62 MeV單能質子射束之相對生物效應與氧氣增強比率

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题名:	62 MeV單能質子射束之相對生物效應與氧氣增強比率 Relative Biological Effectiveness and Oxygen Enhancement Ratio for a monoenergic 62-MeV therapeutic proton beam
作者:	林姿吟 Zih-Yin Lin
贡献者:	醫學科技學院:醫學影像暨放射科學系;蕭雅云(Ya-Yun Hsiao)
关键词:	62MeV質子射束;線性能量轉移;雙股螺旋斷裂;相對生物效應;氧氣增強比率 62 MeV proton bram;DSB;LET;RBE;OER
日期:	2021-07-01
上传时间:	2022-08-01T09:24:07Z (UTC)
摘要:	輻射與細胞作用後，透過直接作用與間接作用，造成細胞DNA各種類型的損傷，可簡單分為鹼基損傷、單股螺旋斷裂與雙股螺旋斷裂。雙股螺旋斷裂屬於複雜類型的損傷，也是導致細胞死亡的主要原因。細胞針對損傷也會有不同的修復方式，修復結果也可分為正確修復、修復錯誤導致突變，也可能修復失敗而導致額外的雙股螺旋斷裂產生。這項研究的目的為利用蒙地卡羅模擬方法，模擬單能質子射束對細胞造成不同損傷與修復的情況，並研究不同氧氣條件下的雙股螺旋斷裂數量與其他生物效應的比較。利用蒙地卡羅損傷模擬程式(Monte Carlo Damage Simulation, MCDS)及蒙地卡羅切除修復程式 (Monte Carlo Excision Repair, MCER)來進行模擬，模擬不同深度下的損傷與修復結果，得到其Total SSB (Single strand break)以及Total DSB (Double strand break)的量值(per Gy per Gbp)，也得到經由過鹼基切除修復(Base excision repair, BER)和核?酸切除修復(Nucleotide excision repair, NER)的結果，分別為正確修復機率(correct repair)、產生突變機率(mutation)及修復失敗產生額外的雙股螺旋斷裂機率(formation of an enzymatic DSBs)。將DSB產量帶入修復固定模型(Repair-misrepair-fixation model, RMF model)中計算相對生物效應(relative biologic effectiveness, RBE)，並比較不同氧氣濃度下的RBE變化趨勢。觀察隨組織深度增加，在MCDS損傷量的模擬結果可觀察到，鹼基損傷（Base Damage, BD）量下降3.7%，單股螺旋斷裂（Single-Strand Break, SSB）量下降1.3%，而DNA總損傷量下2.8%。簡單的損傷產量隨深度增加而呈現下降趨勢，而複雜的損傷則呈現上升趨勢。MCER模擬的修復結果，隨深度增加，正確修復的機率下降，而突變與額外產生DSB的機率呈現上升趨勢。在有氧條件下，由RMF模型計算得到的RBE值為1.0–3.0，這一數字與先前文獻實驗結果非常吻合。隨著LET增加，P1－P6的OER值從3.0降至2.5。缺氧條件下的RBE值範圍落在1.1－1.4，大於有氧條件下的RBE值，因此證明了質子的直接效應影響大於間接效應。在低氧條件下，利用誘發的DSB產量與RMF模型計算得出的RBE值分別增加7％與33％，研究結果顯示這項研究的結果表明，DSB誘發和額外產生的DSB整體作用導致更多數量的細胞死亡。
URI:	https://etds.csmu.edu.tw/ETDS/Home/Detail/U0003-0806202119390000 https://dx.doi.org/10.6834/csmu202100071 https://hdl.handle.net/11296/ju7n64 https://ir.csmu.edu.tw:8080/handle/310902500/23090
显示于类别:	[醫學影像暨放射科學系暨碩士班] 博碩士論文

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