Investigations of different kilovoltage X-ray energy for three-dimensional converging stereotactic radiotherapy system; Monte Carlo simulations with CT data

3次元集光治療システムに関する異なるキロボルトX線エネルギーの影響の調査; モンテカルロシミュレーション

Deloar, H. M.*; 国枝 悦夫*; 川瀬 貴嗣*; 角尾 卓紀*; 齋藤 秀敏*; 尾嵜 真浩*; 斎藤 公明  ; 高木 俊治*; 佐藤 理*; 藤崎 達也*; 明上山 温*; Sorell, G,*

Deloar, H. M.*; Kunieda, Etsuo*; Kawase, Takatsugu*; Tsunoo, Takanori*; Saito, Hidetoshi*; Ozaki, Masahiro*; Saito, Kimiaki; Takagi, Shunji*; Sato, Osamu*; Fujisaki, Tatsuya*; Myojoyama, Atsushi*; Sorell, G,*

適切な中エネルギーX線を用いることで患部のより高い線量均一性を実現し、小さな肺腫瘍を処置するための3次元集光治療(3DCSRT)の研究を進めている。CTシステムを改良したノンコプラナ集光治療装置のシミュレーションを、147.5, 200, 300, 500kVpの4種類のX線を用いることを想定して、BEAMnrcコードを用いて行った。kVp領域のX線とMV領域のX線との線量均一性の違いをCTデータに基づくファントムを用いて比較した。ターゲットの中心の周囲から3種類のノンコプラナアークで照射することを想定した。線量体積ヒストグラムに関して比べた場合、kVpエネルギーのX線の線量均一性はMVエネルギーのX線に比べて優れていることが明らかになった。肋骨における線量をなるべく抑制することを合わせて考慮すると、3DCSRTには500kVpのX線が最も適していることが明らかになった。

We are investigating three-dimensional converging stereotactic radiotherapy for small lung tumors with better dose homogeneity at the target. A computed tomography radiotherapy was simulated with BEAMnrc X-ray energy of 147.5, 200, 300, and 500 kilovoltage system was validated by comparing calculated and measured percentage of depth dose in a water phantom for the energy of 120 and 147.5 kVp. A thorax phantom and CT data from lung tumors compare dose homogeneities of kVp energies with MV energies of 4, 6, and 10 MV. Three non-coplanar arcs of the target were employed. The Monte Carlo dose data format was converted to the XiO RTP format to compare dose homogeneity, differential, and integral dose volume histograms of kVp and MV energies. In terms of dose homogeneity and DVHs, dose distributions at the target of all kVp energies with the thorax phantom were better than MV energies, with mean dose absorption at the ribs of 100%, 85%, 50%, 30% for 147.5, 200, 300, and 500 kVp, respectively. Considering dose distributions and reduction of the enhanced dose absorption at the ribs, a minimum of 500 kVp is suitable for the lung kVp 3DCSRT system.