亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

An artificial neural network based approach for predicting the proton beam spot dosimetric characteristics of a pencil beam scanning technique

束流扫描 闪烁体 均方误差 梁(结构) 近似误差 均方根 人工神经网络 光学 探测器 数学 材料科学 人工智能 物理 质子疗法 统计 计算机科学 量子力学
作者
C P Ranjith,Mayakannan Krishnan,Vysakh Raveendran,Lalit Chaudhari,Siddhartha Laskar
出处
期刊:Biomedical Physics & Engineering Express [IOP Publishing]
卷期号:10 (3): 035033-035033 被引量:1
标识
DOI:10.1088/2057-1976/ad3ce0
摘要

Abstract Utilising Machine Learning (ML) models to predict dosimetric parameters in pencil beam scanning proton therapy presents a promising and practical approach. The study developed Artificial Neural Network (ANN) models to predict proton beam spot size and relative positional errors using 9000 proton spot data. The irradiation log files as input variables and corresponding scintillation detector measurements as the label values. The ANN models were developed to predict six variables: spot size in the x -axis, y -axis, major axis, minor axis, and relative positional errors in the x -axis and y -axis. All ANN models used a Multi-layer perception (MLP) network using one input layer, three hidden layers, and one output layer. Model performance was validated using various statistical tools. The log file recorded spot size and relative positional errors, which were compared with scintillator-measured data. The Root Mean Squared Error (RMSE) values for the x-spot and y-spot sizes were 0.356 mm and 0.362 mm, respectively. Additionally, the maximum variation for the x-spot relative positional error was 0.910 mm, while for the y-spot, it was 1.610 mm. The ANN models exhibit lower prediction errors. Specifically, the RMSE values for spot size prediction in the x, y, major, and minor axes are 0.053 mm, 0.049 mm, 0.053 mm, and 0.052 mm, respectively. Additionally, the relative spot positional error prediction model for the x and y axes yielded maximum errors of 0.160 mm and 0.170 mm, respectively. The normality of models was validated using the residual histogram and Q-Q plot. The data over fit, and bias were tested using K (k = 5) fold cross-validation, and the maximum RMSE value of the K fold cross-validation among all the six ML models was less than 0.150 mm (R-Square 0.960). All the models showed excellent prediction accuracy. Accurately predicting beam spot size and positional errors enhances efficiency in routine dosimetric checks.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
小鱼歪优完成签到 ,获得积分10
12秒前
上善若水完成签到 ,获得积分10
31秒前
54秒前
小辣椒完成签到,获得积分10
59秒前
zhaodan完成签到,获得积分10
1分钟前
guyuzheng完成签到,获得积分10
1分钟前
爱听歌谷蓝完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
烟消云散发布了新的文献求助30
1分钟前
魔幻的芳完成签到,获得积分10
1分钟前
火星上的宝马完成签到,获得积分10
1分钟前
烟消云散完成签到,获得积分10
1分钟前
悲凉的忆南完成签到,获得积分10
1分钟前
zoe发布了新的文献求助10
1分钟前
陈旧完成签到,获得积分10
1分钟前
欣欣子完成签到,获得积分10
1分钟前
小枣完成签到 ,获得积分10
2分钟前
yxl完成签到,获得积分10
2分钟前
2分钟前
2分钟前
可耐的盈完成签到,获得积分10
2分钟前
ay发布了新的文献求助10
2分钟前
12345657发布了新的文献求助10
2分钟前
绿毛水怪完成签到,获得积分10
2分钟前
lsc完成签到,获得积分10
2分钟前
arbitmomo完成签到,获得积分10
2分钟前
小fei完成签到,获得积分10
2分钟前
麻辣薯条完成签到,获得积分10
2分钟前
时尚身影完成签到,获得积分10
2分钟前
leoduo完成签到,获得积分0
2分钟前
流苏2完成签到,获得积分10
2分钟前
NattyPoe完成签到,获得积分10
2分钟前
3分钟前
建哥完成签到,获得积分10
3分钟前
雨香完成签到,获得积分10
3分钟前
depravity完成签到 ,获得积分10
3分钟前
光喵发布了新的文献求助10
3分钟前
3分钟前
把CT片挂进卢浮宫完成签到,获得积分20
3分钟前
4分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Graphene Handbook (2019 Edition) 800
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
IEST-RP-CC018: Cleanroom Cleaning and Sanitization: Operating and Monitoring Procedures 600
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
Rehabilitation of Long-Standing Groin Pain in Athletes: A Scoping Review of Exercise Content and Reporting 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6571787
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8350086
关于积分的说明 17887575
捐赠科研通 5701962
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2945136
邀请新用户注册赠送积分活动 1921071
关于科研通互助平台的介绍 1799242