High spatial resolution dosimetry with uncertainty analysis using Raman micro‐spectroscopy readout of radiochromic films
Notice bibliographique
Résumé
Purpose The purpose of this work is to develop a new approach for high spatial resolution dosimetry based on Raman micro‐spectroscopy scanning of radiochromic film (RCF). The goal is to generate dose calibration curves over an extended dose range from 0 to 50 Gy and with improved sensitivity to low (<2 Gy) doses, in addition to evaluating the uncertainties in dose estimation associated with the calibration curves. Methods Samples of RCF (EBT3) were irradiated at a broad dose range of 0.03–50 Gy using an Elekta Synergy clinical linear accelerator. Raman spectra were acquired with a custom‐built Raman micro‐spectroscopy setup involving a 500 mW, multimode 785 nm laser focused to a lateral spot diameter of 30 µm on the RCF. The depth of focus of 34 µm enabled the concurrent collection of Raman spectra from the RCF active layer and the polyester laminate. The preprocessed Raman spectra were normalized to the intensity of the 1614 cm−1 Raman peak from the polyester laminate that was unaltered by radiation. The mean intensities and the corresponding standard deviation of the active layer Raman peaks at 696, 1445, and 2060 cm−1 were determined for the 150 × 100 µm2 scan area per dose value. This was used to generate three calibration curves that enabled the conversion of the measured Raman intensity to dose values. The experimental, fitting, and total dose uncertainty was determined across the entire dose range for the dosimetry system of Raman micro‐spectroscopy and RCF. Results In contrast to previous work that investigated the Raman response of RCFs using different methods, high resolution in the dose response of the RCF, even down to 0.03 Gy, was obtained in this study. The dynamic range of the calibration curves based on all three Raman peaks in the RCF extended up to 50 Gy with no saturation. At a spatial resolution of 30 × 30 µm2, the total uncertainty in estimating dose in the 0.5–50 Gy dose range was [6–9]% for all three Raman calibration curves. This consisted of the experimental uncertainty of [5–8]%, and the fitting uncertainty of [2.5–4.5]%. The main contribution to the experimental uncertainty was determined to be from the scan area inhomogeneity which can be readily reduced in future experiments. The fitting uncertainty could be reduced by performing Raman measurements on RCF samples at further intermediate dose values in the high and low dose range. Conclusions The high spatial resolution experimental dosimetry technique based on Raman micro‐spectroscopy and RCF presented here, could become potentially useful for applications in microdosimetry to produce meaningful dose estimates in cellular targets, as well as for applications based on small field dosimetry that involve high dose gradients.
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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) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».