Monte Carlo study on the sensitivity of prompt gamma imaging to proton range variations due to interfractional changes in prostate cancer patients
Notice bibliographique
Résumé
Proton range verification based on prompt gamma imaging is increasingly considered in proton therapy. Tissue heterogeneity normal to the beam direction or near the end of range may considerably degrade the ability of prompt gamma imaging to detect proton range shifts. The goal of this study was to systematically investigate the accuracy and precision of range detection from prompt gamma emission profiles for various fractions for intensity modulated proton therapy of prostate cancer, using a comprehensive clinical dataset of 15 different CT scans for 5 patients. Monte Carlo simulations using Geant4 were performed to generate spot-by-spot dose distributions and prompt gamma emission profiles for prostate treatment plans. The prompt gammas were scored at their point of emission. Three CT scans of the same patient were used to evaluate the impact of inter-fractional changes on proton range. The range shifts deduced from the comparison of prompt gamma emission profiles in the planning CT and subsequent CTs were then correlated to the corresponding range shifts deduced from the dose distributions for individual pencil beams. The distributions of range shift differences between prompt gamma and dose were evaluated in terms of precision (defined as half the 95% inter-percentile range IPR) and accuracy (median). In total about 1700 individual proton pencil beams were investigated. The IPR of the relative range shift differences between the dose profiles and the prompt gamma profiles varied between ±1.4 mm and ±2.9 mm when using the more robust profile shifting analysis. The median was found smaller than 1 mm. Methods to identify and reject unreliable spots for range verification due to range mixing were derived and resulted in an average 10% spot rejection, clearly improving the prompt gamma-dose correlation. This work supports that prompt gamma imaging can offer a reliable indicator of range changes due to anatomical variations and tissue heterogeneity in scanning proton treatment of prostate cancer patients when considering prompt gamma emission profiles.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 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) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».