文摘

HYP-RT模型模拟低氧对头部和颈部癌症肿瘤生长以及放疗和加速粒子数再增和再氧化的影响。这份报告概述了算法设计、参数化和加速的影响重新增加剂量/分数需要控制额外的细胞繁殖期间重新加速。细胞杀死概率是基于线性二次理论,与氧化水平和增殖能力影响细胞死亡。缺氧模型通过氧气水平分配基于pO₂直方图。加速粒子数再增为模板通过增加干细胞对称分裂的概率,而再氧化的过程利用随机pO₂每次治疗后细胞群分数增量。传播的10⁸肿瘤细胞需要30分钟。控制引起的额外的细胞生长加速的重新需要一剂0.5 - -1.0 Gy /分数增加,同意发表。平均再氧化阿宝₂增加3毫米汞柱/分数结果全部肿瘤复氧后收缩约1毫米。HYP-RT是一种计算有效的模型模拟肿瘤生长和放射治疗,将加速粒子数再增和再氧化。它可能被用来探索细胞杀死结果不同关键放射生物学和肿瘤放射治疗期间,具体参数,如缺氧的程度。

1。介绍

多个研究表明,缺氧在活组织细胞对电离辐射的敏感性降低。因此,有一个缺氧后肿瘤细胞的抗辐射性增加单个或multifraction放疗相比,好氧的细胞。大约70%的局部晚期头颈部鳞状细胞癌(HNSCC)已报告展示缺氧地区,平均氧含量有显著影响患者预后[1- - - - - -3]。报告HNSCC临床试验和实验工作通常表达缺氧在肿瘤细胞的百分比在阿宝₂值小于10 5或2.5毫米汞柱,这通常是非常高(> 50%)4,5]。相比之下,平均pO₂对于健康的上皮细胞大约是40毫米汞柱(5]。

肿瘤缺氧时氧的扩散nonvascularised肿瘤周围组织变得不足的质量。它已经表明,肿瘤可以长到直径1到2毫米,没有一个独立的血液供应(6,7),之后neovascularisation对于持续增长是必要的。然而,新血管可能混乱的本质和拥有缺点漏洞和分流术等。因此,一个不稳定的和氧气供应不足可能会导致肿瘤组织缺氧。然而,当分次放疗治疗肿瘤时,氧含量可能会再次开始增加肿瘤收缩过程中,一个叫再氧化的现象(火箭)。

HNSCC等上皮来源的恶性肿瘤,细胞重新创伤如此大剂量照射后,发生在细胞分裂的幸存的细胞群。这个重新发生速度增加,这种现象叫加速粒子数再增(AR)。基于“增大化现实”技术可以在放射治疗结果产生不利影响,尤其是总治疗时间相对较长(8]。多个HNSCC发表的临床试验报告得出结论,基于“增大化现实”技术的出现时间,或所谓的开球时间是2到5周(8- - - - - -12治疗开始后。

作为临床试验的补充,蒙特卡罗(MC)模型可以提供治疗反应预测(i)容易获得低成本,(2)可再生的,(3)有能力占细胞动力学的统计性质和放疗物理,和(iv)肿瘤具体取决于数据输入到模型中。MC方法和现代计算技术现在可以模拟单个肿瘤细胞的发展在肿瘤的生长和治疗临床大小接近。

第一个报道计算机模型采用MC方法被命名为CELLSIM Donaghey和同事发表在1980年代早期(13]。第一个模型包含基于手机随机方法以及氧气和养分扩散因素来自工作由Dutching在1980年代初,进入下面的十年(14- - - - - -17]。使用他们的方法,肿瘤直径1毫米可以模拟,然后接受放射治疗。最近的报告关于随机缺氧肿瘤模型在过去的二十年里来自工作小组领导人,如Kocher Titz,布洛,Stamatakos [18- - - - - -24),单个细胞的造型和hypoxia-related参数被应用。

的HYP-RT模型报道是基于生物增生的上皮组织的层次结构来模拟氧化的以及缺氧头颈部鳞状细胞癌的进化。细胞分裂是跟踪在增长和分次放疗。HYP-RT考虑肿瘤缺氧复氧过程和增加扩散引起的加速粒子数再增。应用干细胞对称分裂为基于“增大化现实”技术的唯一机制,也就是说,干细胞的分裂成两个女儿干细胞,基于这种机制的优势超过其他机制的报道,如细胞周期时间缩短(8,25]。非空间的方法在这个概率模型意味着肿瘤细胞被认为是随机放置在这是一个合理的方法考虑到缺氧肿瘤细胞已被证明在多个研究空间不规则的亚毫米级别,例如,在免疫组织化学研究[26]。与其他模型的文献相比,HYP-RT快速计算的好处,获得了很高的细胞数量,简单的氧化数据输入形式的订单₂直方图和仿真相结合的基于“增大化现实”技术的影响和火箭。

当前的建模工作的目的是延长前缺氧肿瘤生长算法(27)和模拟常规分次放疗。改善细胞数据存储和随机算法的选择方面也是一个目标,这样一个完整的模拟在不到一个小时就可以完成。也是重要的模型足够的细胞数量超过近似无血管的指数增长阶段(10⁶细胞(28]),达到细胞数量接近临床的水平,也就是说,10⁸-10年⁹细胞,实现统计稳定结果(≤5%)。

这份报告概述了放射治疗效果的方法算法,并讨论了模型的关键参数。重点是放在火箭和AR模块的算法和在模拟不同相关参数的影响。的模型验证肿瘤含氧的情况下通过与线性二次型(LQ)理论进行比较。当前的工作建立在前一个详细描述原始缺氧的肿瘤生长算法(27)和最近出版的常规放射治疗模型的结果(29日)使用默认参数定义在当前报告。在下面几节中,建模方法和算法设计详细,连同验证模型的基于“增大化现实”技术通过增加干细胞对称分裂的概率和间接增加剂量每一部分需要控制额外的细胞生长。

2。方法

2.1。肿瘤生长算法

致癌作用是通过细胞分裂开始的单一好氧的干细胞。肿瘤细胞增殖和随后的发展已经被不断模仿细胞分成一个或两个可行的子细胞,使用属性分配并保存到计算机内存中对象的向量称为数组cellarray当前数据存储方法不同于二维数组之前报道的方法。方法被修改,以便更高效的数据存储内存100%有效的肿瘤生长的时候完成和增强效率与随机抽样程序。

在模型中,每个元素cellarray代表一个细胞对象以及一个包含所有细胞属性指针值指示下一个实足的位置细胞分裂(链表方法)。MC方法实现允许细胞动力学的随机性质和放射治疗的效果模拟使用概率分布。细胞参数,如细胞周期时间(CCT)和细胞类型,造成母细胞分裂和分化过程,使用统一的分配基于随机数生成,正常,或指数概率分布和神塔随机数发生器(36]。

干细胞(年代)首先通过G0静止阶段一个指数持续时间的概率,然后进入细胞周期。这些细胞被认为是单独使用和无限增殖;然而他们可能区分在部门或输入的低氧化引起的静止状态。其他类型的细胞模型中包括运输放大细胞周期为有限数量的后代(T细胞)分化细胞(D1和D2细胞),以及完全分化的细胞(D3细胞)。干细胞可分为年代,T,或D1细胞,而交通可能分成D1或D2细胞。在正常上皮,D1细胞与基底中创建的层D2上面创建的基底层。每个细胞类型的百分比在模型中被验证为生物上皮组织合理的基于实验报告和其他建模研究[37- - - - - -39]。

的参数Spercent控制干细胞对称分裂的概率,是干细胞分裂成两个子茎细胞。这个参数被分配一个默认值为3.0%,这是基于实现干细胞总人口约1%27),分化细胞的人口大约85% (37,38),平均50天的肿瘤倍增时间(40]。注意,翻倍的肿瘤不同氧化水平下降在35 - 65天的范围。

由于比例较高(85%)的noncycling细胞需要保证合适的肿瘤生长速度,模拟肿瘤可能大致等同于中期分化良好型的HNSCC疾病。这与低分化肿瘤。然而,这种区别是难以量化。肿瘤的造型表现出特定的分化水平不是当前工作的目标,也不是分化细胞的数量之间的相互作用和肿瘤氧合状态。

的氧化好氧的肿瘤利用统一的阿宝₂分布,从5到100毫米汞柱。这些订单₂限制是由于5毫米汞柱通常被用于发表的临床试验报告作为一个低氧阈值和由于100毫米汞柱41)是最高的价值测量实验HNSCC埃普多夫的研究。模式生物相关的肿瘤细胞₂值头和肿瘤,正常数据从埃普多夫研究[5,41,42)实施使用对数正态分布函数和一个随机数算法写的j . Filliben (1982)。

肿瘤生长参数值设置使用生物数据的文献(如氧分布)。如果这是不可能的,模型被用来探索某些参数的相对影响生长和治疗过程中其他变量和参数(例如,放疗期间火箭增量大小)。主要与生长有关的参数和相关展示在表的引用1。

阿宝实现肿瘤缺氧₂概率分布值分配给子细胞。一个母细胞生产只有一个细胞的母细胞₂传递给子细胞。当产生两个子细胞,一个细胞是随机选择保留母细胞pO₂另收到一个新订单₂值的分布。

第一个缺氧阿宝₂分布模型被命名为中度缺氧。第二个订单₂分销代表肿瘤与更严重的缺氧也是模仿。严重缺氧阿宝₂生成分布达到一个相对高的细胞数量低₂范围(< 10毫米汞柱)相比,中度缺氧和测试模型对肿瘤生长速率的影响。分布与细胞的比例较高(> 3%)小于1毫米汞柱导致肿瘤缺氧,导致肿瘤收缩,而不是增长。这两个订单₂分布以及发表的数据在图所示1(一)。数字直方图对比模拟细胞百分比数据发表在不同的订单₂呈现在图1 (b)和表2。

细胞阿宝₂有条件现金转移支付影响(43,48),使用一个指数函数实现减缓细胞周期与减少pO₂。考虑到影响细胞静止由于非常低的氧化,阈值为1.0毫米汞柱。这些静止细胞死亡4天的半衰期值,除非随后reoxygenated。一些细胞已被证明实验继续骑自行车通过厌氧代谢,即使在非常低的氧化水平与阿宝只有一个细胞的比例₂小于1毫米汞柱的静。这个参数的比例是由试验和错误,并确保这种非常低的总人口的细胞氧化符合对数正态分布的₂分布在0到1毫米汞柱水平(3%)。

增长的分析算法进行分析的影响干细胞对称分裂概率(Spercent)在肿瘤生长速率(倍增时间,)和总增长时间。这是进行了好氧的肿瘤缺氧,细胞类型的人口被认可。所有当前的建模工作是FORTRAN95编程语言编程在微软Visual Studio框架(2003)。

2.2。放射治疗的算法

放射治疗算法开发了模拟分次治疗的影响,假设一个统一的剂量是交付给所有细胞。LQ理论是用来定义平均循环细胞存活率使用标准的幸存的分数(SF)基于α和β参数的方程。这是每个单元单独为每个剂量计算分数的时间表。例如,使用α和β的值0.3和0.03,分别为(α/β= 10 Gy),和一个标准的2 Gy每天治疗时间表,科幻的值是48.7%。然而,这种计算调整基于细胞pO的单个细胞₂。调整是基于氧增强比例(OER) (1),这是在程序中实现了正常化OER曲线的最大值在60毫米汞柱49]: 对于每一个部分,所有细胞cellarray是按时间顺序评估来确定他们将生存或死亡。图2代表之间的关系(一)OER和阿宝₂(毫米汞柱)和(b)概率的杀伤力和阿宝₂(毫米汞柱)中使用的模型。注意,实际剂量交付的影响不是如图2,只有pO的影响₂细胞死亡当一个特定的剂量每一部分应用(50,51]。

肿瘤治疗期间氧化模型逐渐上升,阿宝₂增量(3毫米汞柱)分布的细胞群设置时间间隔。复氧事件期间,细胞的百分比pO₂值增加了一个或多个订单₂增量,即由0、3、6、9、12毫米汞柱。事件将发生几小时后每个治疗分数(默认值4小时(44])。细胞的数量随机选择接受各种订单的增加₂基于二项理论(2): 在哪里氧气的增量的总数(等于人口数量的细胞在当前时间),订单的数量吗₂增量应用于细胞,的概率是一个细胞接收吗毫米汞柱增加订单₂。5个或5个以上的概率增量低于0.5%,被认为是微不足道的。

火箭算法的默认参数设置通过观察低氧诱导静止的细胞被带回的细胞周期和变化的速度产生的阿宝₂直方图的自行车的细胞群。氧气增量大小默认设置,以确保肿瘤缩小到10⁵和10⁶细胞(直径1毫米),最后一个订单₂柱状图类似于一个统一的好氧的分布与所有订单₂值≥5毫米汞柱。

分配给静止细胞由于缺氧(pO₂< 1毫米汞柱)有一个自己的阿宝的概率₂水平增加使用一个参数来控制细胞的百分比从静止组和重新检索到cellarray存储循环细胞。

加速的重新建模通过增加Spercent由一个乘法因子(变量基于“增大化现实”技术的促进因素)来模拟快速肿瘤再生。尽可能的范围出现的基于“增大化现实”技术的文献报道不同,范围是0到3周分析。这个时间范围涵盖直接的细胞反应的可能性以及最新的起始时间对总剂量效应结果模型中。

默认的基于“增大化现实”技术的促进因素基于研究extradose需要杀死细胞,存在由于AR。当模拟在好氧的肿瘤没有基于“增大化现实”技术的效果吗Gy(6周的治疗),需要控制肿瘤,因此,所有的基于“增大化现实”技术——和火箭相关模拟计算基于“增大化现实”技术的影响在iso-effect使用6周总治疗时间。治疗期间总细胞杀死当时比六周所需的标准时间和每一部分extradose为每个模拟计算。注意,extradose每一部分只适用于在AR的周发生。额外的剂量每一部分d使用标准的生物等效剂量计算理论(3):

在床上从模拟所需的总剂量杀死所有细胞的基于“增大化现实”技术后,α/β= 10 Gy的分数是基于“增大化现实”技术的应用(52]。默认的辐照时间治疗模块用于这项工作是传统2 Gy /天,每周5天剂量的时间表。图3概述了放疗的算法。模型中的关键参数利用模拟火箭和AR在放疗中概述表3。

3所示。结果

所有肿瘤生长仿真结果适用于10⁸虚拟的肿瘤细胞。结果总结的影响Spercent参数在生长速度和细胞类型比例,并验证细胞缺氧的造型不会改变人口结构,。治疗结果与验证默认的基于“增大化现实”技术的促进因素对于不同的基于“增大化现实”技术的出现时间和含氧的缺氧肿瘤。缺氧肿瘤结果也提出了模拟不同低氧诱导静止细胞死亡半衰期。注意,有可能为肿瘤细胞的增殖能力,避免辐射由于缺氧细胞杀死,成为reoxygenated治疗后,导致局部肿瘤复发。此外,缺氧会导致突变的肿瘤细胞群包括去分化可能会导致更多的侵略性的肿瘤生长60,61年]。因此,尽管只有干细胞的生存传统上被认为是导致治疗失败,分数要求杀死所有杆的数量,运输,和第一代分化细胞。

使用中度缺氧pO缺氧肿瘤放射治疗结果₂分布如图1(一)。严重缺氧与更多的肿瘤细胞在0到10毫米汞柱范围也模仿,但是结果从中度缺氧的结果没有显著差异。这个问题将在以后的工作中调查识别必要的阿宝的形状的变化₂曲线(峰值宽度和峰值高度)需要获得统计上缺氧肿瘤不同的结果。

3.1。肿瘤生长分析和算法效率

组成肿瘤细胞群和依赖的细胞类型百分比Spercent参数如图4。用于Spercent参数默认值(3%)导致的细胞类型分布匹配文献报告和实际统计稳定10后肿瘤生长速率⁴细胞(38,40,62年]。含氧的肿瘤生长特性和缺氧肿瘤显示在数字5(一个)和5 (b)。这些肿瘤生长时期(小直径0.5 - 1.0厘米肿瘤质量)同意报告的值头部和颈部癌症的(40]。注意hypoxia-related参数设置为保持肿瘤细胞类型的分布在增长。实验数据与细胞百分比如何改变肿瘤低氧状态时是很难获得;因此这种效应还没有被考虑。

的链表数据存储的方法允许灵活高效细胞数据存储,使10⁸细胞是一个标准的现成的电脑上传播。对好氧的肿瘤生长模拟现在平均计算时间少于15分钟。在肿瘤缺氧这可能是长到三十分钟。总肿瘤生长时间增加缺氧肿瘤由于extracell死亡,因此需要较长时间细胞传播到一个等价的肿瘤体积。治疗相关的参数,尤其是Spercent和基于“增大化现实”技术的促进因素,也改变了计算时间,因为它们影响干细胞指数增长和减少细胞(环状结构)。

3.2。α/β的依赖的细胞杀死比率

默认的α/β在模型中值是10 Gy。然而,一系列的结果α/β价值观有助于验证模型预测相同级别的细胞杀死作为含氧的肿瘤(图LQ理论6)。的比较,α值保持不变(0.3 Gy⁻¹),而β值是不同的(从0.1到0.015 Gy⁻²),生产α/β值的范围3 - 20 Gy。这种分析基底细胞消除以及消除只被认为是干细胞。干细胞与LQ模型仿真结果有很好的一致性,而结果涉及细胞杀死所有的基底细胞平均2到3分数更高。

3.3。含氧的肿瘤放射治疗

用于HYP-RT增加的因素是加速干细胞对称分裂概率模型的重新(基于“增大化现实”技术的推动因素)。确定最合理的基于“增大化现实”技术的促进因素,基于“增大化现实”技术的开始时间从3%到15%是多种多样的,从0到3周,分别和重要的额外的剂量每部分占extracell增长所需的计算(图7)。注意,每部分如图增加剂量7应用AR期间只有因此本周的基于“增大化现实”技术的出现并不是一个关键参数。

一个基于“增大化现实”技术的促进因素值为10的结果在一个额外的剂量在0.5和0.8之间Gy /分数,这是符合临床试验报告(8,63年,64年]。一个基于“增大化现实”技术的促进因素不到10增加剂量/分数0.3 Gy或更少,而一个基于“增大化现实”技术的促进因素超过10导致额外的剂量/分数高于1.0 Gy。一个基于“增大化现实”技术的促进因素10是直观地将影响肿瘤生物反应在一个合理的方式,已经有报道增加肿瘤增长率高达10倍(减少潜在的倍增时间()从大约10到20天到低至2天(8,65年),接近干细胞分裂的时间。

一个基于“增大化现实”技术的促进因素10减少后的肿瘤倍增时间的基于“增大化现实”技术的出现;例如,对于中度缺氧肿瘤的肿瘤倍增时间从65天减少到4.4天后肿瘤含氧的基于“增大化现实”技术的出现。同样,翻倍减少从37天到3.7天后AR(所有标准偏差错误< 1天)。对于中度缺氧与头颈部鳞状细胞癌肿瘤这些翻次好的协议,公布的数据(8]。

3.4。缺氧肿瘤放射治疗

Interfraction阿宝₂直方图reoxygenating肿瘤如图8。在模拟火箭事件发起第一剂量分数在这个例子中,通过分数与完整的火箭发生11。模型顺利移动直方图的峰值曲线右边,更高的平均pO₂水平,根据需要模拟肿瘤逐渐火箭,。

细胞表现出非常低的氧化(pO₂< 1毫米汞柱)水平进入一个低氧诱导静止状态。细胞的模仿半衰期在这种状态下不会影响显著的分数要求控制肿瘤;然而它改变的时间完整的火箭。图9显示缺氧的影响细胞一半生命细胞杀死,火箭不同定时从2到6天。

火箭的时机完成后每个分数应用常规治疗是影响分析所需的总剂量杀死所有细胞。应用之间没有显著差异被发现火箭4或23小时前(下一个每日分数)后分数。这个结果预计因为只有常规治疗模拟在这项研究中,与24小时之间的分数。然而,对于未来的模拟工作涉及交替安排(hyperfractionated时间表少于2 Gy /分数),这可能会改变,因为火箭可能发生期间或之后,同一天分数。

基于“增大化现实”技术的影响所需的剂量每一部分保持总治疗时间缺氧肿瘤也进行了研究。在这些计算,8周用于标准的治疗时间,因为这是肿瘤低氧模拟所需的治疗时间,没有基于“增大化现实”技术的考虑。每一部分的增加剂量(高于标准2.0 Gy)是使用一个0.5到0.9 Gy基于“增大化现实”技术的促进因素10(图10),密切匹配好氧的肿瘤的结果。所需的剂量每一部分在基于“增大化现实”技术来控制extracell增长是相对一致的为不同的基于“增大化现实”技术的出现时间(因为它是含氧的肿瘤研究),因为剂量增加只适用后基于“增大化现实”技术的出现。与火箭同时认为,每一部分的剂量略有降低但仍大约有一个额外的0.5 Gy /分数。

一个基于“增大化现实”技术的促进因素10为这个参数被认为是最有效的值不仅基于剂量每一部分研究还根据肿瘤减少翻倍的预测模型;例如,肿瘤细胞倍增时间减少到1到5天后出现的基于“增大化现实”技术的出现基于“增大化现实”技术的前35到65天,范围取决于氧化状态。

这些结果还表明,基于“增大化现实”技术的出现时间可能是≤2周,如果火箭发生在≤2周。然而,基于“增大化现实”技术的出现时间可能是> 2周,如果火箭也会发生延迟或不(每个分数基于剂量增加0.5到1.0 Gy)内。请注意,在所有文本和数据,误差代表标准差基于九模拟/参数集。统计软件包棱镜5 (v5.02,GraphPad软件Inc .)和微软Excel 2003被用于数据的分析。

4所示。讨论

发病的时候火箭可能不同模型中从0(治疗后立即启动)三个星期。直接的火箭是生理上可能因为需求减少氧气引起的第一次致命打击的死亡细胞(一些小时后第一个分数)。可变性火箭的出现是因为其他的考虑,比如血管的结构和支持组织的肿瘤和死细胞的动态间隙肿瘤质量。所有这些因素可能会改变患者,使火箭的起始时间的预测一个特定的肿瘤尤其具有挑战性。火箭事件的时间每次治疗后部分不影响最终的细胞杀死本研究模拟常规治疗的结果超出了统计误差的算法。并不会显著影响,因为所有的火箭事件编程发生之前下一个日常的一部分。

火箭是理想的模型不断在肿瘤收缩。造型增加细胞pO₂水平每小时的放疗方案计算详尽;因此作为妥协,火箭事件是模仿每次剂量分数。在理想的情况下,火箭也会基于人类造型和midtreatment肿瘤氧化试验或成像数据,例如,宠物,CT, MRI,或美国成像方法;然而这些数据并不容易获得每一个病人。在这种可能成为未来的更多的数据可以通过研究工作包括分层调查肿瘤患者在临床试验中氧化动力学。试验结果将是非常有用的放射生物模型的肿瘤治疗反应;然而他们可能永远无法预测个体对特定病人肿瘤氧化行为。在这个阶段,该模型可以提供定量信息的相对重要性在放疗期间缺氧和再氧化。结果凸显了需要追求研究的非侵入性技术和高效地收集个体肿瘤数据为输入氧化特定的模型。

建模基于“增大化现实”技术的出现时间早在0周是基于假设的微观反应肿瘤细胞损伤可能的辐射损伤事件发生后开始。这有点矛盾的报告基于临床试验数据的基于“增大化现实”技术的出现或开球时间的顺序2至5周(8,9,11,55,65年]。然而,这些报告是基于大量病人平均总治疗时间的影响和结果并不一定代表当AR在微观层面发起。像火箭一样,基于“增大化现实”技术的出现时间可能会因病人而异,;因此在这项研究中一系列发作的时候使用的是0到3周。

由于模型中所需的生物因素的复杂性,有必要做一些假设/限制。细胞周期时间的减少作为一个基于“增大化现实”技术的机制已被证明有一个重要的但对肿瘤反应的影响相对较小;然而这不是模仿。很可能这些机制是诱导和更重要的如果结合使用(8,25,65年,66年]。流产的卵巢干细胞(而不是区分)也可能导致辐照后的重新组织(67年]。然而,这些影响也不理解,有限的研究在文献中。

放射治疗效果的算法没有考虑辐射诱导细胞损伤的修复;然而细胞修复的造型将被认为是在未来的工作。肿瘤细胞的空间信息是不考虑;然而这并不是阻碍当前关心均匀剂量交付结果。未来空间剂量交付应用程序,如放射或剂量绘画、特定的缺氧缺氧子卷的造型是一个必要的添加到模型中。

HYP-RT最近的造型方法不同于其他随机缺氧和放疗造型方法,涉及单个细胞或细胞组(20.,24,68年),因为肿瘤所需氧化数据输入的形式是简单和容易₂直方图。pO₂柱状图也可以操纵在肿瘤生长(或处理)如果需要模型动态氧化的影响。

当前问题的模型和其他模型包括数据的要求通过这种方法为患者侵袭性;然而这是提高成像技术和相关的标记药物正在研究和试点。

可能的当前使用的模型包括地下室动力机制的研究和观察的(i)所需的相对差异总剂量AR和火箭出现在不同时期,(ii)肿瘤所需的总剂量的差异不同的氧化水平,和(3)的预测的影响治疗休息休息extradose要求补偿。

5。结论

由于肿瘤的复杂性和动态特性氧气和复氧放疗期间,MC方法仍是最全面、简单的方式将缺氧纳入肿瘤模型。的HYP-RT模型构建在以前的肿瘤生长建模工作,能够模拟辐射由10细胞杀死肿瘤⁸单个细胞。计算和时间效率改进了先前的模型版本相比,更好地利用内存空间和更高效的随机参数的选择和配置。肿瘤生长的模拟和放疗治疗可以执行大约30分钟或更少。的肿瘤缺氧模型是简单而具体,使个体肿瘤数据输入形式的预处理₂直方图。

复氧算法提供了一种方法,逐步改变最初在治疗肿瘤缺氧氧化直方图,模型为缺氧氧化增加肿瘤的过程。重新加速算法提供了一个增加细胞增殖率的方法,使用一个参数,增加了对称的干细胞分裂的概率,用10倍找到最合适的值基于研究涉及的增加剂量每一部分需要杀死extracell增长在常规放射治疗。

未来的目标包括高效造型10⁹虚拟肿瘤细胞提供一个更大的个体细胞模型和代码的转换到更现代的c++编程语言。模型已经被用来探索肿瘤缺氧的常规放射治疗时间表(29日),将在不久的将来有关报道替代辐射方案不同氧化程度的肿瘤。

确认

作者要感谢博士Loredana Marcu和达米安•菲利普斯博士理论放射生物学和代码开发援助在这工作。