Microdosimetric considerations for radiation response studies using Raman spectroscopy
Notice bibliographique
Résumé
Purpose Recent Raman spectroscopy (RS) studies of radiation response involve subcellular (μm‐scale) sampling volumes and macroscopic doses as low as 0.005 Gy. These studies ignore the stochastic nature of radiation transport and energy deposition, which can lead to considerable microdosimetric “spread” (i.e., variation in energy deposition). The goal of this work is to use Monte Carlo (MC) simulations to investigate the microdosimetric spread across populations of microscopic targets relevant for RS studies of cellular radiation response. Methods Simulation geometries involve populations of 1600 cells, with two sizes of sampling volumes (representative of recent RS studies) considered within each nucleus, as well as averaging over multiple sampling volumes in the same nucleus. To investigate variation in microdosimetric spread as a function of dose and target size, simple cubic voxel geometries are also considered. MC simulations are used to score energy imparted per unit mass (specific energy, z) in targets (nuclei, sampling volumes, and voxels), considering doses from a few mGy to several Gy. Three photon spectra are considered: 120 kVp x‐ray, cobalt‐60, and a 6 MV medical linac. Results For μm‐sized targets, there can be considerable variation in energy deposition across a population of targets: the specific energy distribution is skewed, a large fraction of targets receive no energy, and the standard deviation of the specific energy relative to the mean, , is considerable. These results vary with source energy and (macroscopic) dose: for 60Co with cylindrical nuclei of 12.8 μm height and diameter, is 17% at 0.02 Gy, decreasing to 2% at 2 Gy. In contrast, for cylindrical sampling volumes with 1 μm diameter and 4 μm height, is 170% at 0.02 Gy and 18% at 2 Gy. Results of MC simulations involving cubic voxel geometries are fit to an equation relating the relative standard deviation of the specific energy to the target volume and dose; additionally, specific energy distributions are compared with normal distributions. Conclusions Microdosimetric considerations are important for RS cellular radiation response studies, especially for low doses. The results of this work may motivate changes to current measurement and data analysis methods for RS experiments, and motivate future work comparing MC simulation results with RS measurements to advance understanding of radiation response.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,003 | 0,007 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».