循环低氧的简单数学模型及其对少分次放疗的影响
摘要：环境氧含量波动的细胞种群比慢性缺氧的细胞更耐放射线，因此该细胞种群可能决定放疗（RT）的反应，尤其是对于分次放疗来说，氧气再氧化可能不那么明显。之前已经付出了相当大的努力来研究缺氧对分次放疗的影响，但对于循环性缺氧的研究关注较少，以及其动力学在决定这些治疗的疗效中所起的作用。本研究建立了一个简单的数学模型来量化循环性缺氧和分次效应。使用线性二次模型来估计癌细胞克隆的存活率，并进行修正以考虑氧增强效应和分次组织氧动力学。得到的存活率公式用于推导出经生物效应等剂量相等的表达式，即$edeff$。对一些常见的体外超分次放疗方案进行了计算。使用相关文献参数值，发现分次放疗中的分次间氧含量波动导致克隆体存活率增加了1-2个数量级，相对于相同的标称生物效应等剂量的五个和一个分次。在给定肿瘤部位上，大部分五个或更少分次的超分次放疗方案的$edeff$的数量级相似，表明常见的分次安排相当有效。尽管肿瘤细胞杀伤随着超分次放疗的增加而减少，但这种减少远不及之前根据在分次间完全再氧化的假设所得到的估计。目前已有的大部分超分次放疗方案提供的剂量足以弥补这种细胞杀伤的损失，尽管在实施单次分次方案时需谨慎。
作者：Edward Taylor
论文ID：2204.08527
分类：Medical Physics
分类简称：physics.med-ph
提交时间：2023-03-28