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Development of a new optimization system to mitigate plan complexity for VMAT

开发新的优化系统以降低 VMAT 计划的复杂性

基本信息

批准号：
21K15782
负责人：
小野智博
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K15782/
关键词：
VMAT QA 最適化機械学習 QA結果予測

项目摘要

本研究課題のうち、”③最適化手法の有用性評価及びVMAT最適化システムの構築”について研究を進めた。”①VMATプランにおける複雑さ指標の解析”および”②複雑さ軽減最適化手法の開発”にて作成したアルゴリズム(T Ono et al. Med Phys 2022)を用いて開発手法の有用性を評価した。当院にて2015年9月から2023年1月までに実施したVMATプランのうち、品質管理基準値を下回る症例を25例抽出し、その要因を追求した。主に小照射野を形成する多発脳メタに対する定位的VMATの症例にて品質管理基準を下回る症例において、治療計画装置における計算線量分布が影響することを明らかにした。この影響を解明するため異なる線量計算アルゴリズムとしてEclipse(Varian社製)搭載のanalytical anisotropic algorithm (AAA)とAcuros XB (AXB)において品質管理基準値 Gamma Passing Rate (GPR)を評価した。実測には多次元検出器であるArcCHECKを用いた。結果としてGPR (3%/3mm)はAAAで94.9±5.3%、AXBで76±4.3%であり、線量計算アルゴリズムによって差が生じることを明らかにした。本事象は主に小照射野における線量計算アルゴリズムの計算精度に依存するものであるが、本研究課題のVMAT最適化手法をより汎用的に構築するために、線量計算アルゴリズム情報を加味したシステムの構築を行っていく。

This research topic includes three parts: evaluation of the usefulness of optimization methods and construction of VMAT optimization systems. (1) Analysis of VMAT optimization index (2) Development of VMAT optimization method (T Ono et al. Med Phys 2022). From September 2015 to January 2023, the hospital has implemented VMAT standards and quality management standards, and 25 cases have been selected and key causes have been pursued. The main small radiation field is formed by multiple radiation sources, and the VMAT is positioned according to the quality management criteria. The treatment planning device is positioned according to the radiation source distribution. The analytical anisotropic algorithm (AAA) and Acuros XB (AXB) carried by Eclipse(Varian Corporation) are evaluated according to Gamma Passing Rate (GPR), a quality management benchmark. The multiple-element detector is used to measure the number of elements. The results showed that GPR (3%/3mm) was 94.9±5.3% for AAA and 76±4.3% for AXB. This paper presents a method for optimizing VMAT in the field of small illumination, which is based on the calculation accuracy of the linear quantity calculation.