Регуляризованный алгоритм на основе распределения Ландау для восстановления спектра энергии электронного пучка с использованием глубинных дозовых распределений в целевых материалах

Предполагая, что спектр пучка на выходе ускорителя подчиняется нормальному (гауссовскому) распределению, а его ослабление в воздухе описывается распределением Ландау, неустойчивую задачу восстановления спектра энергии электронов по глубинному дозовому распределению свели к поиску спектра электронов на поверхности фантома как свёртки распределений Ландау и Гаусса. Предложенный алгоритм использует экспериментально измеренные глубинные дозовые распределения, полученные медицинским ускорителем Varian TrueBeam в режимах 6 MeV и 9 MeV в водоэквивалентных и алюминиевых фантомах, и восстанавливает спектры электронов в целевых материалах. Алгоритм опирается на эталонные глубинные дозовые распределения для моноэнергетических электронов, рассчитанные с использованием набора инструментов Geant4. Установлено, что спектры, восстановленные по экспериментальным глубинным дозовым распределениям в твёрдой воде и алюминии, отличаются менее чем на 5%, а восстановленные глубинные дозовые распределения, соответствующие восстановленным спектрам, отклоняются от экспериментально измеренных не более чем на 5%.