Monaco 6.2.2中VSM 2.0模型在复杂放射治疗中的应用：MLC建模优化与剂量精度提升

本研究针对Monaco治疗计划系统(TPS)中多叶准直器(MLC)建模依赖人工调参的问题，开发了虚拟源模型(VSM)2.0，通过消除MLC几何参数的可编辑性，显著提升了匹配直线加速器(LINAC)在脊柱和颅内立体定向放疗(SRT/SRS)中的剂量计算精度。研究采用高分辨率探测器验证MLC特性，结合IAEA标准测量和临床病例重计算，证实VSM 2.0使1%/1mm伽马通过率提升10-25%，为Monaco TPS的自动化建模和精准放疗提供了新范式。

　　

在精准放疗领域，多叶准直器(MLC)的建模精度直接决定复杂病例如颅内立体定向放射外科(SRS)和体部立体定向消融放疗(SABR)的成败。传统Monaco治疗计划系统的虚拟源模型(VSM)1.6版本存在明显局限：用户需反复调整叶片间隙、尖端泄漏等8项几何参数，不仅耗时且易导致模型过拟合。更棘手的是，即便经过优化，VSM 1.6对Agility MLC特有的离轴叶片设计（为减少"舌槽效应"而开发）的模拟仍不理想，这在高梯度剂量分布的SRT治疗中可能造成2%以上的剂量偏差。

为攻克这一难题，澳大利亚GenesisCare Flinders私立医院联合伍伦贡大学医学辐射物理中心的研究团队，在《Physical and Engineering Sciences in Medicine》发表了突破性研究。他们系统评估了Monaco 6.2.2引入的VSM 2.0模型，该模型通过GPU加速的蒙特卡罗算法，彻底取消了用户可调的MLC几何参数，转而采用厂商预定义的Agility加速器"快速启用"(Accelerated Go Live)配置。研究创新性地采用双盲设计：在两台严格匹配的Elekta VersaHD直线加速器上（符合Rijken匹配标准：剖面差异<1.0%，PDD偏差<0.5%），同步比较定制优化的VSM 1.6模型与VSM 2.0的性能差异。

研究团队运用多维度验证体系：首先通过Sun Nuclear SRS MapCHECK（探测器间距2.47mm）量化MLC特性，发现VSM 2.0使"舌槽效应"测试场(FOURL)的1%/1mm伽马通过率从56%跃升至81.5%；其次采用IAEA TecDoc 1583标准，在CIRS胸部模体中验证异质组织剂量计算，两种模型差异均<2%；最终通过22个临床代表病例（含5靶点颅内SIMT和10种脊柱SABR方案）证实，VSM 2.0使高调制计划（MU/cGy>6.0）的伽马通过率标准差从3.1%降至1.8%。

关键方法

1. 采用PTW微钻石探测器测量0.4×0.4cm²至40×40cm²射野的输出因子(OPF)
2. 通过7SegA测试场解析MLC主/副偏移特性，FourL场评估叶片间泄漏
3. 基于AAPM MPPG 5.b标准设计验证方案，包含简单射野与复杂VMAT病例
4. 使用HexaPOD六维床实现非共面颅内SRS的端到端验证

MLC特性改进

显示VSM 2.0更准确再现实测剂量分布，7SegA测试场的3%/1mm通过率从84.9%提升至91.9%。尤为关键的是，原先需手动优化的"叶片间隙宽度"(Leaf Groove Width)参数被内化后，消除了模型对特定QA场的过拟合风险。

剂量计算一致性

表明VSM 2.0在1×1cm²微射野的OPF计算误差<1%，优于VSM 1.6的1.5%。在TD1583验证中，肺等效组织测量点的剂量差异从1.4%降至0.7%，证明新模型更好处理了异质界面效应。

临床计划验证
对于5靶点SIMT病例，VSM 2.0使距等中心5cm处靶区的1%/1mm通过率提升12%。

显示两台LINAC的剂量差异标准差从2.8%降至1.2%，证实新模型显著提升设备间一致性。

这项研究标志着Monaco TPS建模理念的重要转变：从依赖经验调参转向物理驱动的确定性建模。VSM 2.0通过内置MLC特性参数，不仅简化了 commissioning流程（从2周缩短至3天），更使SRS计划的1%/1mm通过率均值达95.3%，为多中心临床试验的剂量可比性奠定基础。作者Luis Munoz指出，该突破尤其利好分布式放疗网络——只需部署单一VSM 2.0模型即可确保10台匹配LINAC的剂量偏差<1.5%，这对开展大规模SBRT研究的机构具有重要价值。未来工作将聚焦于VSM 2.0在超弧(hyperarc)等新兴技术中的扩展应用。