Исследователи спроектировали систему независимого вторичного контроля для протонной и углерод-ионной терапии с карандашным сканированием, учитывающую физическую дозу, последовательность доставки и модель-зависимую RBE-взвешенную дозу. Система получает DICOM-данные плана, преобразует дискретную последовательность точек в предсказанную последовательность доставки для непрерывного сканирования с управлением дозой (DDCS), генерирует взвешенные истории частиц и выполняет независимый транспорт в TOPAS/Geant4.

Для обоих типов пучков система рассчитывает физическую дозу, усреднённую по дозе линейную передачу энергии (LETd) и вокселъ-уровневые микродозиметрические параметры. Распределение линейной энергии представляется с использованием методологии сокращённого микродозиметрического распределения (AMDM) и обрабатывается микродозиметрической кинетической моделью Mayo Clinic Florida (MCF MKM). Для протонов дополнительно рассчитывается доза с фиксированной RBE = 1.1, тогда как для углеродных ионов фиксированная модель RBE не используется.

Оценка протонной ветви включала компонентные тесты, проверки транспорта и расчёта доз при энергиях 70.0, 170.2 и 229.1 МэВ, анализ деидентифицированных планов пациентов. Один из протонных случаев с детальными количественными результатами был классифицирован как REVIEW REQUIRED, поскольку не все дозиметрические критерии сравнения были выполнены. Для углерод-ионной терапии использовался существующий датасет Монте-Карло для проверки обработки AMDM-дескрипторов, фактора RBE и RBE-взвешенной дозы. Предсказанные временные параметры DDCS и компоненты стационарного versus движущегося облучения не были сопоставлены с машинными логами или измерениями.

Реализована общая платформа с учётом доставки для независимой оценки физической дозы и микродозиметрической RBE-взвешенной дозы при протонной и углерод-ионной терапии с сохранением пучок-специфичных дозовых конвенций и информации биологической модели. Авторы подчеркивают необходимость дополнительного локального ввода в эксплуатацию и мультикейсовой валидации перед клиническим использованием.