Development of a hydrated electron dosimeter for radiotherapy applications: A proof of concept
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Background Hydrated electrons, which are short‐lived products of radiolysis in water, increase the optical absorption of water, providing a pathway toward near‐tissue‐equivalent clinical radiation dosimeters. This has been demonstrated in high‐dose‐per‐pulse radiochemistry research, but, owing to the weak absorption signal, its application in existing low‐dose‐per‐pulse radiotherapy provided by clinical linear accelerators (linacs) has yet to be investigated. Purpose The aims of this study were to measure the optical absorption associated with hydrated electrons produced by clinical linacs and to assess the suitability of the technique for radiotherapy (⩽ 1 cGy per pulse) applications. Methods 40 mW of 660‐nm laser light was sent five passes through deionized water contained in a 102 cm3 glass‐walled cavity by using four broadband dielectric mirrors, two on each side of the cavity. The light was collected with a biased silicon photodetector. The water cavity was then irradiated by a Varian TrueBeam linac with both photon (10 MV FFF, 6 MV FFF, 6 MV) and electron beams (6 MeV) while monitoring the transmitted laser power for absorption transients. Radiochromic EBT3 film measurements were also performed for comparison. Results Examination of the absorbance profiles showed clear absorption changes in the water when radiation pulses were delivered. Both the amplitude and the decay time of the signal appeared consistent with the absorbed dose and the characteristics of the hydrated electrons. By using literature value for the hydrated electron radiation chemical yield (3.0±0.3), we inferred doses of 2.1±0.2 mGy (10 MV FFF), 1.3±0.1 mGy (6 MV FFF), 0.45±0.06 mGy (6 MV) for photons, and 0.47±0.05 mGy (6 MeV) for electrons, which differed from EBT3 film measurements by 0.6%, 0.8%, 10%, and 15.7%, respectively. The half‐life of the hydrated electrons in the solution was ∼ 24 s. Conclusions By measuring 660‐nm laser light transmitted through a cm‐scale, multi‐pass water cavity, we observed absorption transients consistent with hydrated electrons generated by clinical linac radiation. The agreement between our inferred dose and EBT3 film measurements suggests this proof‐of‐concept system represents a viable pathway toward tissue‐equivalent dosimeters for clinical radiotherapy applications.
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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 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
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.
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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 ».