Modeling the impact of spatial oxygen heterogeneity on radiolytic oxygen depletion during FLASH radiotherapy
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Purpose. It has been postulated that the delivery of radiotherapy at ultra-high dose rates (‘FLASH’) reduces normal tissue toxicities by depleting them of oxygen. The fraction of normal tissue and cancer cells surviving radiotherapy depends on dose and oxygen levels in an exponential manner and even a very small fraction of tissue at low oxygen levels can determine radiotherapy response. To quantify the differential impact of FLASH radiotherapy on normal and tumour tissues, the spatial heterogeneity of oxygenation in tissue should thus be accounted for. Methods. The effect of FLASH on radiation-induced normal and tumour tissue cell killing was studied by simulating oxygen diffusion, metabolism, and radiolytic oxygen depletion (ROD) over domains with simulated capillary architectures. To study the impact of heterogeneity, two architectural models were used: (1) randomly distributed capillaries and (2) capillaries forming a regular square lattice array. The resulting oxygen partial pressure distribution histograms were used to simulate normal and tumour tissue cell survival using the linear quadratic model of cell survival, modified to incorporate oxygen-enhancement ratio effects. The ratio (‘dose modifying factors’) of conventional low-dose-rate dose and FLASH dose at iso-cell survival was computed and compared with empirical iso-toxicity dose ratios. Results. Tumour cell survival was found to be increased by FLASH as compared to conventional radiotherapy, with a 0–1 order of magnitude increase for expected levels of tumour hypoxia, depending on the relative magnitudes of ROD and tissue oxygen metabolism. Interestingly, for the random capillary model, the impact of FLASH on well-oxygenated (normal) tissues was found to be much greater, with an estimated increase in cell survival by up to 10 orders of magnitude, even though reductions in mean tissue partial pressure were modest, less than ∼7 mmHg for the parameter values studied. The dose modifying factor for normal tissues was found to lie in the range 1.2–1.7 for a representative value of normal tissue oxygen metabolic rate, consistent with preclinical iso-toxicity results. Conclusions. The presence of very small nearly hypoxic regions in otherwise well-perfused normal tissues with high mean oxygen levels resulted in a greater proportional sparing of normal tissue than tumour cells during FLASH irradiation, possibly explaining empirical normal tissue sparing and iso-tumour control results.
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 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 ».