Comparative dosimetric analysis of concave versus convex surface curvatures in external beam radiotherapy: a Monte Carlo investigation revealing opposing geometric effects
Notice bibliographique
Résumé
Abstract This study explores the opposing dosimetric behavior of concave geometries and establishes a framework for understanding the effects of surface curvature in radiotherapy. We hypothesized that concave surfaces would produce inverse dosimetric perturbations compared with convex geometries, with important implications for treatment planning accuracy. Using validated GATE Monte Carlo simulations with phase-space data from PRIMO for a Varian Clinac 2100C accelerator, we examined concave hemispherical cavities of 2 cm depth with radii ranging from 5 to 20 cm in water phantoms. Electron beams of 6, 9, and 12 MeV, as well as 6 MV photon beams, were studied across multiple field sizes. Comparisons with our previous convex surface data enabled quantification of geometric asymmetry through a novel Geometric Perturbation Factor (GPF). The results showed that concave surfaces produced effects opposite to convex geometries: R50 decreased linearly with curvature (R50 = −5.37 ρ , −9.58 ρ , −14.23 ρ for 6, 9, and 12 MeV, respectively), in contrast to the increases observed for convex surfaces. Notably, concave perturbations were 15–17 times stronger than convex effects for identical curvatures, and surface doses increased by up to 15% for concave compared with decreases for convex geometries. Photon beams exhibited minimal sensitivity (≤3% variation) for both geometries. This comparative analysis highlights a fundamental asymmetry in radiotherapy dose perturbations, showing that concave surfaces induce significantly stronger and opposing effects relative to convex geometries. These findings underscore the need for geometry-specific correction factors in treatment planning systems, particularly for electron beam therapy where geometric effects are most pronounced.
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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 | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 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 ».