Voxel-wise dose rate calculation in clinical pencil beam scanning proton therapy
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Objective . Clinical outcomes after proton therapy have shown some variability that is not fully understood. Different approaches have been suggested to explain the biological outcome, but none has yet provided a comprehensive and satisfactory rationale for observed toxicities. The relatively recent transition from passive scattering (PS) to pencil beam scanning (PBS) treatments has significantly increased the voxel-wise dose rate in proton therapy. In addition, the dose rate distribution is no longer uniform along the cross section of the target but rather highly heterogeneous, following the spot placement. We suggest investigating dose rate as potential contributor to a more complex proton RBE model. Approach . Due to the time structure of the PBS beam delivery the instantaneous dose rate is highly variable voxel by voxel. Several possible parameters to represent voxel-wise dose rate for a given clinical PBS treatment plan are detailed. These quantities were implemented in the scripting environment of our treatment planning system, and computations experimentally verified. Sample applications to treated patient plans are shown. Main results . Computed dose rates we experimentally confirmed. Dose rate maps vary depending on which method is used to represent them. Mainly, the underlying time and dose intervals chosen determine the topography of the resultant distributions. The maximum dose rates experienced by any target voxel in a given PBS treatment plan in our system range from ∼100 to ∼450 Gy(RBE)/min, a factor of 10–100 increase compared to PS. These dose rate distributions are very heterogeneous, with distinct hot spots. Significance . Voxel-wise dose rates for current clinical PBS treatment plans vary greatly from clinically established practice with PS. The exploration of different dose rate measures to evaluate potential correlations with observed clinical outcomes is suggested, potentially adding a missing component in the understanding of proton relative biological effectiveness (RBE).
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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 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 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.
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 ».