精确评估体外X射线GRID照射效应的放射剂量和克隆生存的2D映射
摘要：空间分数辐射治疗（SFRT或网格）是一种以“开关模式”提供高局部辐射剂量的方法。为了更好地评估网格辐射的放射生物学效应，需要建立一个将局部辐射剂量与克隆生存相关联的框架。使用220kV X射线在T25 cm$^2$培养瓶中照射A549（肺部）癌细胞，采用开放场或通过钨网格准直器进行周期为5 mm的开孔和10 mm的阻挡。交付的名义剂量为2、5和10 Gy。采用一种新的图像分割方法，在细胞培养瓶的扫描图像中定位存活殖民地的重心。使用GafchromicTM薄膜剂量测定（GFD）和FLUKA Monte Carlo（MC）模拟，将剂量分布在每个存活殖民地的重心处进行映射。通过对开放场照射的克隆生存数据拟合线性二次（LQ）函数，计算给定剂量水平下的预期生存水平。然后，将预期生存水平与GRID照射培养瓶中的观察水平进行映射。GFD和FLUKA MC给出的剂量分布相似，峰值与谷值剂量之比的平均值约为5。开放场照射的LQ参数为$alpha = 0.16 \pm 0.04$ Gy$^{-1}$和$eta = 0.001 \pm 0.004$ Gy$^{-2}$。使用图像分割方法，观察到的生存率与预测的生存率在（峰值; 谷值）剂量区域的均值绝对百分误差分别为（8; 10）％，（4; 41）％和（3; 138）％，对应于2, 5和10 Gy。总之，提出了一种从GRID照射中映射存活殖民地的框架，并从均匀照射中预测生存水平。对于给定的细胞系，我们的研究结果表明，与开放场配置相比，GRID照射，尤其是在高峰值剂量下，会导致生存率降低。
作者：D. Arous, J. L. Lie, B. V. H{aa}land, M. B{o}rsting, N. F. J. Edin, E. Malinen
论文ID：2205.15390
分类：Medical Physics
分类简称：physics.med-ph
提交时间：2023-01-25