Monaco MLC Dynamics Parameters 20150518 Monaco MLC Dynamics Parameters 設定ガイド (Ver.5.00.04 以前) Monaco は、リニアックの可動コリメータの移動速度や、最大・最小線量率を設 定する MLC Dynamics というパラメータセットを持っています。これらのパラメ ータは VMAT や DMLC など主に動的シーケンスを用いた計画を作成する際に使わ れます（一部 Step & Shoot IMRT 用のパラメータなども含まれます）。MLC Dynamics にはリニアックの仕様に見合った初期値が設定されているので、通常 はこのままでも Monaco で作成したプランを問題なく照射することができます が、もしリニアックがエラーを出して停止することが多い場合には、リニアック の調整とともに、MLC Dynamics の調整も検討すべきです。 この文書では MLC Dynamics のパラメータ設定を確認または変更する際に参考と なる情報を提供しています。 MLC Dynamics Parameters の設定を確認または変更するには、患者を開いてい ない状態で Settings のウィンドウを開き、MLC Dynamics を選択します。 Monaco3.30 以前 Monaco5.00 以降 Monaco MLC Dynamics Parameters 20150518 Monaco Settings, MLC Dynamics の画面 Monaco VMAT の計画、エクスポートデータ、リニアックの動作 Monaco Monaco の VMAT シーケンサーは、実時間情報を取り扱いません。「MLC」(ジョ ーを含みます)、「ガントリー」、「線量」の 3 つの関係が破綻しないように取り 扱いますが、そこでは「実時間」は考慮されません。 「実時間」の代わりに使われるのが「線量」、より正確にいえば「積算 MU」で す。「積算 MU」を全体の基準にして MLC やガントリーを制御することで、照射 の再現性を担保しています。この方法を MU Indexed と呼び、実時間を基準とし Monaco MLC Dynamics Parameters 20150518 た Time Indexed やガントリー角を基準とした Gantry (Angle) Indexed と区別 しています。 その際、Monaco の VMAT シーケンサーが考慮しているのは、 「ガントリー1 度あたりの出力 MU (MU/deg)」 「MLC 移動 1cm あたりの出力 MU (MU/cm)」 という 2 つの値で、これらについては下限を指定する必要があります。Monaco 3.2 以前のバージョンではこの下限値を直接登録していましたが、3.3 以降のバー ジョンでは、一般的にリニアックで設定されているパラメータ―つまり「最小線 量率」とガントリーや MLC の「最大速度」―を登録します。具体的には Max. Leaf Travel per Second (mm) Max. Gantry travel per Second (deg) Min. Dose Rate (MU/min) の 3 つが大きな役割を担います。 DICOM RT Plan Monaco がエクスポートする VMAT の DICOM RT Plan ファイルにも、実時間の 情報、つまり ・照射開始から何秒後に何が起きるか、 ・その時の線量率はいくらであるか、 を示す情報はいっさい含まれていません。非常に簡単に書くと、これらのプラン に含まれている情報は、以下のようなものです。 -------------------------------------------------------------------------Arc 1 : 総線量 1.896 Gy、総 MU 492.6 MU ガントリー角 CP 1 : 180.0 リーフ位置 j 照射済み線量の割合 -1.8, 8.5, 14.5, 14.3, 20.5, … 0.0% Monaco MLC Dynamics Parameters 20150518 CP 2 : 181.9 -1.8, 8.9, 14.9, 17.8, 20.9, … 1.58% CP 3 : 184.7 -0.4, 3.8, 6.1, 6.5, 10.5, … 2.74% …… CP 108: 177.7 -1.8, -18.0, -21.0, -30.0,-33,0,… 98.36% CP 109: 180.0 -1.8, -1.4, -2.4, 3.2, 20,5, … 100.00% -------------------------------------------------------------------------- ※ DMLC (Sliding Window IMRT) ではおおむね類似した構造になっています。 Dyn. Conformal Arc (回転原体照射) については線量率が明示的に指定されてい ます。 リニアックの理想と現実 リニアックは一般に上記のような VMAT 計画データを受け取ると、いくつかの前 処理を施して（例えば Control Point 間を補間するなど）、望むべき照射をより具 体的な形に変換し、照射中はそれを目標値として、目標値との差を補正するよう に制御を行います。他社製リニアックでは、前処理の時点でリニアックの動作パ ラメータを越える動作が生成され、エラーが出力されることがあります。 ところで Monaco が作りだす計画データは、仮想のリニアック――遅延がなく、 瞬時に指定した速度、指定した線量率に達しうる――を想定して作成されます が、実際には、線量率、ガントリー速度、MLC 速度とも、変動させるには一定の 時間を要します。例えば MLC やガントリーには当然慣性がありますから、最高速 から瞬時に停止状態とする、あるいは逆に停止状態から瞬時に最高速とすること はできません。またリニアックのように複数のモジュールが協調して動作する機 械では、モジュール間の通信に由来する遅延も無視できなくなってきます。 Monaco MLC Dynamics Parameters 20150518 したがって Monaco が生成した計画通りに VMAT を照射すると、必ず「計画から のズレ」が生じます。しかし Elekta 製リニアックの場合は、照射途中のある時点 までの経過をフィードバックしてそのずれを相殺するように以降の照射を調整す ることで、最終的に一回の照射全体としてのずれをちいさくとどめることができ ます。Elekta リニアックの VMAT でたまにガントリー回転が一瞬逆行することが あるのはこのような動作の一例です。一方、他社製リニアックの多くはそういっ た制御をせず、あるトレランス幅を越えた瞬間にエラーとなり、特に積極的なリ カバリーを行わないものもあります。 ですから実際のリニアックの動作パラメータを上回る数値を Monaco に登録した としても、Elekta 製リニアックではほとんど影響がありません。ごく稀に、効率 が悪い―時間がかかったり、あるいは機械的に無理がかかったりする―照射が生 じるかもしれませんが、照射途中に中断するようなことは考えにくいです。一方 他社製のリニアックでは前処理の段階や、照射の最中にエラーが頻発する可能性 が高くなります。いずれにしても、もし問題があれば、実際のリニアックの動作 パラメータに見合った、あるいはそこから多少のマージンを差し引いた値を MLC Dynamics に登録することを検討してください。 また注意すべきこととして、例えば遮蔽の問題から最大線量率がカタログスペッ クより制限されている場合や、安定性の問題から MLC 速度やガントリー速度をカ タログスペックより低く設定している場合があります。その場合にはカタログ通 りの仕様値ではなく、リニアックの実状に合った値を登録することでよりよい照 射を行える可能性があります。 Monaco MLC Dynamics Parameters 20150518 MLC Dynamics Parameters のコミッショニング手順 Elekta から出荷されたご施設様向けのビームデータは、実用上ほぼ十分な設定が 行われており、大きく変更する必要はありません。Elekta リニアックではまった く変更しなくとも十分適切に照射できる場合が多いです。 現在の標準的なビームデータ納品手順では Max. Dose Rate と Min. Dose Rate は、ビームデータ納品時に弊社フィールドサービスがお客様から伺って設定しま すので、ユーザーは 3.以降のみを考慮すればよいです。この手順が導入される以 前のお客様（つまり Max. Dose Rate と Min. Dose Rate が実際のリニアックの 数値と合致していない場合）には下記 1.以降の手順をひとつひとつ検討してみて ください。 1. 出荷時の設定から Max. Dose Rate をリニアックの実状に合わせた値に変 更し、何種類かの高変調なプランを作成して、照射を試みてください。 2. もしうまく照射が行えない場合には、Min. Dose Rate を後述する方法で求 めた値に変更し、再プランして、再び照射を試みてください。 ※線量分布は自動的には削除されないので、Calculation Properties をいっ たん変更して元に戻すなどして、再計算できるようにしてください） 3. まだ照射がうまく行えない場合、もし Max. Leaf Travel per second、 Max. TJaw Travel per Second、Max. PJaw Travel per Second、Max. Gantry Travel per Second（概ね仕様値通りかそれより若干低めに登録さ れています）が、リニアックの実状より速く設定されていたら、リニアッ クの実状に合った値に変更してください。 4. これでもうまく照射が行えない場合には、下記の変更を少しずつ行いなが ら、再プラン、照射を試みてください。 Monaco MLC Dynamics Parameters 20150518 a. Min MU per Dynamic CP をすこし増やしてみる。 b. Min Gantry Deg Per CP をすこし増やしてみる。 c. Max. Leaf Travel per Second、Max. TJaw Travel per Second、 Max. PJaw Travel per Second、Max. Gantry Travel per Second をリニアックの実状よりすこし遅くしてみる。 Elekta リニアックの場合については、ガントリーや MLC が追いつけない場合、ビ ームを一時的に止めてそれらが追いつくのを待ちます。このイベントを計測する 方法は、Elekta 機において移動速度超過を評価する方法に書かれています。 Monaco MLC Dynamics Parameters 20150518 MLC Dynamics Parameters 解説 1. リーフ・ジョー・ガントリーの移動速度 Max. Leaf Travel per Second (mm) リーフの機械的な最大速度を示します。ビームモデル出荷時の設定はスペック値 かそれより若干小さな値となっています。これより早くするとスムーズな照射を 損なう恐れがあります。下記は Monaco に含まれているデフォルト設定値です。 Elekta Agility (35 mm/s) に対しては 32 mm/s Elekta MLCi (20 mm/s) に対しては 24 mm/s ※MLCi の場合、リニアックのカタログスペック値より大きな値が Monaco のデフ ォルト値として登録されています。この状態ですでに臨床使用されていて特に問 題を生じていない御施設では、無理に現状通りに変更する必要はありません。 Max. TJaw Travel per Second (mm) これはリーフと垂直に移動するジョーコリメータ（Transverse Jaw）の最大速度 です。 ・動的照射に際して TJaw が移動しない機種では 0.0 を登録します。 ・TJaw が移動する機種(Elekta MLCi/MLCi2、Agility)では、適切な値を見つける ことはかなり難しいです。出荷時の設定から変更しないことをお勧めします。 ・TJaw が実在しない機種(Elekta Beam Modulator、mMLC)では 0.0 を登録し てください。 Monaco MLC Dynamics Parameters 20150518 Max. PJaw Travel per Second (mm) これはリーフと平行に移動するジョーコリメータ（Parallel Jaw）の最大速度で す。 ・動的照射に際して PJaw が移動しない機種では 0.0 を登録します。 ・PJaw が移動する機種(Elekta MLCi/MLCi2)では、Max. Leaf Travel per Second と同じ値を登録します。 ・PJaw が実在しないが、動的照射に際してキャリッジが移動する(Elekta Agility)機種では、キャリッジの最大速度を登録します。 ・PJaw が実在せず、動的照射に際してキャリッジが移動しない機種(Elekta Beam Modulator、mMLC)では 0.0 を登録します。 Max. Gantry Travel per Second (deg) ガントリーの最大回転速度です。リニアックの実際の動作パラメータを登録して ください。照射に問題があるようなら 10%程度下げることをお勧めします。 ※エクスポートされるプランデータにはこういった速度情報は含まれていません から、リニアックコントローラによってここでの指定値よりも大きな速度で機械 が動作する可能性があります。 2. 最大線量率と最小線量率 Max. Dose Rate (MU/min) 最大線量率については、その治療機に設定された値をそのまま登録してくださ い。 Monaco MLC Dynamics Parameters 20150518 ※エクスポートされるプランデータにはこういった線量率情報は必ずしも含まれ ていませんから、リニアックコントローラによってここでの指定値よりも大きな 線量率で照射が行われる可能性があります。 Min. Dose Rate (MU/min) 最小線量率については、下記の 3 つの値のうち、一番大きなもの（制限のきつい もの）を登録してください。 なお Elekta 製リニアックに対しては、 VMAT - Information for Treatment Planning Systems (英文)1 という文書に基づいています。この文書から引用した値については下記において †で示しています。他社製リニアックについては同様の情報をリニアックベンダ ーに請求してください。 (1) リニアックの性能としての最小線量率 「リニアックの理想と現実」で述べた通り、ここで設定すべき最小線量率は、単 に「安定持続して照射できる最小線量率」というだけではなく、「最大線量率か ら一瞬にして線量率を下げ、また一瞬後に最大線量率に復帰する」といった場合 に、意図通りの低い線量率を精度よく実現できるか、ということも関係します。 Elekta 製リニアックで CVDR（Continuously Variable Dose Rate Delivery Mode、256 段階で線量率を変えられる）機能を備えている場合には、下記の値が 推奨されています†。 1 この文書はユーザー様のお求めによって配布することが可能です。お入り用の方はエレ クタケアサポートセンターまたはお近くのエレクタ社員にお尋ねください。 Monaco MLC Dynamics Parameters 20150518 Flattening Filter ありのモード 50 MU/min 6 MV FFF 100 MU/min 10 MV FFF 200 MU/min (2) リーフが最大速度で移動しているときの最小線量率 たとえば Agility で、Flattening Filter ありのモードの場合、 ・リーフ移動 1cm の間に照射できる最小 MU …… 0.3 MU/cm† ・リーフの最大移動速度 …… 35 mm/s ですから、63 MU/min が最小線量率となります。 (3) ガントリーが最大速度で回転しているときの最小線量率 たとえば Synergy で、 Flattening Filter ありのモードの場合、 ・ガントリー回転 1 度の間に照射できる最小 MU …… 0.1 MU/deg† ・ガントリーの最大回転速度 …… 6 deg/s ですから、0.6 MU/s、つまり 36 MU/min が最小線量率となります。 ※(2)(3)における「最小 MU」は下記の通り定められています†。 Minimum Prescription Per Linear Movements per Rotational Movements Flat Beam 0.3 MU/cm 0.1 MU/degree 6MV HDRM Beam 0.6 MU/cm 0.2 MU/degree 10MV HDEM Beam 1.2 MU/cm 0.4 MU/degree ※CVDR 以前のエレクタリニアックでは、最大線量率の 1/8 (例えば 500 MU/min に対し 63 MU/min)が上記(2)(3)より大きな値かどうかを判断してくだ さい。もしそうであればその値を Min. Dose Rate とし、そうでなければ最大線 Monaco MLC Dynamics Parameters 20150518 量率の 1/4 (500MU/min に対し 125MU/min)を Min. Dose Rate としてくださ い。 3. コントロールポイントあたりの MU とガントリー回転 Min. MU Per Static CP Static 照射時に、1 コントロールポイント毎に照射可能な最小 MU を指定しま す。1.0 ないし 2.0 MU を登録してください。 この値を下げると、小さな MU のセグメントが増えることにより、照射時間が長 くなるほか、短時間にビームの ON/OFF をすることで意図した照射から微妙にず れてしまう可能性もあります。ただし実際にはプラン内の Sequencing Parameters ダイアログから Min. MU / Segment を設定する必要があり、これは ユーザーが MU に対する投与線量の線形性を考慮して決めますが、一般にこちら の方が厳しい制限となるため、Min. MU Per Static CP を変更することは、あまり 大きな意味がないかもしれません。 Min. MU Per Dynamic CP Dynamic 照射時に、1 コントロールポイント毎に照射可能な最小 MU を指定しま す。1.0 ないし 2.0 MU を登録してください。 この値を下げると、頻繁な線量率変動や、リーフ・ガントリーの速度変化を起こ すことになり、意図した照射から微妙にずれてしまう可能性があります。 Min. Gantry Deg Per CP (deg) Monaco MLC Dynamics Parameters 20150518 VMAT 照射時に、1 コントロールポイント毎の最小角度を指定します。1.0 ないし 1.5 deg を登録してください。 この値を下げると、頻繁なガントリーの速度変化を起こすことになり、意図した 照射から微妙にずれてしまう可能性があります。 4. その他のパラメータ Max Collimator Travel Per Second (deg) 現在 Monaco では、照射中にコリメータが動くプランは作成できませんので、0 を登録してください。 Continuous Dose Rate 無段階で線量率を変えられるリニアックの場合はチェックをつけてください。 ・CVDR 機能を持つ最近の Elekta リニアックでは、線量率が 256 段階に変動で きますので、チェックをしてください。 ・CVDR 以前の Elekta リニアックでは、線量率が 7 段階にしか変動しませんの で、チェックをはずします。 ・他社製のリニアックでは、線量率の変動の段階数の近い方に合わせて、上記の いずれかを選んでください。 Beam Startup Time (sec) Monaco MLC Dynamics Parameters 20150518 これは IMRT/VMAT 計画時に出力される照射時間の見積もりにのみ使われるもの で、出力されるプランの品質には関係しません。1.0 s を登録しておけば問題あり ません。 Min. Moving Gap (mm) これは Elekta の Beam Modulator にのみ入力欄のあるパラメータです。 スペック上は 1.4 mm が最小ですが、機械的なマージンを考慮して初期値（1.6 mm）での利用をお勧めします。 Open Guard Leaves これは Elekta Agility にのみ効果のあるパラメータです。Guard Leaf について は、Elekta より XiO/Monaco Guard Leaf Customization and Agility LCS Behavior(英文)をご参照ください（「Monaco ビームデータ登録項目の手引 き」に含まれています） 基本的には装置導入時に決められているパラメータで、ユーザーはこの設定を変 更してはいけません。Agility については原則としてチェックをしてください （Guard Leaf を開ける設定）。ただし他社製 TPS と Monaco を併用している御 施設様ではチェックをしない設定（Guard Leaf を開けない設定）でお使いいただ いている場合もあります。 Monaco MLC Dynamics Parameters 20150518 Elekta 機において移動速度超過を評価する方法 Elekta 機では、（実時間情報を含まない）計画データを受け取り、これを照射す る際に計画データを（実時間情報を含む）照射シーケンスに変換します。 しかしこれを実際に照射すると、リーフやガントリーが追いつかない場面があり ます。この場合、リニアックは PRF Inhibit 信号を発生させて、加速パルスをキ ャンセルし、ビームを一時停止(PRF Pause)して、その間リーフやガントリーが 追いつくのを待ちます。（PRF = Pulse Repetition Frequency） このようなビームの一時停止はできるだけ起こさない方が望ましいです。ですか ら、Elekta リニアックの MLC Dynamics Parameters のコミッショニングでは、 1. 高変調なプランを作成する。 Monaco MLC Dynamics Parameters 20150518 2. プランデータを転送して照射する。この際 PRF Inhibit の発生回数を数 えておく。 3. これを減らすように MLC Dynamics Parameters を修正し、2 に戻 る。 という繰り返しを行うことになります。 PRF Inhibit の回数は、リニアックコンソールで見ることができます。Item 2200, Part 111 が実際の PRF Inhibit のアクチュアル値ですので、これを Service Graphing や Treatment Recording の機能を使って調べてみてくださ い。
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