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Enregistrement W3111419200 · doi:10.1667/rade-20-00168.1

A Computer Modeling Study of Water Radiolysis at High Dose Rates. Relevance to FLASH Radiotherapy

2020· article· en· W3111419200 sur OpenAlexaff
Ahmed Alanazi, Jintana Meesungnoen, Jean‐Paul Jay‐Gerin

Notice bibliographique

RevueRadiation Research · 2020
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueRadiation Therapy and Dosimetry
Établissements canadiensUniversité de Sherbrooke
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésRadiolysisFlash (photography)Relevance (law)RadiochemistryDose rateRadiation doseRadiation therapyEnvironmental scienceNuclear medicineNuclear engineeringIrradiationChemistryNuclear physicsMedicinePhysicsEngineeringOpticsPolitical scienceRadiology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

"FLASH radiotherapy" is a new method of radiation treatment by which large doses of radiation are delivered at high dose rates to tumors almost instantaneously (a few milliseconds), paradoxically sparing healthy tissue while preserving anti-tumor activity. To date, no definitive mechanism has been proposed to explain the different responses of the tumor and normal tissue to radiation. As a first step, and given that living cells and tissues consist mainly of water, we studied the effects of high dose rates on the transient yields (G values) of the radical and molecular species formed in the radiolysis of deaerated/aerated water by irradiating protons, using Monte Carlo simulations. Our simulation model consisted of two steps: 1. The random irradiation of a right circular cylindrical volume of water, embedded in nonirradiated bulk water, with single and instantaneous pulses of N 300-MeV incident protons ("linear energy transfer" or LET ∼ 0.3 keV/µm) traveling along the axis of the cylinder; and 2. The development of these N proton tracks, which were initially contained in the irradiated cylinder, throughout the solution over time. The effect of dose rate was studied by varying N, which was calibrated in terms of dose rate. For this, experimental data on the yield G(Fe3+) of the super-Fricke dosimeter as a function of dose rate up to ∼1010 Gy/s were used. Confirming previous experimental and theoretical studies, significant changes in product yields were found to occur with increasing dose rate, with lower radical and higher molecular yields, which result from an increase in the radical density in the bulk of the solution. Using the kinetics of the decay of hydrated electrons, a critical time (τc), which corresponds to the "onset" of dose-rate effects, was determined for each value of N. For the cylindrical irradiation model, τc was inversely proportional to the dose rate. Moreover, the comparison with experiments with pulsed electrons underlined the importance of the geometry of the irradiation volume for the estimation of τc. Finally, in the case of aerated water radiolysis, we calculated the yield of oxygen consumption and estimated the corresponding concentration of consumed (depleted) oxygen as a function of time and dose rate. It was shown that this concentration increases substantially with increasing dose rate in the time window ∼1 ns-10 µs, with a very pronounced maximum around 0.2 µs. For high-dose-rate irradiations (>109 Gy/s), a large part of the available oxygen (∼0.25 mM for an air-saturated solution) was found to be consumed. This result, which was obtained on a purely water radiation chemistry basis, strongly supports the hypothesis that the normal tissue-sparing effect of FLASH stems from temporary hypoxia due to oxygen depletion induced by high-dose-rate irradiation.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,023
Score d'incertitude au seuil0,045

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0030,000

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.

Tête enseignante Opus0,075
Tête enseignante GPT0,387
Écart entre enseignants0,312 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations57
Publié2020
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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