Bone and mucosal dosimetry in skin radiation therapy: a Monte Carlo study using kilovoltage photon and megavoltage electron beams
Notice bibliographique
Résumé
This study examines variations of bone and mucosal doses with variable soft tissue and bone thicknesses, mimicking the oral or nasal cavity in skin radiation therapy. Monte Carlo simulations (EGSnrc-based codes) using the clinical kilovoltage (kVp) photon and megavoltage (MeV) electron beams, and the pencil-beam algorithm (Pinnacle(3) treatment planning system) using the MeV electron beams were performed in dose calculations. Phase-space files for the 105 and 220 kVp beams (Gulmay D3225 x-ray machine), and the 4 and 6 MeV electron beams (Varian 21 EX linear accelerator) with a field size of 5 cm diameter were generated using the BEAMnrc code, and verified using measurements. Inhomogeneous phantoms containing uniform water, bone and air layers were irradiated by the kVp photon and MeV electron beams. Relative depth, bone and mucosal doses were calculated for the uniform water and bone layers which were varied in thickness in the ranges of 0.5-2 cm and 0.2-1 cm. A uniform water layer of bolus with thickness equal to the depth of maximum dose (d(max)) of the electron beams (0.7 cm for 4 MeV and 1.5 cm for 6 MeV) was added on top of the phantom to ensure that the maximum dose was at the phantom surface. From our Monte Carlo results, the 4 and 6 MeV electron beams were found to produce insignificant bone and mucosal dose (<1%), when the uniform water layer at the phantom surface was thicker than 1.5 cm. When considering the 0.5 cm thin uniform water and bone layers, the 4 MeV electron beam deposited less bone and mucosal dose than the 6 MeV beam. Moreover, it was found that the 105 kVp beam produced more than twice the dose to bone than the 220 kVp beam when the uniform water thickness at the phantom surface was small (0.5 cm). However, the difference in bone dose enhancement between the 105 and 220 kVp beams became smaller when the thicknesses of the uniform water and bone layers in the phantom increased. Dose in the second bone layer interfacing with air was found to be higher for the 220 kVp beam than that of the 105 kVp beam, when the bone thickness was 1 cm. In this study, dose deviations of bone and mucosal layers of 18% and 17% were found between our results from Monte Carlo simulation and the pencil-beam algorithm, which overestimated the doses. Relative depth, bone and mucosal doses were studied by varying the beam nature, beam energy and thicknesses of the bone and uniform water using an inhomogeneous phantom to model the oral or nasal cavity. While the dose distribution in the pharynx region is unavailable due to the lack of a commercial treatment planning system commissioned for kVp beam planning in skin radiation therapy, our study provided an essential insight into the radiation staff to justify and estimate bone and mucosal dose.
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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 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».