How quickly does FLASH need to be delivered? A theoretical study of radiolytic oxygen depletion kinetics in tissues
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Purpose . Radiation delivered over ultra-short timescales (‘FLASH’ radiotherapy) leads to a reduction in normal tissue toxicities for a range of tissues in the preclinical setting. Experiments have shown this reduction occurs for total delivery times less than a ‘critical’ time that varies by two orders of magnitude between brain (∼0.3 s) and skin (⪆10 s), and three orders of magnitude across different bowel experiments, from ∼0.01 to ⪆(1–10) s. Understanding the factors responsible for this broad variation may be important for translation of FLASH into the clinic and understanding the mechanisms behind FLASH. Methods. Assuming radiolytic oxygen depletion (ROD) to be the primary driver of FLASH effects, oxygen diffusion, consumption, and ROD were evaluated numerically for simulated tissues with pseudorandom vasculatures for a range of radiation delivery times, capillary densities, and oxygen consumption rates (OCR’s). The resulting time-dependent oxygen partial pressure distribution histograms were used to estimate cell survival in these tissues using the linear quadratic model, modified to incorporate oxygen-enhancement ratio effects. Results . Independent of the capillary density, there was a substantial increase in predicted cell survival when the total delivery time was less than the capillary oxygen tension (mmHg) divided by the OCR (expressed in units of mmHg/s), setting the critical delivery time for FLASH in simulated tissues. Using literature OCR values for different normal tissues, the predicted range of critical delivery times agreed well with experimental values for skin and brain and, modifying our model to allow for fluctuating perfusion, bowel. Conclusions . The broad three-orders-of-magnitude variation in critical irradiation delivery times observed in in vivo preclinical experiments can be accounted for by the ROD hypothesis and differences in the OCR amongst simulated normal tissues. Characterization of these may help guide future experiments and open the door to optimized tissue-specific clinical protocols.
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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 | 0,000 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 ».