Progress in Medical Physics (한국의학물리학회지:의학물리)
- Volume 11 Issue 2
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- Pages.157-165
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- 2000
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- 2508-4445(pISSN)
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- 2508-4453(eISSN)
A Theoretical Study for Estimation of Oxygen Effect in Radiation Therapy
방사선 조사시 산소가 세포에 미치는 영향의 이론적 분석
- Rena J. Lee (Department of Radiation Oncology, Ewha Womans′ University Mokdong Hospital) ;
- HyunSuk Suh (Department of Radiation Oncology, Ewha Womans′ University Mokdong Hospital)
- Published : 2000.09.01
Abstract
Purpose: For estimation of yields of l)NA damages induced by radiation and enhanced by oxygen, a mathematical model was used and tested. Materials and Methods: Reactions of the products of water radiolysis were modeled as an ordinary time dependant equations. These reactions include formation of radicals, DNA damage, damage repair, restitution, and damage fixation by oxygen and H-radical. Several rate constants were obtained from literature while others were calculated by fitting an experimental data. Sensitivity studies were performed changing the chemical rate constant at a constant oxygen number density and varying the oxygen concentration. The effects of oxygen concentration as well as the damage fixation mechanism by oxygen were investigated. Oxygen enhancement ratio(OER) was calculated to compare the simulated data with experimental data. Results: Sensitivity studies with oxygen showed that DNA survival was a function of both oxygen concentration and the magnitude of chemical rate constants. There were no change in survival fraction as a function of dose while the oxygen concentration change from 0 to 1.0 x 10
목적: 방사선조사에 의해 형성된 DNA 손상정도가 산소에 의해 변화되는 추세을 이론적 모델을 이용하여 평가 및 분석하였다. 방법 및 대상: Water radiolysis(물의 방사성분해)시 생성되는 유리기 들간의 반응, 손상된 DNA의 형성, 손상의 복구, 및 산소에 의한 손상의 고정들을 시간 미분 방정식을 이용하여 표현하였다. 문헌에 나와 있는 반응상수(rate constants)들은 그대로 사용되었고 알려지지 않은 상수들은 실험에서 얻어진 데이터에서 얻은 곡선을 대입하여 얻었다. 화학반응상수 변화와 산소농도변화에 따른 세포 생존도를 구하였다. 모델을 통해 얻어진 세포 생존도와 방사선량의 상관관계를 세포 생존곡선으로 표시하였다. 산소에 의한 손상의 fixation(고착화)과정과 산소농도가 세포생존에 미치는 영향을 분석하여 보았다. 산소가 세포생존에 미치는 정도를 정량화 하기 위하여 산소증가효과비(Oxygen Ehhancement Ratio, OER)를 계산하여 실험치와 이론치를 비교하였다. 결과: 산소에 대한 민감성 연구에서 DNA생존도는 산소의 농도와 화학반응속도상수에 영향을 받았다. 산소의 농도가 0에서 1.0