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
不等式制約条件付最適化と生物学的評関数を用いたMonaco治療計画システム


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


Shingo Ohira et al.
“ Monte Carlo Modeling of the Agility MLC for IMRT and VMAT Calculations”
in vivo 34: 2371-2380 (2020)
doi: 10.21873/invivo.12050
Keyword: Agility MLC, IMRT, Monte Carlo, QA, VMAT
既存のMonte Carloコード(BEAMnrc/ DOSXYZnrc)を応用することで6MV Agility MLCのモデリングを実施し、その精度を調査した論文です。 作成したモデルによってリーフ透過線量、MLCによる不整形照射野の線量分布を計算し、電離箱とフィルムによる実測と比較した結果、両者は良い一致を示していることを報告しています。さらにIMRTおよびVMATプランでは実測とγ pass rate(3%/3mm, dose threshold = 50%)でそれぞれ99.5%、99.1%で一致しています。著者らは作成したモデルがPatient-specific QAおよびコミッショニングに利用できると述べています。

El Shafie, Rami A et al.
“Single-Isocenter Volumetric Modulated Arc Therapy vs. CyberKnife M6 for the Stereotactic Radiosurgery of Multiple Brain Metastases.”
Frontiers in oncology vol. 10 568. 8 May. 2020
doi:10.3389/fonc.2020.00568
Keyword: Linear accelerator; multiple brain metastases; palliative; radiosurgery; radiotherapy; robotic radiosurgery; stereotactic; whole-brain radiotherapy.
多発性脳転移に対する、VersaHDを使用したシングルアイソセンターVMAT(SI-VMAT)とCyberKnifeを比較した論文です。SI-VMATは線量パラメータにおいてCyberKnifeに劣りましたが、臨床的に許容できる計画を達成しました。治療時間が大幅に短縮され可用性が高いため、正常脳への影響やPTVマージンを考慮することでSRS専用システムの代替手段となる可能性を示しています。

Prentou, Georgia et al.
“Dosimetric impact of rotational errors on the quality of VMAT-SRS for multiple brain metastases: Comparison between single- and two-isocenter treatment planning techniques.”
Journal of applied clinical medical physics vol. 21,3 (2020): 32-44.
doi:10.1002/acm2.12815
Keyword: VMAT, brain metastases, rotational error, single isocenter; spatial uncertainty, stereotactic radiosurgery.
マルチターゲットVMAT-SRS脳転移症例における回転誤差の影響を評価した論文です。シングルアイソセンターのマルチターゲットは回転誤差に敏感です。病変からアイソセンターまでの距離を約4cmに制限すると、ターゲットの過小投与は軽減できます。

Takanaka, Tsuyoshi et al.
“Multiple Breath-hold Volumetric Modulated Arc Therapy Under Fluoroscopic Image Guidance with an Implanted Fiducial Marker: An Advanced Technique”
Cureus vol. 10,4 e2499. 18 Apr. 2018
doi: 10.7759/cureus.2499
Keyword: breath-hold, vmat, fluoroscopy, fiducial markers, respiratory motion management
体内マーカーを使用し、反復息止めVMATを肝細胞癌肺転移症例に適用した報告です。VMATのビームオンタイムは通常1分を超えるため、著者らはSingle arc VMATを複数のarcに分けることで、複数回の息止め下による照射を試みています。また各arcにおけるガントリースタート位置でのDRR画像を作成し、マーカー位置の許容範囲を示す頭側/足側にラインを作成しています。照射する際はXVIを使用し、マーカー位置を透視しながら息止め下で照射します。照射中、作成した透視画像のラインを参照しながら許容範囲内にマーカーがあるかどうかチェックすることで、息止め状態を継続的にモニタリングしながら照射しています。

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。

Kügele, Malin et al.
“Surface guided radiotherapy (SGRT) improves breast cancer patient setup accuracy.”
Journal of applied clinical medical physics vol. 20,9 (2019): 61-68.
doi:10.1002/acm2.12700
Keyword: interfraction motion, optical surface scanning, patient positioning, surface guided radiotherapy
139名の乳がん患者を対象に、レーザーとCatalystによるセットアップ精度を遡及的に比較した報告です。レーザーと比較して、Catalystによるセットアップはより多い頻度で臨床基準を満たしていることから、乳がん患者の毎日のセットアップに利用できることを示しています。さらにCatalystの利用により、著者らはPortal imagingによる位置照合の頻度を減らすことで被ばくを低減させ、同時に治療の効率を向上させる可能性があると述べています

Walter, F et al.
“Evaluation of daily patient positioning for radiotherapy with a commercial 3D surface-imaging system (Catalyst™).”
Radiation oncology (London, England) vol. 11,1 154. 24 Nov. 2016
doi: 10.1186/s13014-016-0728-1
Keyword: Optical surface scanning, Catalyst, Patient positioning, Cone-beam computed tomography
この論文は毎日の患者ポジショニングに利用するために、Synergyに搭載された表面イメージングシステムであるCatalystのポジショニング精度を調査した最初の臨床報告です。著者らは骨盤のような体内での変動が生じる部位ではセットアップエラーが大きくなる可能性があることや、部位ごとに最適なスキャンパラメータを決定するために更なる前向き研究が必要であると述べた上で、Catalystはレーザーによるポジショニング精度と同程度であることから、毎日の患者ポジショニングに利用できる可能性があると述べています。

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。

Jermoumi, Mohammed et al.
“Does gated beam delivery impact delivery accuracy on an Elekta linac?.”
Journal of applied clinical medical physics vol. 19,1 (2018)
Keyword: beam delivery accuracy, linac gating performance, respiratory gating, VMAT
自由呼吸下での呼吸同期照射では短いビームオンタイムで繰り返し照射されるため、低MUにおける線量精度が懸念されます。本論文では、Elektaリニアック(Synergy)の呼吸同期照射における低MUの線量精度を検証しています。臨床状況を想定した複数パターンのgating windowにおいて、VMAT SBRTプランを呼吸同期照射した際の線量分布と、同プランを非同期照射した際の線量分布を実測し比較しています。両者を比較した結果、幅広い臨床状況のgating windowで良好な一致を示していることから、著者らは呼吸同期照射でも正確な線量を照射できることを示しています。また線量精度を維持するために、タイトなgating windowを避ける必要があることを報告しています。

QA・QC


Ma, Yangguang et al.
“An electronic portal image device (EPID)-based multiplatform rapid daily LINAC QA tool.”
Journal of applied clinical medical physics vol. 22,1 (2021): 45-58.
doi:10.1002/acm2.13055
Keyword: electronic portal image device, quality assurance, quick daily check
EPIDベースのツールを使用したDailiyQAの有効性について評価した論文で、SynergyやVersaHD(FFF対応)のiViewGTについても評価しています。長期的なEPIDの位置の安定性や中心軸上の吸収線量の評価から、EPIDは平坦化フィルタの有無に関わらず、低コストで効率的なDailyQAのツールとして機能すると述べています。

Imae, Toshikazu et al.
“Surface and build-up dose comparison between Elekta 6 MV flattening filter and flattening-filter-free beams using an advanced Markus ionization chamber and a solid water-equivalent phantom.”
Journal of applied clinical medical physics vol. 21,12 (2020): 334-339.
doi:10.1002/acm2.13094
Keyword: a solid water‐equivalent phantom, build‐up, flattening filter (FF) beam, flattening‐filter‐free(FFF) beam, ionization chamber, surface dose
Elekta製リニアックのFFFビームの表面線量をFFビームと比較した論文です。また、測定した表面線量とビルドアップ線量をVarian製リニアックの結果と比較しています。Elekta製リニアックによる表面線量とビルドアップ線量の割合、およびFFビームとFFFビーム間の線量差の割合は、Varianリニアックによるものよりもかなり小さいことが示されました。

Shingo Ohira et al.
“ Monte Carlo Modeling of the Agility MLC for IMRT and VMAT Calculations”
in vivo 34: 2371-2380 (2020)
doi: 10.21873/invivo.12050
Keyword: Agility MLC, IMRT, Monte Carlo, QA, VMAT
既存のMonte Carloコード(BEAMnrc/ DOSXYZnrc)を応用することで6MV Agility MLCのモデリングを実施し、その精度を調査した論文です。 作成したモデルによってリーフ透過線量、MLCによる不整形照射野の線量分布を計算し、電離箱とフィルムによる実測と比較した結果、両者は良い一致を示していることを報告しています。さらにIMRTおよびVMATプランでは実測とγ pass rate(3%/3mm, dose threshold = 50%)でそれぞれ99.5%、99.1%で一致しています。著者らは作成したモデルがPatient-specific QAおよびコミッショニングに利用できると述べています。

Richard Delany et al.
“A relative comparison of neutron production between conventional and energy-matched flattening-filter-free (FFF) 10MV modes for an elekta linear accelerator”
Phys. Eng. Express 5 (2019) 047006
doi: 10.1088/2057-1976/ab2c6
Keyword: neurton, dosimetry, flattning filter
10MVを超える高エネルギーを使用する場合、不要な中性子の生成が懸念されます。エレクタリニアックのFFF ビームはFFビームの深部線量特性に合わせるように調整されるため、最大エネルギーがFFビームよりも高くなることで、理論的には中性子の生成が多くなります。一方で、FFF ビームは中性子の発生源となるフラットニングフィルターが使用されないため、この点での中性子の生成は少なくなります。本論文では、このトレードオフの関係に焦点を当てています。著者らはVersa HDのFFFビームにおけるMU当たりの中性子線量は、FFビームの60%~80%程度であることを示しています。

Zhang, R. H., et al.
"Quantification and modelling of the dosimetric impact of the treatment couch in volumetric modulated arc therapy (VMAT)."
International Journal of Radiation Research 17.2 (2019): 335-344.
DOI: 10.18869/acadpub.ijrr.17.2.335
Keyword: volumetric-modulated arc therapy, treatment planning system, attenuation, buildup, Couchtop.
iBEAMevoのカウチトップが放射線照射に与える影響を調査し、カウチ吸収の影響を低減する目的でカウチモデルをテストした論文です。カウチモデルの有無による臨床例の比較についても示されています。

Zhang, Ruohui et al.
“Quantification and comparison the dosimetric impact of two treatment couch model in VMAT.”
Journal of applied clinical medical physics vol. 19,1 (2018)
DOI: 10.1002/acm2.12206
Keyword: Monaco, Carbon fibre couch top, couch model, dose attenuation.
iBeamEvoのカウチモデリングの条件についてMonacoで検証しています。構成を一つにするのか分けるのか、そしてMonacoのグリッドサイズについてそれぞれ調べ、傾向を示しています。この論文では構成を二つ分けることによって構成部分のボリュームによって誤差が大きくなっており、単一の電子密度でモデリングすることを薦めています。

Tatsumi, Daisaku et al.
"Electronic Portal Image Device Dosimetry for Volumetric Modulated Arc Therapy"
Nihon Hoshasen Gijutsu Gakkai zasshi vol. 69,1 (2013): 11-8.
DOI: 10.6009/jjrt.2013_jsrt_69.1.11
Keyword: VMAT, EPID dosimetry, QA, dose rate dependence
Elekta製リニアックを使用して、VMATのEPID dosimetryを実施する手法を検討した論文です。VMAT 特有の線量率変化やガントリー回転に関する検討、および前立腺 VMAT の線量検証結果について、従来法であるフィルム検証や二次元半導体検出器と比較しElekta VMATにおけるEPID dosimetry は十分な測定精度を有することが示されました。

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。

Liebich, Janett et al.
“Simple proposal for dosimetry with an Elekta iViewGT™ electronic portal imaging device (EPID) using commercial software modules.”
Strahlentherapie und Onkologie : Organ der Deutschen Rontgengesellschaft ... [et al] vol. 187,5 (2011): 316-21.
doi:10.1007/s00066-011-2176-z
Keyword: EPID dosimetry , Amorphous silicon EPID , IMRT verification , Dose response
iViewGTのEPIDを線量測定に用いるためにEPID信号の再現性、および線量・線量率・フィールドサイズの特性を報告した論文です。キャリブレーションされたEPIDのプロファイルは、治療計画システムによって計算された線量プロファイルと一致し、フィールド内領域の最大偏差は2〜3%でした。

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。

Smith, David W et al.
“Dosimetric characterization of the iBEAM evo carbon fiber couch for radiotherapy.”
Medical physics vol. 37,7 (2010): 3595-606.
doi:10.1118/1.3451114
Keyword: radiotherapy, carbon fiber, surface dose, transmission measurements, radiochromic film
BEAM evoカーボンファイバーカウチ(CFC)の線量測定特性を特徴づけ、CFCの存在によるTPS(XiO,Oncentra)の計算精度を評価した論文です。 CFCの存在により、表面線量とビルドアップ領域の線量が増加することも示されました。 臨床を開始する前に、様々なガントリー角度の減衰測定と表面線量測定を含める必要があります。

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。

McDermott, L N et al.
“Clinical experience with EPID dosimetry for prostate IMRT pre-treatment dose verification.”
Medical physics vol. 33,10 (2006): 3921-30.
DOI: 10.1118/1.2230810
Keyword: electronic portal image device, quality assurance
In-houseソフトウェアおよびエレクタリニアックに搭載されたEPIDをpatient specific QAツールとして利用を試みた論文です。本ツールによって測定された前立腺がんIMRT患者の結果はフィルム(EDR2)と電離箱によって測定された結果と良好な一致を示しています。さらに、計画線量と比較した結果、20名中7名の患者で許容を超えた原因を考察し、TPSに登録されているTongue &Grooveに関連するパラメータを修正することでより良い一致を示したことを報告しています。著者らは、EPIDは効率的で正確な線量測定ツールであり、従来のpatient specific QAツールの代替となる可能性があることを示しています。

TPS


Goodall, Simon K., and Martin A. Ebert.
"Recommended dose voxel size and statistical uncertainty parameters for precision of Monte Carlo dose calculation in stereotactic radiotherapy."
Journal of Applied Clinical Medical Physics (2020).
DOI: 10.1002/acm2.13077
Keyword: Monte Carlo, stereotactic radiotherapy, treatment planning.
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。

Lee, Young Kyung, et al.
"Dosimetric comparison of two treatment planning systems for spine SBRT."
Medical Dosimetry 45.1 (2020): 77-84.
Keyword: Automatic segmentation, Adaptive planning, Radiotherapy
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。

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。

Wang, Yuanyuan et al.
"A study of minimum segment width parameter on VMAT plan quality, delivery accuracy, and efficiency for cervical cancer using Monaco TPS."
Journal of applied clinical medical physics vol. 19,5 (2018): 609-615.
DOI: 10.1002/acm2.12422
Keyword: cervical cancer, delivery time, Minimum segment width, plan quality, VMAT
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。

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


Scripes, Paola Godoy, et al.
"Impact of varying air cavity on planning dosimetry for rectum patients treated on a 1.5 T hybrid MR‐linac system."
Journal of Applied Clinical Medical Physics (2020).
doi:org/10.1002/acm2.12903
Keyword: 1.5T magnetic field, electron return effect(ERE), MR-guided radiation therapy, rectal cancer
この論文では、1.5 T MR-linacで治療された患者の直腸計画に対するさまざまな空洞サイズの線量効果を調査しています。直径(0.0、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、および5.0 cm)の人工空洞を4人の直腸患者プラン(2人の仰臥位と2人の腹臥位)に対して作成し、合計56プランで評価しています。結果として、磁場の存在下では、Electron Return Effect(ERE)により、仰臥位と腹臥位とも、ホットスポットは約1cmの空洞で見え始め、直腸と空気の境界面内側3 mm以内にありました。ホットスポットの場所と大きさは空洞サイズに依存していることを示しています。

Christiansen, Rasmus Lübeck, et al.
"Accuracy of automatic deformable structure propagation for high-field MRI guided prostate radiotherapy."
Journal of Applied Clinical Medical Physics (2020).
doi:org/10.1186/s13014-020-1482-y
Keyword: MR-linac, Radiotherapy, Prostate cancer, Computed tomography, Magnetic resonance, Deformable image registration, Treatment precision
この論文では、Unityのオンライン適応計画のためのCTおよびMR計画からのdeformable structure propagation(変形ストラクチャ伝播)の精度を評価しています。前立腺および骨盤リンパ節を治療した12人の高リスク前立腺癌患者において、ターゲット構造およびOARをリファレンス計画としてCTおよびMRの両方で描写し、Monacoのdeformable registrationを使用して、オンライン適応計画時に取得したT2wMRに伝播して評価しています。結果として、CT-MRの伝播は、手動編集に時間がかかり、ターゲットとOARの定義の不一致だけでなく、臓器の動きのリスク増加が示唆されます。一方MR-MRの伝播は、手動編集が少なく済み、ターゲットとOARを定義する際の出発点として優れていることが述べられています。

Chen, Xinfeng et al.
“A daily end-to-end quality assurance workflow for MR-guided online adaptive radiation therapy on MR-Linac.”
Journal of applied clinical medical physics vol. 21,1 (2020): 205-212.
doi:10.1002/acm2.12786
Keyword: adaptive RT, daily end‐to‐end QA workflow, MR‐Linac
本論文の目的は、Unityを用いたMR画像誘導オンライン適応放射線治療(MRgOART)の包括的なQAワークフローを構築することです。End to End QAワークフローは、ファントム上で作成された5つのビームを、転送、照合、照射することにより、これら全てのコンポーネントと接続テストを行うよう作成されました。ビーム1〜4は、TPSのrigid image registrationに基づいてMLCの位置シフトを確認するように設計され、ビーム5は、フィールドのMV画像の画像ピクセル係数に基づいて毎日の放射線出力を確認するために使用されました。ワークフローは通信の問題を検出し、また画像照合に基づくアイソセンターシフトの最大0.9㎜の不一致が検出されました。包括的なEnd to End QAワークフローは、MRgOARTの様々なコンポーネント間のパフォーマンスと通信を効率的にチェックできます。

Intven, M. P. W., et al.
"Online adaptive MR-guided radiotherapy for rectal cancer; feasibility of the workflow on a 1.5 T MR-linac: clinical implementation and initial experience."
Radiotherapy and Oncology 154 (2020): 172-178.
Keyword: Radiotherapy Rectal cancer,Magnetic resonance imagingImage-guided radiation,Neoadjuvant therapy
この論文では、MR Linacでの直腸癌に対して行われたMRガイド下放射線療法の実施と初期経験について説明し、マージン縮小の初期評価を含む、治療時間、患者コンプライアンス、およびターゲットカバレッジを評価しています。治療計画は、その日ごとに輪郭描出を行い、完全なオンライン再計画が行われ、位置検証のために照射後の3D T2wMRシーケンスを取得しています。43人の患者に25Gyの5分割で治療し、そのうち18人はマージンが減少しました。また、すべてが臨床的に許容できる治療計画となり、治療1回あたりの時間の中央値は48分でした。患者が耐えられずキャンセルまたは中断されることはありませんでした。マージン縮小後のCTVカバレッジは、すべての治療後スキャンで良好となっています。

Ruggero Ruggieri et al.
“Adaptive SBRT by 1.5 T MR-linac for prostate cancer: On the accuracy of dose delivery in view of the prolonged session time”
Physica Medica 80 (2020) 34–41
doi:10.1016/j.ejmp.2020.09.026.
Keyword: Prostate SBRT, 1.5T MR-linac, MRi-guided adaptive radiotherapy, Delivered dose, Cumulative dose
オンラインアダプティブ治療は従来のIGRTと比較して治療時間が長くなり、intrafraction motionが懸念されます。この論文ではAdapt to Shapeを利用して前立腺がんSBRTを実施した際、照射直後に取得されたMR画像を用いてintrafraction motionがCTVと正常臓器の線量に与える影響を調査しています。30分程度の治療時間において、CTVと正常臓器の両方で照射された線量の妥当性が確認されています。

Snyder, Jeffrey E et al.
“Commissioning of a 1.5T Elekta Unity MR-linac: A single institution experience.”
Journal of applied clinical medical physics vol. 21,7 (2020): 160-172.
doi:10.1002/acm2.12902
Keyword: adaptive radiotherapy, commissioning, IMRT, MRI‐Linac, unity
Unityにおける機械的試験、MRIスキャン試験、線量測定検証試験などのコミッショニングを、1施設が実施した経験を報告しています。機械的試験には、MLCの位置精度、放射線アイソセンター直径の測定、およびMRとMVの一致を行いました。主なMRIスキャン試験には、磁場の均一性、幾何学的精度、画質などを評価しました。線量測定検証試験は、測定および計算されたPDDとProfileの比較、IMRT測定、およびEnd to End Testで構成されました。機械的コンポーネントは推奨される許容範囲内にあり、またMRIベースライン値が取得されました。頭頸部ファントムに対して独立したEnd to End Testが実行され、基準を満たしました。

Tijssen, Rob H N et al.
“MRI commissioning of 1.5T MR-linac systems - a multi-institutional study.”
Radiotherapy and oncology : journal of the European Society for Therapeutic Radiology and Oncology vol. 132 (2019): 114-120.
doi:10.1016/j.radonc.2018.12.011
Keyword: MRI, Image-guided, MR-IGRT, Acceptance, Quality assurance, Quality control
UnityにおけるMRIに特化した他施設コミッショニング報告です。本研究ではUnity用に包括的なコミッショニングプロトコルが開発され、4つの異なるシステムでテストされました。4つのシステムはほとんどのテストで優れた一致を示しましたが、いくつかのテストで違いを検出することができました。正式なガイドラインと許容範囲が定義されるまで、これらの多施設の結果は、将来のUnity設置のためのベンチマークデータセットとして利用できます。

Nachbar, Marcel, et al.
"Comparison of treatment plans for a high-field MRI-linac and a conventional linac for esophageal cancer."
Strahlentherapie und Onkologie 195.4 (2019): 327-334.
doi:10.1007/s00066-018-1386-z
Keyword: Organs at risk,Squamous cell carcinomas,Magnetic resonance imaging,Intensity-modulated radiotherapy,Volumetric modulated arc therapy
この論文では、MRI Linacで計算された食道癌の放射線治療計画を従来のLinacの計画と比較することを目的としています。Monacoを使用して、食道扁平上皮癌の10人の患者に対して、MRI Linacでは、9門のStep and Shoot IMRT計画とLinacでは、2アークVMAT計画を遡及的に再計画し評価しています。すべての計画において、ターゲットカバレッジとリスク臓器の線量は定義された基準を満たしていました。 MRI Linacの計画では、セグメントとMUの数が少なく、肺のV20Gyと心臓のV40Gyに関しては、両方の計画の間に有意差は見られず、肺(12.8Gy対12.2Gy)と心臓(14.0Gy対12.5Gy)への平均線量がわずかに高いという結果でした。

van den Wollenberg, Wouter, et al.
"Investigating the impact of patient arm position in an MR‐linac on liver SBRT treatment plans."
Medical physics 46.11 (2019): 5144-5151.
doi:10.1002/mp.13826
Keyword: arm position, liver SBRT, MR-linac, radiotherapy, treatment planning
従来のLinacでは、肝臓SBRTに対して照射範囲を最小限に抑えるために、通常腕を上げてセットアップします。この論文では、照射回数は減るが1回あたりの治療時間が長くなるMRI-Linacにおいて、患者の腕を上下させた(両腕、右腕のみ)状態での治療計画の質を評価しています。いずれの場合も計画の質は担保できています。ただ、患者固有のアプローチが必要になる可能性が高く、快適さと計画の質の間のトレードオフになると述べられています。

Tijssen, Rob HN, et al.
"MRI commissioning of 1.5 T MR-linac systems - a multi-institutional study."
Radiotherapy and Oncology 132 (2019): 114-120
Keyword: QA, QC, MRI-Linac
この論文はUnityのコミッショニング(装置のシステムとQC、QA)について書かれています。MRI−LinacのX線が静磁場、RF、gradientへの影響に関係するMRI-Linac特有の検査項目の結果が示されています。

Corradini, Stefanie, et al.
"MR-guidance in clinical reality: current treatment challenges and future perspectives."
Radiation Oncology 14.1 (2019): 1-12.
Keyword: MR-guided radiotherapy, Image-guided, radiotherapy, MR-IGRT, MR-Linac, adaptive radiotherapy
この論文は、MR誘導放射線療法の価値、課題、将来の展望について説明しています。 脳、頭頚部、肺など部位ごとに記載されているので、部位別のMRI誘導放射線療法の利点を確認することができます。

Kubota, Takahiro, Fujio Araki, and Takeshi Ohno.
"Comparison of dose distributions between transverse magnetic fields of 0.35 T and 1.5 T for radiotherapy in lung tumor using Monte Carlo calculation."
Medical Dosimetry (2019)
Keyword: MRI-guided radiation therapy , Stereotactic body radiotherapy , Lung tumor , Dose distribution , Monte Carlo method
肺腫瘍のある胸部ファントムを使用して、6 MVビームの線量分布に対する0.35 Tおよび1.5 Tの磁場の影響を調査した研究。モンテカルロ(MC)法により以下の線量分布を計算した。0 T,0.35 T,1.5 Tにて照射門数を増やして比較、次に5門の定位放射線治療(SBRT)を比較した。1.5 TでのPTVのDVHは、5門を超える場合0 TでのDVHとほぼ一致した。 対照的に、0.35 TでのPTVのDVHは、5門を超えると6.0%減少した。 5門のSBRTのPTV D 95は、0 Tの場合と比較して、0.35 Tで9.0%低く、1.5 Tで2.5%高くなった。 5門以上の照射の場合、肺腫瘍の放射線療法では0.35 Tよりも1.5 Tの磁束密度を使用することがより望ましい。

Werensteijn-Honingh, Anita M., et al.
"Feasibility of stereotactic radiotherapy using a 1.5 T MR-linac: multi-fraction treatment of pelvic lymph node oligometastases."
Radiotherapy and Oncology 134 (2019): 50-54.
Keyword: Radiotherapy, MR-linac, MR-guided radiotherapy, Workflow, Magnetic resonance imaging
この論文ではUnityでは骨盤リンパ節オリゴ転移での定位照射が適していることが記載されています。毎回の照射前にでオンラインプランニングを行い、60分以内に治療が完了しています。

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。

Malkov, Victor N., et al.
"Monte Carlo simulations of out-of-field surface doses due to the electron streaming effect in orthogonal magnetic fields."
Physics in Medicine & Biology 64.11 (2019): 115029.
doi:10.1088/1361-6560/ab0aa0
Keyword: Carlo, MRgRT, magnetic field, surface dose, out-of-field, MR-linac, EGSnrc
この論文では、モンテカルロを使用して、照射野外の(electron streaming effect) ESEの影響を評価しています。ESEは磁場に対する治療表面の角度や治療領域のサイズに依存していることが報告されています。そのため治療表面の角度が大きな胸部では照射野外の体表面の線量の低下のために、顎や喉などにボーラスやシールドを配置するなどの対策が必要です。

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。

Chuter, Robert, et al.
"Comparison of intensity modulated radiotherapy plan optimisation methods for a 1.5 T MR‐Linac."
Journal of Applied Clinical Medical Physics 20.1 (2019): 43-49.
DOI: 10.1002/acm2.12475
Keyword: MR-linac, optimisation, treatment planning
研究用のMonacoを使用して、フルエンスの最適化(第一段階の最適化)をペンシルビームとモンテカルロで行い、アルゴリズムの違いによる計画の質を比較している論文です。フルエンスの最適化にモンテカルロを使用しても、計画の質に優位的な差が生まれることなく計算時間が長くなるので、ペンシルビームでよいことが発表されています。

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。

Graves, Stephen A., et al.
"Commissioning and performance evaluation of RadCalc for the Elekta unity MRI‐linac."
Journal of applied clinical medical physics 20.12 (2019): 54-62.
DOI: 10.1002/acm2.12760
Keyword: dose calculation, Elekta Unity, MRI‐Linac, RadCalc
この論文ではUnityの治療計画の独立線量検証にRadCalcを使用した18症例の結果が報告されてます。MonacoとRadcalcの計画ごとの点線量の差が0.0±1.0%(n=18)で、ビームごとの点線量の差が1.7±12.4%(n = 186)でした。計画ごとの点線量の比較はよく一致しており、許容値を設定することで、患者の治療前に重大なエラーを検出するのに十分である可能性が高いと述べています。

Woodings, S J et al.
“Beam characterisation of the 1.5 T MRI-linac.”
Physics in medicine and biology vol. 63,8 085015. 19 Apr. 2018
doi:10.1088/1361-6560/aab566
Keyword: radiotherapy, MRI-linac, dosimetry, unity, beam characterisation, commissioning
様々な検出器を用い、UnityのBeam特性を調査した研究です。ビームデータは、1×1〜57×22cm2のフィールドサイズで取得されています。二次荷電粒子に対するローレンツ力により、平均0.24㎝のクロスライン プロファイルにシフトが見られました。10×10cm2のビームの場合、クライオスタットからの散乱がアイソセンターでの線量の1%に寄与し、出力係数、コリメータ(クライオスタットを含めた)散乱係数、およびビームプロファイルに影響を与えると報告しています。クリオスタットの透過率は、治療計画装置に適応されるために定量化されました。

SMalkov, Victor N, and D W O Rogers.
“Monte Carlo study of ionization chamber magnetic field correction factors as a function of angle and beam quality.”
Medical physics vol. 45,2 (2018): 908-925.
Keyword: dosimetry, EGSnrc, ion chambers, magnetic fields, Monte Carlo
EGSnrcモンテカルロシミュレーションを使用して、磁場下における線質変換係数、磁場変換係数を調査した研究です。32個の指頭型および3個の平行平板型電離箱を用いて、線質と検出器の角度依存性が線質変換係数にどのように作用するか調査しました。また、磁場強度を変更させた際の%dd(10)およびTPR2010の変化も報告しています。上記電離箱における線質変換係数、磁場変換係数が、線質および磁場強度に対して求められました。市販されている代表的な電離箱のKQmagとKBが一覧表として記載されております。測定は水中で行われていると想定されているため、エアギャップの影響は考慮されておりません。電離箱を磁場と平行に設置することにより、電離箱に対する磁場の影響を低減することが可能です。

Stemkens, Bjorn, Eric S. Paulson, and Rob HN Tijssen.
"Nuts and bolts of 4D-MRI for radiotherapy."
Physics in Medicine & Biology 63.21 (2018): 21TR01.
Keyword: MRI、4DMRI
治療に使用する4DMRIに関する研究論文をまとめた論文です。4DMRIを撮像するにあたり、必要なスキャン原理、高速撮影法、息止めや呼吸による生理的動きの補正、今後の動体に関した研究がされたものを紹介しております。

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。

Han, Eun Young, et al.
"Measurement of Electron Return Effect and Skin Dose Reduction by a Bolus in an Anthropomorphic Physical Phantom under a Magnetic Resonance Guided Linear Accelerator (MR-LINAC) System"
International Journal of Medical Physics, Clinical Engineering and Radiation Oncology 7.3 (2018): 339-346
doi:10.4236/ijmpcero.2018.73028
Keyword: MR-Linac, Electron Return Effect, Skin Dose
ERE(electron return effect)の影響により、beamの射出側の皮膚の線量が増加します。この論文ではBolusの有無で皮膚の線量が、どのように変化するか比較しています。 1cmのBolusを追加することで皮膚の線量が最大20%減少することが分かりました。

De Vries, J. H. W., et al.
"Characterization of a prototype MR-compatible Delta4 QA system in a 1.5 tesla MR-linac."
Physics in Medicine & Biology 63.2 (2018): 02NT02.
doi: 10.1088/1361-6560/aa9d26
Keyword: MR-linac, radiotherapy, Delta4, quality assurance
この論文では、MR-Delta4の特性を明らかにし、これらの結果をすでに臨床的に利用されているDelta4の特性と比較しています。短時間の再現性、線量直線性、フィールドサイズ依存性、線量率依存性、およびパルスあたりの線量依存性を、従来のLinacのFFFビームで両方のDelta4、1.5TのMR-LinacでMR-Delta4を評価しています。結果として、MR-Delta4の特性は、従来のDelta4と同等であり、MR-Linacでも安全かつ効果的であることが記されています。臨床用のMonacoのフルエンスの最適化は必ずペンシルビームで計算します。

van de Lindt, Tessa N et al.
“Retrospective self-sorted 4D-MRI for the liver.”
Radiotherapy and oncology : journal of the European Society for Therapeutic Radiology and Oncology vol. 127,3 (2018): 474-480.
doi:10.1016/j.radonc.2018.05.006
Keyword: Respiratory motion ,4DMRI ,Self-gating ,MR-Linac, Liver, MRI-guidance
Unityで腹部領域のMR画像取得するためには撮像時間とリコン時間、取得する断面を考慮する必要があります。今回はリコン時間が短い2Dのシーケンスで医師が見慣れているAxialをナビゲーターで画像を取得し自動でソートしています。臓器のずれ、リコン時間から考慮し30回のDynamicsが最もバランスが良いと述べられています。

van Asselen, Bram, et al.
"A formalism for reference dosimetry in photon beams in the presence of a magnetic field."
Physics in Medicine & Biology 63.12 (2018): 125008.
Keyword: reference dosimetry, MRI-Linac, MRI-guided radiotherapy
磁場下での光子線におけるリファレンス線量測定の形式について記載されています。具体的には、局所線量分布の変化を補正する線量補正係数、およびリファレンス線量測定に使用される線量計の応答に関してです。線量計の設置方向による変化や、補正係数の具体的な値が示されています。

Chuter, Robert W., et al.
"Investigating the impact of field size on patient selection for the 1.5 T MR‐Linac."
Medical Physics 44.11 (2017): 5667-5671.
Keyword: field size, MR-guided radiotherapy, MR-Linac, patient selection
1.5 T Elekta MR-Linacは、システムの構造によりアイソセンターで患者の上下方向に最大22 cmのフィールドサイズになります。この論文では、フィールドサイズの制限によって影響を受ける治療部位を調査しています。治療された2年間11 595ケースのデータを使用して、11の治療グループにおいて適合する計画の割合を決定し、すべてのプランの80%がMR-Linacに適していることが示しています。ただし、子宮頸部と3つの線量レベルの頭頸部計画では、それぞれ61%と66%になり、より長い治療部位に対しては、異なる計画アプローチが必要になることも示しています。

Menten, Martin J., Andreas Wetscherek, and Martin F. Fast.
"MRI-guided lung SBRT: present and future developments."
Physica Medica 44 (2017): 139-149.
Keyword: Lung cancer ,SBRT ,Hypo-fractionation ,MRI guidance ,Adaptive radiotherapy
肺の定位放射線治療(SBRT)において、MRIがどのような利点があるか説明されている論文です。新世代のMRI治療装置とリアルタイム適応放射線治療は、特にOARの描写、患者のセットアップ、オンラインモーションモニタリング、適応計画の分野で最も貢献することが期待されています。

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。

O'Brien, Daniel J, and Gabriel O Sawakuchi.
“Monte Carlo study of the chamber-phantom air gap effect in a magnetic field.”
Medical physics vol. 44,7 (2017): 3830-3838.
doi:10.1002/mp.12290
Keyword: air gaps, dosimetry, magnetic field, MRIgRT, solid phantoms
この研究の目的は、磁場で測定を行った場合に、電離箱と固体ファントムの間に存在する可能性があるサブミリメートルのエアギャップの影響を調べることです。わずか0.2 mmの厚の非対称エアギャップでは、電離箱の線量に1.6%の違いが観察されました。 解決方法としては、エアギャップ自体をなくす、非対称エアギャップの可能性を減らす、またはエアギャップを電離箱壁の近くから物理的に分離する技術などがあります。

Agnew, J et al.
“Quantification of static magnetic field effects on radiotherapy ionization chambers.”
Physics in medicine and biology vol. 62,5 (2017): 1731-1743.
doi:10.1088/1361-6560/aa5876
Keyword: dosimetry, ionization chambers, MR-linac, magnetic field
この研究では、磁場内で日常的に使用されているいくつかの円筒形電離箱のエアギャップに起因する変動と、磁場のみが空洞の応答に及ぼす影響を調査および定量化しました。電離箱の周りで非対称のエアギャップを回転させた場合、1.5 Tで最大8.5±0.2%(PTW 31006)の変動が観察されました。ファントムキャビティに水を挿入して全てのエアギャップをなくした場合、PTW 30013の変動は0.2±0.01%に減少しました。

van de Lindt, Tessa et al.
"A Self-Sorting Coronal 4D-MRI Method for Daily Image Guidance of Liver Lesions on an MR-LINAC.”
International journal of radiation oncology, biology, physics vol. 102,4 (2018): 875-884.
doi:10.1016/j.ijrobp.2018.05.029
Keyword: MR-linac, radiotherapy, coronal, T2WI,Breath correction
この論文では腹部の動体治療をMRIで行うためにT2強調画像の4D画像を作成する検証を行っています。冠状断を使用してNavigaterから横隔膜の信号位置を把握し、呼吸の補正をしており、SE系とGRE系で検証しています。今回検証された補正は今後の臨床健常者よりもそれにより胸部利用が可能となると述べています。

De Vries, J. H. W., et al.
"Characterization of a prototype MR-compatible Delta4 QA system in a 1.5 tesla MR-linac."
Physics in Medicine & Biology 63.2 (2018): 02NT02.
doi: 10.1088/1361-6560/aa9d26
Keyword: MR-linac, radiotherapy, Delta4, quality assurance
この論文では、MR-Delta4の特性を明らかにし、これらの結果をすでに臨床的に利用されているDelta4の特性と比較しています。短時間の再現性、線量直線性、フィールドサイズ依存性、線量率依存性、およびパルスあたりの線量依存性を、従来のLinacのFFFビームで両方のDelta4、1.5TのMR-LinacでMR-Delta4を評価しています。結果として、MR-Delta4の特性は、従来のDelta4と同等であり、MR-Linacでも安全かつ効果的であることが記されています。臨床用のMonacoのフルエンスの最適化は必ずペンシルビームで計算します。

O'Brien, Daniel J et al.
“Relative dosimetry with an MR-linac: Response of ion chambers, diamond, and diode detectors for off-axis, depth dose, and output factor measurements.”
Medical physics vol. 45,2 (2018): 884-897.
doi:10.1002/mp.12699
Keyword: diamond, diodes, dosimetry, ion chambers, magnetic field, MRIgRT
この研究の目的は、様々な市販の検出器を使用して1.5T磁場の有無によるMR Linacビームデータを取得し、磁場内での相対応答を評価することです。磁場は電離箱の実効中心を、深さ、Lateral両方向にシフトさせます。Lateral方向における線量分布ピーク強度のポイントで測定された出力係数は、従来の中心軸での測定に比べ安定していました。シールドされたダイオードは、ローレンツ力により引き起こされるLateral方向のシフトを過小評価します。そのため、出力係数の測定にダイオードは推奨されません。

Freedman, Joshua N et al.
“Super-resolution T2-weighted 4D MRI for image guided radiotherapy.”
Radiotherapy and oncology : journal of the European Society for Therapeutic Radiology and Oncology vol. 129,3 (2018): 486-493.
doi:10.1016/j.radonc.2018.05.015
Keyword: 4D MRI,T2w 4D MRI,Super resolution,Motion vector field,Radiotherapy treatment planning
この論文は放射線治療の動体追尾をMRIでするためにT2強調画像において2Dのaxi,sagから高分解能の4Dが描出できるかを検討しています。この実験では検証として胸部ファントムと被験者を使用したものとCIPを使用しています。Dynamicのaxiとsagの画像から中間位置を計算し、高解像度の画像を取得する方法を開発しました。

Hackett, S L et al.
“Consequences of air around an ionization chamber: Are existing solid phantoms suitable for reference dosimetry on an MR-linac?.”
Medical physics vol. 43,7 (2016): 3961.
doi:10.1118/1.4952727
Keyword: MR-linac, dosimetry, ionization chamber, plastic phantom
MRリニアックの線量測定に固体ファントムを使用する場合、電離箱壁とファントム孔の間に空気が存在します。この研究は、この空気がMRリニアックの電離箱測定に影響を与えるかどうかを判断することを目的としています。電離箱の応答と線量測定の再現性は、固体ファントムと水ファントムで評価されました。電離箱周囲の空気の分布に対する応答の感度も調査しました。磁場中の固体ファントムで測定された電離箱の大きな角度依存性は、電離箱がファントム孔内で移動するときの空気分布の変化から生じるようです。

Smit, K et al.
“Performance of a multi-axis ionization chamber array in a 1.5 T magnetic field.”
Physics in medicine and biology vol. 59,7 (2014): 1845-55.
doi:10.1088/0031-9155/59/7/1845
Keyword: radiotherapy, dosimetry, MR-linac, 2D ionization chamber array,IC PROFILER
1.5T磁場下における、多軸電離箱検出器であるIC PROFILERの性能を調査した研究です。再現性、線量直線性、Pulse rate周波数依存性、電子機器への電力、パネルの向き、電離箱の形状に対する磁場の影響を調査しました。電離箱の再現性と線量直線性は、磁場の影響を受けません。さらに、電離箱の形状と磁場の向きが、再現性と線量直線性に影響を与えないことを示しました。したがって、パネルの中央の電離箱を使用して、すべての軸の電離箱の信号を正規化できます。

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。