Monte Carlo simulation of a novel water-equivalent electronic portal imaging device using plastic scintillating fibers
Notice bibliographique
Résumé
PURPOSE: Most electronic portal imaging devices (EPIDs) developed so far use a thin Cu plate/phosphor screen to convert x-ray energies into light photons, while maintaining a high spatial resolution. This results in a low x-ray absorption and thus a low quantum efficiency (QE) of approximately 2-4% for megavoltage (MV) x-rays. A significant increase of QE is desirable for applications such as MV cone-beam computed tomography (MV-CBCT). Furthermore, the Cu plate/phosphor screen contains high atomic number (high-Z) materials, resulting in an undesirable over-response to low energy x-rays (due to photoelectric effect) as well as high energy x-rays (due to pair production) when used for dosimetric verification. Our goal is to develop a new MV x-ray detector that has a high QE and uses low-Z materials to overcome the obstacles faced by current MV x-ray imaging technologies. METHODS: A new high QE and low-Z EPID is proposed. It consists of a matrix of plastic scintillating fibers embedded in a water-equivalent medium and coupled to an optically sensitive 2D active matrix flat panel imager (AMFPI) for image readout. It differs from the previous approach that uses segmented crystalline scintillators made of higher density and higher atomic number materials to detect MV x-rays. The plastic scintillating fibers are focused toward the x-ray source to avoid image blurring due to oblique incidence of off-axis x-rays. When MV x-rays interact with the scintillating fibers in the detector, scintillation light will be produced. The light photons produced in a fiber core and emitted within the acceptance angle of the fiber will be guided toward the AMFPI by total internal reflection. A Monte Carlo simulation has been used to investigate imaging and dosimetric characteristics of the proposed detector under irradiation of MV x-rays. RESULTS: Properties, such as detection efficiency, modulation transfer function, detective quantum efficiency (DQE), energy dependence of detector response, and water-equivalence of dose response have been investigated. It has been found that the zero frequency DQE of the proposed detector can be up to 37% at 6 MV. The detector, also, is water-equivalent with a relatively uniform response to different energy x-rays as compared to current EPIDs. CONCLUSIONS: The results of our simulations show that, using plastic scintillating fibers, it is possible to construct a water-equivalent EPID that has a better energy response and a higher detection efficiency than current flat panel based EPIDs.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
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 | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,000 |
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 ».