Inference of the optimal pretarget electron beam parameters in a Monte Carlo virtual linac model through simulated annealing
Notice bibliographique
Résumé
The purpose of this study was to develop an efficient method to determine the optimal intensity distribution of the pretarget electron beam in a Monte Carlo (MC) accelerator model able to most accurately reproduce a set of measured photon field profiles for a given accelerator geometry and nominal photon beam energy. The method has the ability to reduce the number of simulations required to commission a MC accelerator model and has achieved better agreement with measurement than other methods described in literature. The method begins from a cylindrically symmetric pretarget electron beam (radius of 0.5 cm) of uniform intensity. This beam is subdivided into annular regions of fluence for which each region is individually transported through the accelerator head and into a water phantom. A simulated annealing search is then performed to determine the optimal combination of weights of the annular fluences that provide a best match between the measured dose distributions and the weighted sum of annular dose distributions for particular pretarget electron energy. When restricted to Gaussian intensity distributions, the optimization determined an optimal FWHM=1.34 mm for 18.0 MeV electrons, with a RMSE=0.49% on 40 x 40 cm2 lateral profiles. When allowed to deviate from Gaussian intensities a further reduction in RMSE was achieved. For our Clinac 21 EX accelerator MC model (based on the 1996 Varian Oncology Systems, Monte Carlo Project package), the optimal unrestricted intensity distribution was found to be a Gaussian-like solution (18.0 MeV, FWHM= 1.10 mm, 40 x 40 cm2 profile, and RMSE=0.15%) with the presence of an extra focal halo contribution on the order of 10% of the maximum Gaussian intensity. Using the optimally derived intensity, 10 x 10 and 4 x 4 cm2 profiles were found to be in agreement with measurement with a maximum RMSE=0.49%. The optimized Gaussian and unrestricted values of the electron beam FWHM were both within the range of those inferred by focal spot image measurements performed by Jaffray et al. ["X-ray sources of medical linear accelerators: Focal and extra-focal radiation," Med. Phys. 20, 1417-1427 (1993)]. The inference of an extra focal pretarget electron component may be an indicator of a deficiency in the MC model and needs further investigation.
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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 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».