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Enregistrement W3015025227 · doi:10.1088/1361-6560/ab7361

Dose profiles and x-ray energy optimization for microbeam radiation therapy by high-dose, high resolution dosimetry using Sm-doped fluoroaluminate glass plates and Monte Carlo transport simulation

2020· article· en· W3015025227 sur OpenAlexafffund
Farley Chicilo, A.L. Hanson, Fred H. Geisler, George Belev, A. Edgar, Kieran Oliver Ramaswami, D. Chapman, Safa Kasap

Notice bibliographique

RevuePhysics in Medicine and Biology · 2020
Typearticle
Langueen
DomainePhysics and Astronomy
ThématiqueAdvanced Radiotherapy Techniques
Établissements canadiensUniversity of Saskatchewan
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaCanadian Institutes of Health ResearchUniversity of Saskatchewan
Mots-clésMicrobeamDosimetryCollimated lightMaterials scienceOpticsMonte Carlo methodIrradiationRadiationAbsorbed doseDose profileNuclear medicineBeam (structure)PhysicsNuclear physics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Microbeam radiation therapy (MRT) utilizes highly collimated synchrotron generated x-rays to create narrow planes of high dose radiation for the treatment of tumors. Individual microbeams have a typical width of 30-50 µm and are separated by a distance of 200-500 µm. The dose delivered at the center of the beam is lethal to cells in the microbeam path, on the order of hundreds of Grays (Gy). The tissue between each microbeam is spared and helps aid in the repair of adjacent damaged tissue. Radiation interactions within the peak of the microbeam, such as the photoelectric effect and incoherent (atomic Compton) scattering, cause some dose to be delivered to the valley areas adjacent to the microbeams. As the incident x-ray energy is modified, radiation interactions within a material change and affect the probability of interactions, as well as the directionality and energy of ionizing particles (electrons) that deposit energy in the valley regions surrounding the microbeam peaks. It is crucial that the valley dose between microbeams be minimal to maintain the effectiveness of MRT. Using a monochromatic x-ray source with x-ray energies ranging from 30 to 150 keV, a detailed investigation into the effect of incident x-ray energy on the dose profiles of microbeams was performed using samarium doped fluoroaluminate (FA) glass as the medium. All dosimetric measurements were carried out using a purpose-built fluorescence confocal microscope dosimetric technique that used Sm-doped FA glass plates as the irradiated medium. Dose profiles are measured over a very a wide range of x-ray energies at micrometer resolution and dose distribution in the microbeam are mapped. The measured microbeam profiles at different energies are compared with the MCNP6 radiation transport code, a general transport code which can calculate the energy deposition of electrons as they pass through a given material. The experimentally measured distributions can be used to validate the results for electron energy deposition in fluoroaluminate glass. Code validation is necessary for using transport codes in future treatment planning for MRT and other radiation therapies. It is shown that simulated and measured micro beam-profiles are in good agreement, and micrometer level changes can be observed using this high-resolution dosimetry technique. Full width at 10% of the maximum peak (FW@10%) was used to quantify the microbeam width. Experimental measurements on FA glasses and simulations on the dependence of the FW@10% at various energies are in good agreement. Simulations on energy deposited in water indicate that FW@10% reaches a local minimum around energies 140 keV. In addition, variable slit width experiments were carried out at an incident x-ray energy of 100 keV in order to determine the effect of the narrowing slit width on the delivered peak dose. The microbeam width affects the peak dose, which decreases with the width of the microbeam. Experiments suggest that a typical microbeam width for MRT is likely to be between 20-50 µm based on this work.

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)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,007
Score d'incertitude au seuil0,014

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

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

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 Opus0,054
Tête enseignante GPT0,329
Écart entre enseignants0,275 · 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'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

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

En bref

Citations9
Publié2020
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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