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目的：プロトンペンシルビームスキャンプランのソフトウェア再計算は、患者治療前の治療計画システム（TPS）用量計算を検証する方法を提供します。この研究では、自動計画の再計算のためのGEANT4 V10.3.3/GATE V8.1（GATE-RTION V1.0）ベースのMonte-Carlo（MC）システムであるAutomCの実装について説明し、Christie NHS Foundation Trustのプロトンサービスの1年以内に計画された153人の患者（730フィールド）の検証結果を提示します。 方法：4つのレンジシフターオプション（なし、2 cm、3 cm、5 cm）を備えたバリアンプロバイアムデリバリーシステム用のMCビームモデルは、ビーム試運転データから派生し、AutomCに実装されました。固形水における730フィールドのMCおよびTPS（varian Eclipse v13.7）の計算は、PTW Octavius 1500XDRアレイおよびPTW 31021セミフレックス3Dイオンチャンバーを使用して取得した物理計画固有の品質保証（PSQA）測定値と比較されました。 結果：TPSとMCは、3％、3 mmでγ分析を使用して評価されたアレイ測定と良好な一致を示しました。10％低用量のしきい値で3 mm：TPSによって計算されたフィールドの94％> 94％、MCで計算されたフィールドの99％> 99％は、平面内の測定点の95％を超えるγ≤1でした。TPSとMCは、すべての範囲シフターオプションで<1.5％未満の系統的な違いを持つ、絶対線量のチャンバー測定と良好な一致を示しました。 結論：TPS用量計算の信頼できる独立した検証は、物理的なPSQAの貴重な補完であり、徹底的な配信システムの品質保証プログラムとともに、物理的なPSQAワークロードの削減を促進する可能性があります。 知識の進歩：GATE/GEANT4ベースのMCシステムは、730の臨床分野の広範な物理PSQAデータセットに対して徹底的に検証されており、PSQAのMCの臨床実装が実現可能であることを示しています。
目的：プロトンペンシルビームスキャンプランのソフトウェア再計算は、患者治療前の治療計画システム（TPS）用量計算を検証する方法を提供します。この研究では、自動計画の再計算のためのGEANT4 V10.3.3/GATE V8.1（GATE-RTION V1.0）ベースのMonte-Carlo（MC）システムであるAutomCの実装について説明し、Christie NHS Foundation Trustのプロトンサービスの1年以内に計画された153人の患者（730フィールド）の検証結果を提示します。 方法：4つのレンジシフターオプション（なし、2 cm、3 cm、5 cm）を備えたバリアンプロバイアムデリバリーシステム用のMCビームモデルは、ビーム試運転データから派生し、AutomCに実装されました。固形水における730フィールドのMCおよびTPS（varian Eclipse v13.7）の計算は、PTW Octavius 1500XDRアレイおよびPTW 31021セミフレックス3Dイオンチャンバーを使用して取得した物理計画固有の品質保証（PSQA）測定値と比較されました。 結果：TPSとMCは、3％、3 mmでγ分析を使用して評価されたアレイ測定と良好な一致を示しました。10％低用量のしきい値で3 mm：TPSによって計算されたフィールドの94％> 94％、MCで計算されたフィールドの99％> 99％は、平面内の測定点の95％を超えるγ≤1でした。TPSとMCは、すべての範囲シフターオプションで<1.5％未満の系統的な違いを持つ、絶対線量のチャンバー測定と良好な一致を示しました。 結論：TPS用量計算の信頼できる独立した検証は、物理的なPSQAの貴重な補完であり、徹底的な配信システムの品質保証プログラムとともに、物理的なPSQAワークロードの削減を促進する可能性があります。 知識の進歩：GATE/GEANT4ベースのMCシステムは、730の臨床分野の広範な物理PSQAデータセットに対して徹底的に検証されており、PSQAのMCの臨床実装が実現可能であることを示しています。
OBJECTIVES: Software re-calculation of proton pencil beam scanning plans provides a method of verifying treatment planning system (TPS) dose calculations prior to patient treatment. This study describes the implementation of AutoMC, a Geant4 v10.3.3/Gate v8.1 (Gate-RTion v1.0)-based Monte-Carlo (MC) system for automated plan re-calculation, and presents verification results for 153 patients (730 fields) planned within year one of the proton service at The Christie NHS Foundation Trust. METHODS: A MC beam model for a Varian ProBeam delivery system with four range-shifter options (none, 2 cm, 3 cm, 5 cm) was derived from beam commissioning data and implemented in AutoMC. MC and TPS (Varian Eclipse v13.7) calculations of 730 fields in solid-water were compared to physical plan-specific quality assurance (PSQA) measurements acquired using a PTW Octavius 1500XDR array and PTW 31021 Semiflex 3D ion chamber. RESULTS: TPS and MC showed good agreement with array measurements, evaluated using γ analyses at 3%, 3 mm with a 10% lower dose threshold:>94% of fields calculated by the TPS and >99% of fields calculated by MC had γ ≤ 1 for>95% of measurement points within the plane. TPS and MC also showed good agreement with chamber measurements of absolute dose, with systematic differences of <1.5% for all range-shifter options. CONCLUSIONS: Reliable independent verification of the TPS dose calculation is a valuable complement to physical PSQA and may facilitate reduction of the physical PSQA workload alongside a thorough delivery system quality assurance programme. ADVANCES IN KNOWLEDGE: A Gate/Geant4-based MC system is thoroughly validated against an extensive physical PSQA dataset for 730 clinical fields, showing that clinical implementation of MC for PSQA is feasible.
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