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Enregistrement W2942777861 · doi:10.1002/mp.13414

Cherenkov emission‐based external radiotherapy dosimetry: I. Formalism and feasibility

2019· article· en· W2942777861 sur OpenAlexafffund
Yana Zlateva, Bryan Muir, Issam El Naqa, Jan Seuntjens

Notice bibliographique

RevueMedical Physics · 2019
Typearticle
Langueen
DomainePhysics and Astronomy
ThématiqueAdvanced Radiotherapy Techniques
Établissements canadiensNational Research Council CanadaMcGill University
Organismes subventionnairesFonds de recherche du Québec – Nature et technologiesMcGill University Health CentreNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaMcGill University
Mots-clésDosimetryPhysicsDetectorCherenkov radiationDosimeterTruebeamMonte Carlo methodElectronOpticsComputational physicsPhotonCharged particleFormalism (music)Beam (structure)RadiationNuclear physicsLinear particle acceleratorNuclear medicineIon

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Purpose Cherenkov emission (CE)‐based external beam dosimetry is envisioned to involve the detection of CE directly in water with placement of a high‐resolution detector out of the field, avoiding perturbations encountered with traditional dosimeters. In this work, we lay out the groundwork for its implementation in the clinic and motivate CE‐based dosimeter design efforts. To that end, we examine a formalism for broad‐beam in‐water CE‐based dosimetry of external radiotherapy beams, design and test a Monte Carlo (MC) simulation framework for the calculation of CE‐to‐dose conversion factors used by the formalism, and demonstrate the experimental feasibility of this method. Methods The formalism is conceptually analogous to ionization‐based dosimetry and employs CE‐to‐dose conversion factors, , including only and all CE generated within polar anglesθ ± δθon beam axis. The EGSnrc user code SPRRZnrc is modified to calculate , as well as CE spectral and angular distributions. The modified code is tested with monoenergetic parallel electrons on a thin water slab. Detector configurations are examined for broad 6–22 MeV electron beams from a BEAMnrc TrueBeam model, with a focus on (4π detection), , and ( is the CE angle of relativistic electrons in water). We perform a relative experimental validation at with electron beams, using a simple detector design with spherical optics and geometrical optics approximation of the sensitive volume, which spans the water tank. Due to transient charged particle equilibrium, broad photon beams are generally less sensitive to beam quality, depth, and angle. Results For 0.1–50 MeV electrons on a thin water slab, the code outputs CE photon spectral density per unit mass (calculated from dose and ) and angle in agreement with theory within ±0.03% and , respectively, corresponding to the output precision. The configuration was found impractical due to detection considerations. Detection at for small δθexhibited beam quality dependence of the same order as well as strong superficial depth dependence. A 4π configuration ameliorates these effects. A more practical approach may employ a large numerical aperture. In comparing with literature, we find that these effects are less pronounced for broad photon beams in water, as expected. Measured relative at small δθwere within 1% of simulated factors (relative to their local average) for percent‐depth CE (PDC) >50%. At other depths, deviations were in accordance with signal‐to‐noise, known detector limitations, and approximations. It was found that the CE spectrum is beam quality and depth invariant, while for electron beams the CE angular distribution is strongly dependent on beam quality and depth. However, the uncertainty of CE and PDC measurement at detection for small δθdue to deviations around δθwas shown to be ≤1% and <0.1% (k = 1), respectively. The robustness to expected detector setup variations was found to result in ≤1% (k = 1) local uncertainty contribution for PDC >50%. Conclusions Based on our MC and experimental studies, we conclude that the CE‐based method is promising for high‐resolution, perturbation‐free, three‐dimensional dosimetry in water, with specific applications contingent on comprehensive detector development and characterization.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,002
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Théorique ou conceptuel · Signal consensuel: Théorique ou conceptuel
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,002
Score d'incertitude au seuil0,012

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0000,002
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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.

Tête enseignante Opus0,013
Tête enseignante GPT0,306
Écart entre enseignants0,293 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeThéorique ou conceptuel
Domainenon disponible
GenreMéthodes

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations23
Publié2019
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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