Monte Carlo-based dosimetry and optimization of a custom alpha cell irradiation setup
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Objective. When combined with targeting agents, α -particle-emitting radionuclides show promise in treating hypoxic tumors and micrometastases. These radionuclides exhibit a high relative biological effectiveness (RBE), attributed to their high linear energy transfer, and induce complex DNA damage within targeted cells. However, most clinical experience and radiobiological data are derived from photon irradiation. To optimize α -particle-based treatments, further research is needed to refine their RBE estimates. This study aimed to characterize and optimize a custom in-vitro cell irradiation setup for α -particle RBE studies using 241 Am through Monte Carlo simulations. Approach. A Geant4-based Monte Carlo simulation model was used to simulate a custom cell well setup. An 241 Am (48 kBq) source was positioned beneath the well with an adjustable source-to-surface distance (SSD). The spectra of decay products was calculated with 6.5 × 10 9 simulated 241 Am decay events. Simulations were conducted for SSD values of 2 mm, 5 mm, and 7 mm under three scenarios: (A) total dose rate from all decay products, (B) excluding γ -emissions, and (C) excluding secondary particles. Results were compared to published spectra and a published dose rate (0.1 Gy min −1 ) as validation. Main results. The validation dose rate was 0.1136 Gy min −1 . Photons of 13.9–59.5 keV and α -particles of 5.39–5.48 MeV were observed. The dose inhomogeneity across the cells was around 30%, 10%, and 5% in the 2, 5, and 7 mm SSD setups, respectively. The corresponding total dose rates in cells for the three SSDs were 0.583, 0.146, and 0.0830 Gy min −1 . The dose rate contributions were 90% from α -particles, less than 0.07% from γ -emissions, and 9%–10% from secondary particles. Significance. To accurately assess radiobiological effects, it is important to consider the full decay spectrum of radionuclides and their secondary particles in dosimetry calculations. These findings will aid in refining experimental setups for future in-vitro studies, contributing to more reliable RBE calculations.
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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 | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
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 ».