建模间齿间相互作用作为FLASH效应的潜在机制
摘要：FLASH效应的机制仍未确定，其通过等效肿瘤控制与传统剂量率（CDR）辐照相比，通过超高剂量率（UHDR）辐照对正常组织的保护作用。在本研究中，我们调查了间牌交互作用（单个粒子轨迹的辐解物种之间的相互作用）对辐照参数的整体放射化学交互作用的贡献，并提出增加间牌交互作用作为FLASH放射治疗中组织节约的潜在机制。我们构建了一个模型，它以分析方式表示目标体积中间牌的时空分布，作为辐照参数（例如剂量、剂量率、线性能量传递）的函数，并定量分析间牌交互作用对持续的放射化学反应的影响。中牌根据基于蒙特卡洛模拟的参数，根据简化的反应扩散方程演化，并通过计算目标中牌重叠的期望值来量化间牌交互作用。 该模型表明，对于任何一组辐照参数，需要有最小临界剂量和剂量率才能引发显著的间牌交互作用，并且在固定剂量下，间牌交互作用与束线性能量传递呈负相关。该模型提出了最佳的束参数，包括剂量、剂量率、线性能量传递和脉冲结构，以最大化间牌交互作用。该模型根据目标中的自由基扫除速率（限制间牌交互作用），预测出引发FLASH效应所需的辐照参数可能与显著的间牌交互作用的发生时间相重合，暗示间牌交互作用可能是FLASH效应的潜在机制。
作者：Alexander Baikalov, Ramin Abolfath, Radhe Mohan, Emil Sch"uler, Jan J. Wilkens, and Stefan Bartzsch
论文ID：2207.12287
分类：Medical Physics
分类简称：physics.med-ph
提交时间：2022-07-26