TU-F-CAMPUS-J-02: Developing a Phenomenological Model of the Proton Trajectory Within a Heterogeneous Medium Required for Proton Imaging
Notice bibliographique
Résumé
Purpose: To develop an accurate phenomenological model of the cubic spline trajectory (CST) estimate of the proton path, accounting for the initial proton energy and water equivalent thickness (WET) traversed. Methods: Geant4 Monte Carlo (MC) simulations were used to calculate the path of protons crossing various slabs (5–30 cm WET) of different material (LN300, water and CB2–50% CaCO3) for a range of initial energies (150–330MeV). For each MC trajectory, CST was constructed based on the proton entrance and exit information and compared with the MC using the root mean square (RMS) metric. The CST path is dependent on the direction vector magnitudes (|P0,1|). First, |P0,1| is set to the proton path length. Then, a factor Λ is introduced to modify |P0,1|. The factor is varied to minimize the RMS with MC paths for every configuration. Finally, a set of Λopt factors that minimizes the RMS is presented. These are dependent on the ratio between WET and water equivalent path length (WEPL). The resolution along the path is investigated with a set of slabs. MTF analysis is performed on proton radiographs of a line-pair phantom reconstructed using the CST trajectories (Λopt and Λ1). Results: Λopt was fitted to the ratio of WET/WEPL using a power function (Y=1-AXB where A=0.36, B=4.07). The RMS deviation calculated along the path, between the CST and the MC path, increases with the WET. The increase is larger when using Λ1 than Λopt (difference of 5.0% with WET/WEPL=0.86). For 230(330) MeV protons, the MTF10% was found to increase by 40%(6%) respectively for a thick phantom (30cm) and by 25%(1%) for thinner phantom (25cm) when using the Λopt model compared to the Λ1 model. Conclusion: Based on these results, using CST with the Λopt factor reduces the RMS deviation and increases the spatial resolution when reconstructing proton trajectories.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».