An <scp>MCNPX</scp> Monte Carlo model of a discrete spot scanning proton beam therapy nozzle
Notice bibliographique
Résumé
PURPOSE: The purposes of this study were to validate a discrete spot scanning proton beam nozzle using the Monte Carlo (MC) code MCNPX and use the MC validated model to investigate the effects of a low-dose envelope, which surrounds the beam's central axis, on measurements of integral depth dose (IDD) profiles. METHODS: An accurate model of the discrete spot scanning beam nozzle from The University of Texas M. D. Anderson Cancer Center (Houston, Texas) was developed on the basis of blueprints provided by the manufacturer of the nozzle. The authors performed simulations of single proton pencil beams of various energies using the standard multiple Coulomb scattering (MCS) algorithm within the MCNPX source code and a new MCS algorithm, which was implemented in the MCNPX source code. The MC models were validated by comparing calculated in-air and in-water lateral profiles and percentage depth dose profiles for single pencil beams with their corresponding measured values. The models were then further tested by comparing the calculated and measured three-dimensional (3-D) dose distributions. Finally, an IDD profile was calculated with different scoring radii to determine the limitations on the use of commercially available plane-parallel ionization chambers to measure IDD. RESULTS: The distance to agreement, defined as the distance between the nearest positions of two equivalent distributions with the same value of dose, between measured and simulated ranges was within 0.13 cm for both MCS algorithms. For low and intermediate pencil beam energies, the MC simulations using the standard MCS algorithm were in better agreement with measurements. Conversely, the new MCS algorithm produced better results for high-energy single pencil beams. The IDD profile calculated with cylindrical tallies with an area equivalent to the area of the largest commercially available ionization chamber showed up to 7.8% underestimation of the integral dose in certain depths of the IDD profile. CONCLUSIONS: The authors conclude that a combination of MCS algorithms is required to accurately reproduce experimental data of single pencil beams and 3-D dose distributions for the scanning beam nozzle. In addition, the MC simulations showed that because of the low-dose envelope, ionization chambers with radii as large as 4.08 cm are insufficient to accurately measure IDD profiles for a 221.8 MeV pencil beam in the scanning beam nozzle.
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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 | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 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 | 0,001 |
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 ».