をしています。Unityを実装する際の臨床的利益や注意点を確認することができます。

Bertelsen, Anders S., et al.
"First clinical experiences with a high field 1.5 T MR linac."
Acta Oncologica 58.10 (2019): 1352-1357.
Keyword: MRI Daily adaptive replanning
Unityで治療開始から5か月間の臨床経験の報告になります。症例はさまざまで、UnityのワークフローであるATP(Adapt To Position)とATS(Adapt To Shape)のどちらも許容可能な時間で治療できることや、adapt planのガンマ解析の結果も良好な一致を示していることが報告されています。

Murray, Julia, and Alison Tree.
"Prostate cancer-advantages and disadvantages of MR-guided RT."
Clinical and translational radiation oncology (2019).
Keyword: Prostate cancer, Radiotherapy, MRI, Daily adaptive replanning
この論文では、前立腺がんのMR誘導放射線療法に関する価値と課題について説明しています。MRIに基づく適応と再計画の実現可能性を判断するための多施設研究やフラクション数を減らしていく今後の展望などの情報も示されています。前立腺がん放射線治療のためのMRのみのワークフローを実現することを最終的な目的としています。

Fast M, van de Schoot A, van de Lindt T, Carbaat C, van der Heide U, Sonke JJ
"Tumor trailing for liver SBRT on the MR-linac."
Int J Radiat Oncol Biol Phys. 103.2 (2019): 468-478
Keyword: Elekta Unity,Trailing, liver
Unityを用いた、Trailing照射の報告です。
Trailing照射は、照射中のベースラインモーションに合わせて照射野形状を変形させる照射技術で、肝臓の定位照射におけるシミュレーションと実測により、ベースラインモーションによる影響を大幅に軽減できることを確認しています。

D Winkel, GH Bol, PS Kroon, B van Asselen, et al.
"Adaptive radiotherapy: The Elekta Unity MR-linac concept"
Clinical and translational radiation oncology 18 (2019): 54-59.
Keyword: MR-guided radiotherapy, reference dosimetry, Monte Carlo, EGSnrc, MR-linac, ionization chamber
ATPとATSの違いやUnityのworkflowについて説明されており、Unityのコンセプトが理解できる論文です。
ATSを用いたオンライン治療計画を用いることで、線量制約を満たすプランの作成が可能です。
ATSを用いた最適化時間は17〜485 sでした。

Pojtinger S, Dohm OS, Kapsch RP, Thorwarth D
"Ionization chamber correction factors for MR-linacs"
Phys Med Biol. 2018;63(11).
Keyword: MR-guided radiotherapy, reference dosimetry, Monte Carlo, EGSnrc, MR-linac, ionization chamber
モンテカルロシミュレーションツールEGSnrcを使用して、磁場強度0から2.5Tまで変化させたときの、電離箱補正係数kBを調査した論文です。 磁場が存在すると、荷電粒子の軌跡はローレンツ力の影響を受けます。そのため磁束密度、電離箱の形状、設置方向に応じて最大8%の検出器応答の変化が認められました。

Mickevicius, Nikolai J., and Eric S. Paulson.
"Investigation of undersampling and reconstruction algorithm dependence on respiratory correlated 4D-MRI for online MR-guided radiation therapy"
Physics in Medicine & Biology 62.8 (2017): 2910.
Keyword:SENSE , SPiRiT, GRASP, MR simulation , MR-gRT , 4D-MRI
この論文はMRI-gRTに最適な4DMRIの条件を検証したものです。この研究では、最も適した条件は2.34㎜の解像度でスキャンタイム142.40secのCG-SENSEのリコンアルゴリズムを使用した画像が画質、アーチファクト、スキャンとリコン時間のバランスが良いという結果を報告しています。

G H Bol, S Hissoiny, J J W Lagendijk and B W Raaymakers
"Fast online Monte Carlo-based IMRT planning for the MRI linear accelerator"
Phys. Med. Biol. 2012;57(5):1375-85
Keyword: GPUMCD, IMRT planning
GPUベースのモンテカルロを用いた高速IMRT最適化システムについて報告した論文です。
0Tおよび1.5 Tの磁場下で、4つのファントム症例と2つの臨床症例(子宮頸部および腎臓)に対してIMRT計画作成し、十分高速であることを示しています。さらに、計画の品質と複雑さに対する磁場の影響がないことを示しています。

A J E Raaijmakers, B W Raaymakers, and S van der Meer, J J W Lagendijk
"Integrating a MRI scanner with a 6 MV radiotherapy accelerator: impact of the surface orientation on the entrance and exit dose due to the transverse magnetic field"
Phys. Med. Biol. 52 (2007) 929-939
Keyword: Electron Return Effect (ERE), Electron Equilibrium, Oblique
頭尾方向1.5Tの磁場による線量付与への影響を報告した論文です。
ビームと入射面そして射出面の角度が-75,-60,-45,-30,0,30,45,60,75 度の場合をモンテカルロで計算し、磁場1.5Tと0Tで比較した結果を示しています。磁場が0Tに比べて1.5Tの方が、入射線量、ビルドアップ距離、射出線量において角度に大きく依存するという結果になっています。

A J E Raaijmakers, B W Raaymakers, and J J W Lagendijk
"Integrating a MRI scanner with a 6 MV radiotherapy accelerator: dose increase at tissue-air interfaces in a lateral magnetic field due to returning electrons"
Phys. Med. Biol. 50 (2005) 1363-1376
Keyword: Electron Return Effect (ERE), Electron Equilibrium
頭尾方向1.5Tの磁場による線量付与への影響を報告した論文です。
単純な1門、対向2門、ボックス4門をモンテカルロ計算し、不均質部位が電子再入射(Electron Return Effect)によって受ける影響を示しています。電子再入射のメカニズムも分かり易く説明されています。

B W Raaymakers, A J E Raaijmakers, A N T J Kotte, D Jette, and J J W Lagendijk
"Integrating a MRI scanner with a 6 MV radiotherapy accelerator: dose deposition in a transverse magnetic field"
Phys. Med. Biol. 49 (2004) 4109-4118
Keyword: Electron Equilibrium
頭尾方向1.5Tの磁場による線量付与への影響を報告した論文です。
左右方向のプロファイルとPDDをモンテカルロ計算し磁場1.5Tと0Tで比較し、プロファイルの対称性とPDDのビルドアップ領域への作用を示しています。