A Monte Carlo-based method to estimate radiation dose from spiral CT: from phantom testing to patient-specific models
Notice bibliographique
Résumé
The purpose of this work is to develop and test a method to estimate the relative and absolute absorbed radiation dose from axial and spiral CT scans using a Monte Carlo approach. Initial testing was done in phantoms and preliminary results were obtained from a standard mathematical anthropomorphic model (MIRD V) and voxelized patient data. To accomplish this we have modified a general purpose Monte Carlo transport code (MCNP4B) to simulate the CT x-ray source and movement, and then to calculate absorbed radiation dose in desired objects. The movement of the source in either axial or spiral modes was modelled explicitly while the CT system components were modelled using published information about x-ray spectra as well as information provided by the manufacturer. Simulations were performed for single axial scans using the head and body computed tomography dose index (CTDI) polymethylmethacrylate phantoms at both central and peripheral positions for all available beam energies and slice thicknesses. For comparison, corresponding physical measurements of CTDI in phantom were made with an ion chamber. To obtain absolute dose values, simulations and measurements were performed in air at the scanner isocentre for each beam energy. To extend the verification, the CT scanner model was applied to the MIRD V model and compared with published results using similar technical factors. After verification of the model, the generalized source was simulated and applied to voxelized models of patient anatomy. The simulated and measured absolute dose data in phantom agreed to within 2% for the head phantom and within 4% for the body phantom at 120 and 140 kVp; this extends to 8% for the head and 9% for the body phantom across all available beam energies and positions. For the head phantom, the simulated and measured absolute dose data agree to within 2% across all slice thicknesses at 120 kVp. Our results in the MIRD phantom agree within 11% of all the different organ dose values published by the UK's ImPACT group for a scan using an equivalent scanner, kVp, collimation, pitch and mAs. The CT source model was shown to calculate both a relative and absolute radiation dose distribution throughout the entire volume in a patient-specific matrix geometry. Results of initial testing are promising and application to patient models was shown to be feasible.
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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 | 0,002 | 0,009 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».