Accuracy verification of protoacoustic measurements in a heterogeneous phantom by an optical hydrophone
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Protoacoustics has emerged as a promising real-time range measurement method for proton therapy. Optical hydrophones (OHs) are considered suitable to detect protoacoustic waves owing to their ultracompact size and high sensitivity. In our previous research, we demonstrated that the time-of-arrival (TOA) measured by an OH showed good agreement with the simulated ground truth in a homogeneous medium. PURPOSE: The purpose of the study was to experimentally evaluate the accuracy of the TOA and compression peak pressures detected by the OH. Protoacoustic waves that undergo the typical distortions occurring in the human body were investigated. In such cases, the use of small detectors such as OHs is desirable to minimize the effects of detector size and directivity. METHODS: A 100-MeV proton pencil beam emitted from a fixed-field alternating gradient accelerator was irradiated onto a homogeneous water phantom and a water phantom with a half- or full-sized silicone plate downstream of the Bragg peak (BP) or a bone plate that covered half of the beam cross-section in the beam path. The OH was shifted 70 mm laterally across the beam axis downstream of the BP to measure the protoacoustic waves. The k-WAVE acoustic wave transport simulation was employed as the ground truth. The TOA and the first compression peak pressures were compared between the simulation and experiment. RESULTS: The TOA deviation against the ground truth was primarily attributed to alignment errors of the measurement devices and phantoms, with deviations of < 1 mm. The peak pressure distribution closely resembled the ground truth, with FWHM differences of 0.0%-3.0% for the tested geometries. CONCLUSION: The OH was able to determine the TOA and peak pressures with sufficient accuracy in heterogeneous phantoms, even without considering the effect of the size of the detector or directivity on the measurements.
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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 | 0,002 | 0,005 |
| 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 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| 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 ».