Evaluation of dose-volume metrics for microbeam radiation therapy dose distributions in head phantoms of various sizes using Monte Carlo simulations
Notice bibliographique
Résumé
This work evaluates four dose-volume metrics applied to microbeam radiation therapy (MRT) using simulated dosimetric data as input. We seek to improve upon the most frequently used MRT metric, the peak-to-valley dose ratio (PVDR), by analyzing MRT dose distributions from a more volumetric perspective. Monte Carlo simulations were used to calculate dose distributions in three cubic head phantoms: a 2 cm mouse head, an 8 cm cat head and a 16 cm dog head. The dose distribution was calculated for a 4 × 4 mm² microbeam array in each phantom, as well as a 16 × 16 mm² array in the 8 cm cat head, and a 32 × 32 mm² array in the 16 cm dog head. Microbeam widths of 25, 50 and 75 µm and center-to-center spacings of 100, 200 and 400 µm were considered. The metrics calculated for each simulation were the conventional PVDR, the peak-to-mean valley dose ratio (PMVDR), the mean dose and the percentage volume below a threshold dose. The PVDR ranged between 3 and 230 for the 2 cm mouse phantom, and between 2 and 186 for the 16 cm dog phantom depending on geometry. The corresponding ranges for the PMVDR were much smaller, being 2-49 (mouse) and 2-46 (dog), and showed a slightly weaker dependence on phantom size and array size. The ratio of the PMVDR to the PVDR varied from 0.21 to 0.79 for the different collimation configurations, indicating a difference between the geometric dependence on outcome that would be predicted by these two metrics. For unidirectional irradiation, the mean lesion dose was 102%, 79% and 42% of the mean skin dose for the 2 cm mouse, 8 cm cat and 16 cm dog head phantoms, respectively. However, the mean lesion dose recovered to 83% of the mean skin dose in the 16 cm dog phantom in intersecting cross-firing regions. The percentage volume below a 10% dose threshold was highly dependent on geometry, with ranges for the different collimation configurations of 2-87% and 33-96% for the 2 cm mouse and 16 cm dog heads, respectively. The results of this study illustrate that different dose-volume metrics exhibit different functional dependences on MRT geometry parameters, and suggest that reliance on the PVDR as a predictor of therapeutic outcome may be insufficient.
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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 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».