Development of a Monte Carlo-based dose distribution verification system for HDR brachytherapy.

开发基于蒙特卡罗的 HDR 近距离放射治疗剂量分布验证系统。

• 批准号: 22K07307
• 负责人: 武中 正
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kyoto Prefectural University of Medicine
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K07307/
• 关键词: 高線量率小線源治療; 独立検証; Ir192; 不均質補正; 放射線治療; モンテカルロ計算; 高線量率密封小線源

現在の高線量率小線源治療では治療計画は水を基準として計算が行なわれ、骨や空気、遮蔽物などの不均質物質を考慮していない。不均質補正可能な計算アルゴリズムとして実際の線量分布に最も近いと想定されるモンテカルロ計算に加えて、近年臨床にモデルベース線量計算アルゴリズムが導入された。しかし従来の線量分布との差が大きいため、アメリカ医学物理学会はAAPM TG186で臨床現場への導入は慎重でなければならないとしている。高線量率小線源治療の安全・有効な施行のためQA、QCの重要性が増している。従来のマンチェスター法に準拠した腔内照射であれば照射体積から照射時間を推定する方法があるが、組織内照射になるとアプリケータの刺入角度や深さはフリーハンドで行われるため、独立した治療検証システムの構築が困難である。このため2022年度に線量計算装置によらず不均一補正した線量計算を可能とする簡易式線量計算ソフトを独立検証用に開発した。治療計画装置から出力されるDICOM RT Plan を基に迅速に計算結果を得られるようにTG43で線量計算ができるプログラムを開発した。独立検証プログラムで計算した結果と治療計画装置が出力したDICOM　RT　Doseの値を比較して検証する。現在のところ計算結果にシステマティックなバグが発生しているため、プログラムのデバッグを実施と、Windows上で動作するようにユーザーインターフェースの開発を行っている。

在当前的高剂量率近距离放射治疗中，治疗计划是基于水计算的，没有考虑异质材料，例如骨骼、空气和屏蔽物体。除了蒙特卡洛计算这种被认为是最接近实际剂量分布的计算算法作为可以校正异质性的计算算法之外，基于模型的剂量计算算法近年来也被引入临床实践。但由于与常规剂量分布差异较大，美国医学物理学家协会在AAPM TG186中指出，临床实践中必须谨慎使用。质量保证和质量控制对于安全有效地实施高剂量率近距离放射治疗变得越来越重要。对于基于传统曼彻斯特法的腔内照射，有一种根据照射体积估算照射时间的方法，但对于组织内照射，施源器的插入角度和深度是徒手确定的，因此很难估算照射时间。很难根据照射量来构建治疗验证系统。为此，我们在 2022 年开发了一款用于独立验证的简单剂量计算软件，允许在不使用剂量计算设备的情况下校正不均匀性的剂量计算。我们开发了一个程序，允许使用 TG43 进行剂量计算，以根据治疗计划设备输出的 DICOM RT Plan 快速获得计算结果。通过比较独立验证程序计算的结果和治疗计划设备输出的 DICOM RT 剂量值进行验证。目前，计算结果存在系统性错误，因此我们正在调试程序并开发在Windows上运行的用户界面。