Investigating energy deposition within cell populations using Monte Carlo simulations
Notice bibliographique
Résumé
Abstract In this work, we develop multicellular models of healthy and cancerous human soft tissues, which are used to investigate energy deposition in subcellular targets, quantify the microdosimetric spread in a population of cells, and determine how these results depend on model details. Monte Carlo (MC) tissue models combining varying levels of detail on different length scales are developed: microscopically-detailed regions of interest (>1500 explicitly-modelled cells) are embedded in bulk tissue phantoms irradiated by photons (20 keV–1.25 MeV). Specific energy ( z ; energy imparted per unit mass) is scored in nuclei and cytoplasm compartments using the EGSnrc user-code egs_chamber; specific energy mean, , standard deviation, , and distribution, , are calculated for a variety of macroscopic doses, D . MC-calculated are compared with normal distributions having the same mean and standard deviation. For ∼mGy doses, there is considerable variation in energy deposition (microdosimetric spread) throughout a cell population: e.g. for 30 keV photons irradiating melanoma with 7.5 μ m cell radius and 3 μ m nuclear radius, for nuclear targets is , and the fraction of nuclei receiving no energy deposition, f z =0 , is 0.31 for a dose of 10 mGy. If cobalt-60 photons are considered instead, then decreases to , and f z =0 decreases to 0.036. These results correspond to randomly arranged cells with cell/nucleus sizes randomly sampled from a normal distribution with a standard deviation of 1 μ m. If cells are arranged in a hexagonal lattice and cell/nucleus sizes are uniform throughout the population, then decreases to and for 30 keV and cobalt-60, respectively; f z =0 decreases to 0.25 and 0.000 94 for 30 keV and cobalt-60, respectively. Thus, specific energy distributions are sensitive to cell/nucleus sizes and their distributions: variations in specific energy deposited over a cell population are underestimated if targets are assumed to be uniform in size compared with more realistic variation in target size. Bulk tissue dose differs from for nuclei (cytoplasms) by up to ( ) across all cell/nucleus sizes, bulk tissues, and incident photon energies, considering a 50 mGy dose level. Overall, results demonstrate the importance of microdosimetric considerations at low doses, and indicate the sensitivity of energy deposition within subcellular targets to incident photon energy, dose level, elemental compositions, and microscopic tissue model.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».