Discontinuous finite element space-angle treatment of the first order linear Boltzmann transport equation with magnetic fields: Application to MRI-guided radiotherapy
Notice bibliographique
Résumé
PURPOSE: The advent of magnetic resonance imaging (MRI) guided radiotherapy systems demands the incorporation of the magnetic field into dose calculation algorithms of treatment planning systems. This is due to the fact that the Lorentz force of the magnetic field perturbs the path of the relativistic electrons, hence altering the dose deposited by them. Building on the previous work, the authors have developed a discontinuous finite element space-angle treatment of the linear Boltzmann transport equation to accurately account for the effects of magnetic fields on radiotherapy doses. METHODS: The authors present a detailed description of their new formalism and compare its accuracy to geant4 Monte Carlo calculations for magnetic fields parallel and perpendicular to the radiation beam at field strengths of 0.5 and 3 T for an inhomogeneous 3D slab geometry phantom comprising water, bone, and air or lung. The accuracy of the authors' new formalism was determined using a gamma analysis with a 2%/2 mm criterion. RESULTS: Greater than 98.9% of all points analyzed passed the 2%/2 mm gamma criterion for the field strengths and orientations tested. The authors have benchmarked their new formalism against Monte Carlo in a challenging radiation transport problem with a high density material (bone) directly adjacent to a very low density material (dry air at STP) where the effects of the magnetic field dominate collisions. CONCLUSIONS: A discontinuous finite element space-angle approach has been proven to be an accurate method for solving the linear Boltzmann transport equation with magnetic fields for cases relevant to MRI guided radiotherapy. The authors have validated the accuracy of this novel technique against geant4, even in cases of strong magnetic field strengths and low density air.
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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 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| 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 ».