Krooninen sairaus

tiivistelmä

ennustaminen avaruuden säteilyn aiheuttaman syöpäriskin kuljettaa suuria epävarmuuksia kanssa kaksi suurinta epävarmuustekijöitä on säteilyn laatu ja annosnopeuden vaikutuksia. Vuonna riskimallit suhde laatutekijä (QF) annokseen ja annoksen alennuksesta tehokkuus tekijä (DDREF) parametri käytetään mittakaavassa elin annoksia kosmisten säteiden protoni ja suuri maksu energian (HZE) hiukkasten vaara korko γ-säteet peräisin ihmisen epidemiologia tietoja. Aikaisemmissa työtä, hiukkanen Ratarakenteen käsitteitä käytettiin muotoilla tilaa säteilyä QF toiminto, joka riippuu partikkelivaraus numero Z, ja kineettisen energian kohti atomimassayksikkö, E. QF epävarmuutta jossa edustaa subjektiivinen todennäköisyysjakauman toiminnot (PDF) varten kolme QF parametrit, jotka on kuvattu sen maksimiarvo ja muoto parametrit Z ja E riippuvuudet. Täällä minä raportoida analyysin enintään QF parametri ja sen epävarmuus hiirellä syöpäkasvainten tiedot. Koska kokeelliset tiedot riskien pienillä annoksilla γ-säteet ovat erittäin epävarmoja, joka vaikuttaa arvioihin maksimiarvot suhteellinen biologinen tehokkuus (RBE

max), kehitin vaihtoehtoinen QF malli, merkitään QF

γAcute jossa QFS määritellään suhteessa enemmän akuutteja γ-ray annoksia (0,5-3 Gy). Vaihtoehtoinen malli vähentää riippuvuutta riskin ennusteet DDREF, kuitenkin DDREF tarvitaan yhä riskien arvioita korkean energian protoneja ja muita ensisijaisen tai toissijaisen harvaan ionisoivaa tilaa säteilykomponenttia. Risk ulokkeet (ylempi luottamustasoja (CL)) varten avaruuslentoja osoittaa vähennystä noin 40% (CL~50%) käyttäen QF

γAcute malli vertasi QFS perustuu RBE

max ja noin 25% (CL ~35%) verrattuna aikaisempiin arvioihin. Lisäksi olen keskustella siitä, miten mahdollinen laadullinen ero mikä lisää kasvaimen kuolleisuutta varten HZE hiukkasten verrattuna alhainen LET säteilylle ja tausta kasvaimia edelleen suuri epävarmuus riskiarvioita.

Citation: Cucinotta FA (2015) Uusi lähestymistapa vähentää epävarmuudet Space Radiation syöpäriski Ennusteet. PLoS ONE 10 (3): e0120717. doi: 10,1371 /journal.pone.0120717

Academic Editor: Paul Jaak Janssen, Belgian ydintutkimuskeskuksen SCK • CEN, BELGIA

vastaanotettu 6 marraskuuta, 2014; Hyväksytty 26. tammikuuta 2015 Julkaistu: 19 maaliskuu 2015

Copyright: © 2015 Francis A. Cucinotta. Tämä on avoin pääsy artikkeli jaettu ehdoilla Creative Commons Nimeä lisenssi, joka sallii rajoittamattoman käytön, jakelun ja lisääntymiselle millä tahansa välineellä edellyttäen, että alkuperäinen kirjoittaja ja lähde hyvitetään

Data Saatavuus: kaikki asiaankuuluvat tiedot ovat paperi.

Rahoittajat: The University of Nevada, Las Vegas ja Department of Energy osittain rahastoiva tässä tutkimuksessa. Rahoittajat ollut mitään roolia tutkimuksen suunnittelu, tiedonkeruu ja analyysi, päätös julkaista tai valmistamista käsikirjoituksen.

Kilpailevat edut: Kirjoittajat ovat ilmoittaneet, etteivät ole kilpailevia intressejä ole.

Johdanto

Fatal syöpäriski on huoli astronautit pitkän aikavälin avaruustutkimusta tehtäviä johtuu vastuita galaktisen kosmiset säteet (GCR) ja toisen säteilyä koostuu pääasiassa korkean energian protoneja, runsaasti energiaa ja maksu ( HZE) ytimet ja neutronit, ja mahdolliset aurinko- hiukkasten tapahtumia (SPE) -comprised pääosin matala- ja keski- energian protoneja. NASA on seurannut suositusten kansallisen neuvoston Radiation Protection ja mittausten (NCRP) asettamiseksi säteilyannosrajoja [1, 2]. Epävarmuudet arvioitaessa avaruudessa säteilyn riskit on tunnustettu useilla selostukset NCRP [1-4] ja National Research Council (NRC) [5-7]. Epävarmuus johtuu suurelta osin tiedon puute on radiobiologia on HZE hiukkasista, jotka tuottavat sekä määrällisiä että laadullisia eroja biologisia vaikutuksia verrattuna y-säteitä tai röntgen-, ja joista ei ole ihmisen tiedot ovat käytettävissä. Tämä epävarmuus johti NCRP suositella, että käytetyt menetelmät avaruuslentoja matalan Maan kiertoradalla (LEO) eivät ole riittävän tarkasti pitkäaikainen altistus ( 30 d) GCR [2]. Edessä esteet suurten radiobiological epävarmuustekijöitä, kun tarvitsee tukea nykyisiä tehtäviä ja tulevien operaation suunnitteluun, NASA kehitetty lähestymistapa arvioida 95% luottamusvälit syöpäriski arvioiden menetelmillä kehittämiä NCRP alhaisen LET säteilylle [8], että laajennettiin tilaan säteilyaltistukset [9-11]. Tämä lähestymistapa muodosti perustan nykyisen NASA säteilyannosrajoja [12] ja tukivat NRC katsaus [6, 7].

Kaksi suurinta epävarmuutta avaruuden säteilyn riskin arviot ovat säteilyn laatutekijä ( QF) funktio ja annosta alennuksesta tehokkuus tekijä (DDREF). Tuoreessa raportissa hiukkasen Ratarakenteen kuvaukset mikroskooppisen energiakertymiä käytettiin kehittämään uutta tilaa säteily QF [10], mikä johti parannuksiin [6] edellisestä energiansiirtokyvyn (LET) riippuvainen QFS [2]. Muita pienempiä epävarmuustekijöitä ovat ne, jotka liittyvät avaruuteen säteilyä ympäristöissä ja urut annosarviosta, epidemiologia tietojen ja ekstrapolointiin datan malliin väestölle. Lisäksi on olemassa liittyvät epävarmuustekijät tehdyistä oletuksista malli. Kaksi kriittisin näistä näyttää olevan käytön lineaarisen annosvaste malli, joka kiistää havaintoja epäsuorien vaikutusten (NTE) pieninä annoksina korkean LET säteilylle [13-15], ja olettamukseen, että korkeat LET säteilyn aiheuttamien kasvaimet ovat samanlaisia ​​kuolleisuutta alhaiset LET aiheuttama tai tausta kasvaimia [16]. Muita edellytyksiä ovat ei-syöpä riskejä, jotka voivat lisätä riskiä altistua aiheuttamaa kuolemaa (REID) arviot, mukaan lukien myöhään vaikutukset liittyvät verenkierron ja keskushermoston sairaudet [3,11,17], ja kehittää lähestymistapoja yksittäisten perustuu riskinarviointiin [ ,,,0],18].

Arviot suurin suhteellinen biologinen tehokkuus (RBE

max) määritellään suhde alkuperäisen lineaarisen rinteitä määritettiin pienellä annoksella ja annosta korko hiukkasten y-säteitä käytetään säteilyn suoja antaa arvot QFS. QF moninkertaistaa elinspesifisiin absorboitunut annos määritellään elimen annosekvivalentin hiukkasten suhteessa viittaus säteilyä, joka on

60Co γ-säteitä. Arvot RBE

max ovat erittäin riippuvaisia ​​viite säteilyä käytetään ja niiden vastaukset alhaisella annoksella ja annos-hinnat. Suuri arvot RBE

max monissa kokeissa voidaan selittää-osan tehottomuuden pieninä annoksina tai pienien pitoisuuksien määriä γ-säteitä. Lisäksi ei kaikki kokeet ovat käyttäneet joko pienien pitoisuuksien hinnat ( 0,1 Gy /h) tai pienillä annoksilla ( 0,25 Gy) ja γ-säteet siten esteenä RBE

max arvioita. Lineaarinen-neliöllinen annosvaste malli voidaan sovittaa akuuttiin γ-ray kokeellista tietoa syöpäkasvainten jos riittävän erilaisia ​​annoksia katsottiin, mahdollistaa arvion RBE

max olettamalla lineaarinen komponentti edustaa matalan annosnopeuden vastaus. Kuitenkin tämä tuo ylimääräinen epävarmuutta johtuen mahdolliset erot lineaarinen rinteissä peräisin akuutista verrattuna matalan annosnopeuden kokeita.

Korkea LET säteilylle yleensä näkyy pieni tai ei annosnopeuden riippuvuus vastakohtana alhaisen LET säteilylle jossa pieni annos-korko voi merkittävästi vähentää vaikutuksia. Harkitsee riskit fissio neutroni vastuista, Edwards [19] keskusteltiin suoran käytön RBE alkaen suuremmilla annoksilla ja annos-hinnat jolloin vältetään käyttöä pieniannoksisen nopeuden datan γ-säteet ja siihen liittyvät epävarmuudet. Space säteily on monimutkainen sekoitus korkean ja matalan LET säteilylle ja kuvaus annosnopeuden muokkaajia ei voida täysin välttää. Tässä artikkelissa I kehittää uusi malli QF: n, joka tehokkaasti interpoloi QF välinen korkea LET tapausta, jossa puute annoksesta nopeuden vaikutus voidaan kohtuudella olettaa alhaisen LET tapausta, jossa DDREF olisi sovellettava. Minun lähestymistapa perustuu toiminnallisen muodon NASA QF joka perustuu parametrinen Ratarakenteen malli [6, 20], joka käytännössä jakaa hiukkanen radalla korkean ja matalan ionisaatiota tiheyden alueilla.

high LET säteilylle annos-vaste kasvainten induktio odotetaan olevan lineaarinen annosalueella noin 0,1-0,4 Gy juurikaan riippuvaisia ​​annosnopeuden, varsinkin alemmilla annoksilla [21-30], mutta havaittu kasvain annosvasteet usein osoittavat alaspäin kaarevuus kuin annosta nostetaan. Lisäksi on mahdollisuus supra-lineaarinen vasteita olennaisimmat annokset ( 0,1 Gy) johtuen epäsuorien vaikutusten [13]. Jotta tässä selvityksessä aion olettaa lineaarinen annosvaste mallin suurella LET on suunnilleen oikea RBE arvioiden ja sivuuttaa mahdollisuutta epälineaarinen vaste pienillä annoksilla.

Toinen uusi näkökohta nykyinen työ on käyttää suurimman uskottavuuden menetelmää arvioida epävarmuus on keskeinen parametri NASA QF mallia, merkitään suhde Σ

0 /

α

γ

, joka liittyy suurimpaan QF-arvo, joka tapahtuu minkä tahansa mono-energinen hiukkasten atomi numero, Z ja kineettistä energiaa per nukleoni, E. Tämä tarkistettu lähestymistapa vältetään edellisen subjektiivinen arvio [10], joka perustuu-osittain tutkittavien ominaisuuksien soluviljelymalleissa, jotka todennäköisesti puutteellisia edustavat syöpäriskiä. Leukemia riskit havaittiin olevan paljon pienempi kuin kiinteiden syöpien korkean LET säteilylle edellisissä raporteissa [6, 10]. Edellisessä lähestymistapa [10] leukemiaan riskiestimaattien seurataan tässä. Lisäksi kehitys on käyttää todennäköisyysjakauman toimintoja (PDF: t) varten epävarmuus DDREF parametri perustuu Bayesin etenevää BEIR VII raportti PDF-lääkettä Japanin elinikä Study (LSS) yhdistettynä DDREF arvot samasta hiiren kasvain induktio tutkimuksissa käytetty QF arvioihin. Tätä lähestymistapaa on pidetty ylivoimainen verrattuna käytön verraton tietojen sarjaa, koska mahdollinen korrelaatio RBE ja DDREF arvioita. Tämä uusi arvio käytetään sitten päivittää NSCR 2012 malli, joka merkitään NSCR-2014, ja vertailuja erilaisista lähestymistavoista tehty pitkän aikavälin avaruushankkeita lähellä aurinko minimiin. QF perustuva malli akuuttiin γ-ray annosvasteet kiinteiden syöpäkasvainten merkitään, QF

γAcute on osoitettu vähentävän ylempään luottamusvälin avaruusluotain riskin ennusteita noin 50% verrattuna QF: n perustuvan RBE

max.

Methods

syöpäriski Projektio Model

hetkellinen syövän ilmaantuvuus tai kuolleisuus, λ

I ja λ

M, vastaavasti, mallinnetaan toiminnot kudos keskimäärin absorboitunut annos

D

T

tai annosnopeuden

D

Tr

, sukupuoli, ikä altistuminen

E

, ja vuotta täyttänyt

tai latenssi

L

, joka on aika altistumisen jälkeen

L = aa

E

. Λ

I (tai λ

M) on summa yli hinnat kunkin kudoksen, joka vaikuttaa syövän riskiä, ​​λ

IT (tai λ

MT). Nämä riippuvuudet vaihtelevat jokaisen syövän tyypin, joka voi lisätä altistumista säteilylle. Yhteenlaskettu altistumisriskiä aiheuttaman syövän (Reić) lasketaan taittamalla hetkellinen säteily syövän esiintyvyys luokan kanssa todennäköisyys elossa ajoin

t

, joka annetaan selviytymisen toiminto

S

0

(t) B taustan väestön kertaa todennäköisyys säteilyn syövän kuoleman edellisellä kerralla, yhteen yhden tai useamman avaruudessa missio vastuut, ja sitten integroida jäljellä olevan eliniän [16, 29] 🙁 1), jossa z on nuken integrointimuuttuja. Yhtälössä (1), N

m on virkamatkojen (vastuut), ja kullekin altistumista, j, on vähintään latenssi 5-vuotta kiinteiden syöpien, ja 2-vuotta leukemia oletettu. Kudosspesifisiä Reić arviot ovat samanlaisia ​​kuin yhtälön (1) avulla yhden termin λ

I kohteisiin. Yhtälö REID arvion on samanlainen kuin yhtälö (1), jossa esiintyvyys korvataan kuolleisuutta (määritelty jäljempänä).

oikaistu matalan annoksen ja annoksesta hinnat ottamalla käyttöön annoksesta ja annosnopeudesta tehokkuus tekijä (DDREF) ja säteilyn laatu läpi avaruuden säteily QF, kudosspesifisesta syövän esiintyvyys varten elimen absorboitunut annos,

D

T

, kirjoitetaan painotettuna keskiarvo kertovien että lisäaine siirtomalleja, merkitään seoksena malli: (2) missä

v

T

on kudosspesifisesta siirto mallin paino,

λ

0Tietotekniikan

on kudosspesifisesta syövän esiintyvyys on perusjoukon, ja jossa

ERR

T

ja

EAR

T

ovat kudosspesifistä ylimääräisen suhteellisen riskin ja ylimäärä lisäainetta riski per Sievert vastaavasti, jotka kuvataan muissa raporteissa [29-31].

kudos määrätyt taksat syövän kuolleisuus

λ

MT

mallinnetaan jälkeen BEIR VII raportissa [30], jolloin esiintyvyys yhtälön (2) skaalataan ikä, sukupuoli, ja kudosspesifisiä suhde hinnat kuolleisuuden esiintymiselle populaatiossa tutkittavana: (3) B

Yhdysvaltain syöpien vuodesta 2011 edustama DEVCAN ohjelmiston (versio 6.7.2) saatavilla Center of Disease Control (CDC) käytetään tässä raportissa [32]. DEVCAN tarjoaa ikä, sukupuoli ja kudosspesifisiä ilmaantuvuutta ja kuolleisuutta dataa iät 95+, mikä parantaa sen ekstrapolointi syöpien vanhempiin ikäisille ( 85 y) käytetään NSCR 2012 mallia [10]. Syöpä hinnat eri rodut ovat saatavilla pidetään aiemmassa raportissa [10]. Tässä käytimme Yhdysvaltain keskimääräinen alk DEVCAN [32].

Space säteily Organ annosekvivalentin

katson QF toiminto jaettuna DDREF olevan sovitetut kaksi nimitystä: (4 ) B

yhtälössä (4) Q

korkea ja Q

alhainen karkeasti edustavat osuudet hiukkanen radalla toimivan korkean tiheyden (raita core) tai alhaisen tiheyden tiloissa (track penumbra), vastaavasti radioherkkyyttä seuraavassa kuvatut määritellään nämä suhteelliset osuudet. Toissijainen elektronit tuotetaan ionizations merkitään δ-säteitä edistää molempien alueiden hiukkasen radalla. Kuitenkin energiakertymiä bimolecular tavoitteensa yhden δ-säteet korkeamman energian ( 10 keV) ovat tyypillisiä alhaisen tiheyden osan kappaleen, kun taas useita δ-säteet vähemmän energiaa yhdessä hiukkasen itse vuorovaikutuksessa biomolekyylitason tavoitteet suuren tiheyden alueelle radan lähellä hiukkasten polku ( 100 nm). δ-säteet penumbra voi ulottua sivusuunnassa monille mikronia peräisin HZE hiukkasia polku. Nämä toiminnot ovat (5) ja (6), jossa suhde Σ

0 /

α

γ

käytetään yksi parametri, ja funktio peräisin parametrinen malli Katz [20] annetaan,

(7)

toinen tuote yhtälössä (7) edustaa ns thin-down korjaus alhaisen energian hiukkasten (E 1 MeV /u) [10 ]. Tila säteily QF riippuu kahdesta fysikaaliset parametrit: partikkelivaraus numero, Z ja kineettisen energian kohti atomimassayksikkö, E. kuitenkin keskeinen parametri, joka kuvaa tiheys hiukkasen rata on Z *

2 /β

2, jossa Z * on tehokas maksun määrä [33] hiukkasen ja β on hiukkasen nopeus skaalattuna valon nopeus, käytetään yksinkertaistamaan kuvausta [10].

NSCR-2012 malli erillisiä laatutekijöitä arvioimiseksi kiinteiden syövän ja leukemian riski käytetään [10]. DDREF ei käytetä yhtälössä (2) leukemian riski arvioita ja sen sijaan lineaarinen komponentti lineaarisen-neliöllinen annosvaste malli sovi ihmisen γ-ray epidemiologian tietoja käytetään. Parametrit mallin (Σ

0 /

α

γ

, E

TD,

m

, ja

Κ

) on lueteltu taulukossa 1 arvioidaan perustuen subjektiivisiin arvioihin tulosten radiobiologia kokeiluja [10].

*

vaihtoehtona QF käyttöön tässä tehdä arviointi QFS perustuu RBE: n määritettiin pienellä annoksella ja annosnopeuden hiukkanen data suhteessa akuuttia γ-ray kokeista annokset noin 0,5-3 Gy merkitään RBE

γAcute joka ehdotti Edwards [19]. Tämä lähestymistapa vähentää tarvetta harkita matalan annosnopeuden γ-ray kokeita RBE arvioiden kuitenkin alhaisen LET partikkeleiden A DDREF pysyvyyden, koska niiden odotetaan pienentää tehokkuus pienellä annoksella-hinnat verrattuna akuutin γ-ray vastuut suuremmilla annoksilla . Vaihtoehtona QF kirjoitetaan sitten: (8) Jos käyttää parametrin arvio Σ

0 /

α

γ

perustuu arvioihin RBE

γAcute kuvatulla edellä sijaan RBE

max. Keskeinen oletus uuden mallin yhtälön (8), että alhainen ionisaatio tiheys osa hiukkasen rata vaikuttavat annosnopeuden vaikutuksia edustaa ensimmäinen termi oikealla puolella yhtälön (8), kun taas korkea ionisaatio tiheys osa hiukkasista kappaleella ei ole riippuvuutta annosnopeuden kuten kuvataan toinen termi oikean käden puolella yhtälön (8). QF-toiminto muotoparametrien,

m

ja

Κ

tehdään mahdollisimman sama kuin NSCR 2012 mallia [10].

Ennakkoarvio PDF Σ

0 /

α

γ

ja DDREF parametrit

Olen muodostanut kertymäfunktio (CDF) arvoilla RBE

max ja RBE

γAcute perustuvat saatavilla kokeellista tietoa hiirillä [10, 13, 21-25, 27, 28, 36, 37]. CDF sitten sovittaa käyttäen ei-lineaarista regressiota moduulien

Sigmaplot 12

.

1

on 3-parametri logistiikkatoimintoon.

DDREF arvion Päivitin edellinen PDF arvioiden [10] käyttämällä Bayes teoria. Täällä yhdisti priorijakauma perustuu BEIR-VII raportin arvioita Japani LSS tietojen [30], jossa log-normaalijakauma edustamaan Hyväksytty hiiren kasvain induktio käytetyt tiedot RBE arvioi muodostamiseksi posteriorijakauma.

taulukossa 2 luetellaan kokeellista tietoa kiinteitä kasvaimia hiirillä [21-28, 34, 35], että pidetään muodostamiseksi uskottavuusfunktio. Mainittu on kasvain ja Hiirikanta tarkka arvioiminen RBE

max, DDREF, ja RBE

γAcute fissioon neutroneja ja HZE hiukkasia, joiden odotetaan olevan lähellä maksimia biologinen tehokkuus funktiona Z ja E. kokeilut HZE hiukkasia, joissa useampi kuin yksi partikkeli käytettiin samaa kasvaimen tyyppi, vain keskiarvot näiden tietojen käytetään välttämään ylimääräistä informaatiota. Kysymys siitä, tällaiset tulokset ovat heijastavat korkeimman todellinen hiukkas- tyyppiä kiinteiden syövän käsitellään seuraavaksi.

Suurin Tehokas Particle

Julkaistu kiinteiden kasvainten tutkimuksissa fissio neutronien tai HZE hiukkasia erityisiä arvoja Z ja E eivät välttämättä vastaa biologisesti tehokas hiukkasen tyyppi, joka voi esiintyä. Esimerkiksi hypoteettinen tutkimuksessa yhtenäinen säteilytys mono-energinen protoneja matalan energian (~ 0,5 MeV) ennustetaan olevan tehokkaampi kuin

252Cf fissio neutronilähdettä jossa laaja kirjo protoni energioiden pieniä Muilta rekyyli hiukkasista tapahtuu. Samalla tavalla, kuin energian korkea Fe-hiukkasia hiukkasen pienempi Z ja E voi olla suurempi biologinen tehokkuus [10]. Käyttämällä QF muotoparametrien,

Κ

ja

m

, ja julkaistut tiedot spektri [36, 37] ja säteily liikenteen koodit [38], jotka ennustavat varattu hiukkanen-spektri hiiriä fissio neutroneja , varautunut hiukkanen spektri voidaan taittaa kanssa QF edellä kuvatut tehtävät löytää annoksesta keskimäärin RBE arvoja. Analyysi etenee taittamalla yhtälön (4) tai vaihtoehtoisesti Yhtälö (8) energian kanssa spektrit varattujen hiukkasten tuottaman fissio neutroneja löytää annoksen keskimääräinen RBE-arvot, jotka verrattuna kokeelliset tiedot. Tätä lähestymistapaa käyttäen arvot Σ

0 /

α

γ

joka sopi hyvin RBE tiedot sekä fissio neutroneja ja Fe hiukkasten havaittiin alla kuvatulla tavalla. Epävarmuus tähän arvioon, joka sisältää arvioimalla hiukkanen energiaa spektrin fissio neutroneja vastuita, päällekkäinen suurelta osin kanssa epävarmuus muiden QF parametriestimaatit ja siksi uusi epävarmuus parametri ei ole otettu käyttöön.

Sovellukset Space Mission arvioinnit

soveltamiseksi mallin avaruuspeili ennusteita energiaa spektrit kullekin partikkelityypin,

j

LET,

L

j

(E) B kudos-,

T

edistää syövän riski merkitään

φ

JT

( E) B arvioidaan säteilyltä liikenteen koodit [10, 11, 16]. Hiukkasen energiaa spektrit on taitettu QF ja DDREF edellä kuvattujen tekijöiden arvioida kudosspesifinen tai kokonaan REID arvot [10, 11, 16].

herkkyys Tutkimus Lisääntynyt HZE Particle Kasvaimen letaalisuus

tutkimukset kasvaimia hiiren [25, 28, 39-41] erittäin ionisoiva säteily, viittaavat siihen, että kiinteät kasvaimet tuottamat HZE hiukkaset ovat laadullisesti eroaa tausta kasvaimia tai kasvaimia aiheuttama alhainen LET havaintoihin korkeampi kasvaimen, ja lisääntynyt alttius etäpesäkkeitä. Yläraja mahdollisuuden suurempaan kasvaimen kuolleisuutta olisi käyttää Reić arvioita REID arvioihin avaruuslentoja. Kuitenkin tämä arvio olisi liian suuri, koska läsnä on alhaisen LET esimerkiksi protonien, jotka muodostavat merkittävän osa avaruuden säteilyn elimen annoksia. Jotta realistisempi arvio vaikutuksista lisääntynyt kuolleisuutta syöpä kuolleisuus muutetaan [16] (9), jossa toinen termi yhtälön (9) kasvatetaan kasvain kuolleisuutta murto, F

tappava. Toinen termi yhtälössä (9) on vähentynyt olevan riippumaton hiukkasen tyyppi,

j

käyttäen muuttuja X

p = Z *

2 /β

2 kuvatulla aiemmin [10]. Ensimmäinen termi yhtälössä (9) hallitsee alhaisen LET säteilylle ja ei muutu alle näkökohtia lisääntynyt kasvaimen kuolleisuutta erittäin ionisoivaa säteilyä. Jotta herkkyys tutkimus F

tappava, pidin PDF edustamaan epävarmuus lisääntyi kuolleisuutta varten HZE hiukkasten ja toissijainen varattuja hiukkasia neutroneja. PDF mallinnetaan normaalijakaumaa harkitsee mediaaniarvon 1,5 ja 25% varianssi, ja verrataan tuloksia ilman mitään kasvaimen kuolleisuutta tiheään ionisoivan säteilyn [16].

Tulokset

3 parametri logistiikkatoimintoon antoi hyvän istuvuuden CDF kokeellisen RBE tiedot HZE hiukkasten ja fissio neutroneja (taulukko 3, Fig. 1). Taulukossa 3 esitetään arvio parametrin Σ

0 /

α

γ

eri mallien käyttöiälle, ja keskiarvot RBE: n saatua. Suuret erot havaittu eri mallien mukaan ymmärtäminen vaikutus selvää korrelaatiota jolloin korkeat DDREF arvot liittyvät usein kasvaimia, jolla on korkein RBE

max arvot on kriittinen tekijä parantaa tilan säteilyn riskinarviointi.

Kuva. 2 esitetään tulokset Bayes analyysi epävarmuutta DDREF parametrin. BEIR VII arvio [20], että Japani LSS tutkimus DDREF = 1,3 95%: n luottamusväli (CI) ja [0,8, 1,9] käytettiin ennen jakelua, jota päivitetään käyttämällä Bayesin lausetta kanssa uskottavuusfunktio varten RBE: n edustaa log-normaalijakauma. Tuloksena posteriorijakauma on keskiarvo 1,88 95%: n luottamusväli [1,18, 3,0]. Sillä keskeinen arvot REID estimaatteja avaruuslentoja jäljempänä jatkamme käyttää arvoa DDREF = 1.5 suosittelema BEIR VII raportin ja katsaus NSCR 2012 mallin NRC [6], mutta posteriorijakauma käytetään edustamaan PDF varten DDREF epävarmuuden kuvatun analyysin tässä.

priorijakauma perustuu BEIR VII raportin analyysi japanilaisten perhe kiinteä syöpä data [30], uskottavuusfunktio käyttää log-normaali toiminto edustaa DDREFs hiiren kiinteiden kasvainten tiedot taulukossa 2, ja posteriorijakauma ennustuksen käyttämällä Bayesin lausetta.

Fig. 3 esittää arvot QF ja QF

γAcute (ylempi paneeli) tai suhteet QF /DDREF ja QF

γAcute /DDREF (alempi kuva) vs. E H, hän, C, Si, ja Fe hiukkasia. Nämä tulokset käyttämällä arvoa DDREF = 1,5 [30] viittaavat siihen huomattavasti pienempi REID arvio tapahtuu käyttämällä tarkistetun QF lähestymistapa yhdistettynä arvion Σ

0 /

α

γ

suoraan RBE ja DDREF arvioi hiiren kiinteiden kasvainten induktio tutkimuksia. Näiden kahden menetelmän tulee enemmän samanlaisia, jos DDREF arvoa suurennetaan. Lähestymistapa, pitää täsmäsi RBE ja DDREF panoksina REID arvioita vältetään joitakin vaikutuksia arvioi, että sivuuttaa niiden mahdollinen korrelaatio, mutta johtaa käytössä kaksi parametrien johdettu kokeista verrattuna RBE

max lähestymistapa, jossa DDREF on arvioitu suurelta osin ihmisen tiedot [30].

DDREF suositellun arvon 1,5 [30] on sovellettu.

Olen ensi käytetty tarkistettuja menetelmiä tehdä ennusteet yhden vuoden operaatioiden syvässä tilaa GCR hiukkaset edustavat viimeisintä aurinko vähintään 2009, mikä on huomattava olevan hieman voimakkaampi (vähemmän auringon modulaatio) verrattuna muihin äskettäin auringon syklit [10,11]. Taulukossa 4 esitetään ennusteita eri malleja 45-vuotiaan miehen ja naisen koskaan tupakoineet olettaen vahvasti suojattua avaruusaluksen (20 g /cm

2 alumiini). Suuri vähentäminen REID arvioiden ja ylempi 90% tai 95% CI: n esiintyy noin 40% käyttämällä QF

γAcute lähestymistapa yhtälön (8) käyttöön verrattuna yhtälön (4). Tulokset käyttäen QF

γAcute ovat noin 25% pienempi verrattuna edelliseen NSCR 2012 malli päivitetään DevCan ohjelmiston CDC Yhdysvaltain väestöstä hinnat, joka on parannettu esitys hinnat vanhemmalla iällä [32]. Korjaukset nämä hinnat koskaan tupakoineet toteutettiin samalla tavalla kuin tuoreessa raportissa [10]. Olen myös löytänyt lopullisessa vertailussa taulukossa 4, joka käyttää aiempaa käytäntöä [16] harkitsemaan herkkyys lisääntynyt kasvaimen kuolleisuutta varten HZE hiukkaset ja neutroneja johtuen laadullinen ero ei kuvata RBEs kasvaimen esiintymistiheys, kumoaisi hyvä osa vähennyksen löytyi käyttäen tarkistettua QF malli.

keskustelu

Koska ihmistä koskevat tiedot puuttuvat syöpäriskiin altistuminen korkealle LET säteilylle, eläinkokeissa edelleen tärkein tietolähde riskiarvioita. Kokeellisissa malleissa, jotka edustavat ihmisen syöpäriski tulisi käyttää arvioimaan merkityksellisin RBE riskinarviointiin. Merkitystä kokeellisissa malleissa ihmisille riskejä olisi perustuttava muutamiin kriteerien [42,43] lukien: Models tulisi edustaa kiinnostavia kudoksia ihmisen riski, solu alkuperän syöpäriski ihmisillä, ja mahdollisia mekanismeja syövän riskiä olisi käsiteltävä. Myös isäntä tekijät, jotka muuttavat ilmentymistä syöpää on voitaisiin parantaa luottamusta käytössä kokeellista tietoa säteilyriskimallien ennusteita.

Viimeaikaiset tutkimukset pyrkivät kehittämään asianmukaisia ​​hiiri malleja ihmisen riskin käyttäen geenitekniikalla hiiret ja muut tekniikat [40,41,44], mutta niitä ei ole käytetty arvioimaan RBE arvot tällä hetkellä. Tärkeä tietolähde arvoista RBE tai RBE

max korkean LET säteilylle on kasvain induktio ja elämän lyhentämistä Hiirillä tai rotilla HZE hiukkasia tai fissio neutroneja (tarkistetaan [45,46]). Fissio neutronit kanssa energioita alle 0,1 noin 5 MeV todettiin olevan yksi biologinen efektiivinen aloilla, mikä voi johtua suuren biologisen tehokkuuden vähän energiaa protonien tuottama neutronit näitä energioita. RBE estimaatteja syöpäkasvainten kaikkein biologisesti tehokas HZE hiukkasia, kuten korkean energian Fe hiukkaset ovat samanlaisia ​​niitä löytynyt fissio neutroneja, mutta hyvin vähän tutkimuksia RBE: t HZE hiukkasten on havaittu.

Nykyinen tutkimus keskittyi julkaistuihin arvoihin RBE: n ja kasvaimia hiirillä tehdä uusi arvio on keskeinen parametri NSCR mallissa. RBE data for life-lyhentämistä hiirillä fissio neutronien on myös saatavilla, mutta sisältää osuudet leukemia, kateenkorvan lymfooma, ja sidekudoksen kasvaimia, joilla tyypillisesti on alempi RBE: n verrattuna epiteelin tai kiinteitä kasvaimia [35]. Kuolleisuus osuudet kuin syöpää edistäisi myös RBE johdettuja arvioita elämän lyhentämistä data. Suora soveltaminen RBE arvioi kiinteiden kasvainten täällä vältetään mahdolliset erot RBEs eri parametrit. Tuloksena CDF: t RBE arvot kuvassa. 1 heijastavat muunnelmia RBE kudoksen tyypin, sukupuolen, ja kantoja hiirillä. Ei ole selvää, jos joissakin näistä tietojen vastaisi paremmin ihmisen kiinteiden syöpäriski, kun taas rajallinen määrä tietoa vakavasti rajojen tällaisia ​​tutkimuksia.

Tarkistettu lähestymistapa yhtälön (8) katsoo hiukkasen Ratarakenteen olla sovitetut pienen ja suuren ionisaatiota tiheyden alueet vastaavat suurin piirtein hiukkasen penumbra ja ydin, vastaavasti. Biologisten vaikutusten korkean ionisaation tiheys osuus (toinen termi oikealla puolella yhtälö (8)) hiukkasen rata oletetaan olevan riippumaton annoksesta nopeuden. Kuitenkin alhaisen ionisaation tiheys osuus (ensimmäinen termi oikealla puolella yhtälö (8)), jonka arvioidaan kokeista suuremmilla annoksilla ja annos-hinnat kuin tapahtuisi avaruudessa, oletetaan olevan riippuvaisia ​​annosnopeuden ja pienenee DDREF varten avaruuspeili riskin ennusteita. Tämä lähestymistapa ei ota huomioon NTE: n [13-15,47] ja mahdollisen käänteinen annosnopeuden vaikutus, joka havaittiin hiiren kasvainten induktioon tutkimuksia fissio neutroneja suuremmilla annoksilla ( 0,2 Gy) (katsaus [45,46]). On tärkeää, että lisätutkimuksia NTE: n ja käänteisen annosnopeuden vaikutukset käyttäen HZE hiukkasia avaruuteen annoksilla ( 0,2 Gy) toteutetaan.

Olen myös oletettu, että kokeita Fe hiukkaset ja fissio neutroneja kun käytetyt arvioida suurin RBE tahansa säteilylaji heijastavat samaa jakelun. Tämä RBE arvot näiden erillisten säteilyn tyypit olisi samanlainen on ehdottanut NASA QF biofyysisestä mallia, jossa fissio neutroneja tuottaa protonispektreistä kanssa vaikuttavuus vähenee verrattuna tehokkain protoni energiaa, kun taas Fe hiukkasten optimaalinen energia ovat vähemmän syöpää aiheuttavia yksikköannosta kohden verrattuna kevyempiin varattuja hiukkasia erillisten optimaalista energialähteiden. Vaihtelu jotka voivat johtua eroista tehokkuuden välillä fissio neutroneja ja Fe hiukkasten arvioidaan olevan alle 25% perustuen Ratarakenteen ja mikroskooppinen energiakertymiä näkökohdat, mutta voisi olla suurempi, jos erillisiä mekanismeja kasvainten induktio esiintyä näistä eri tyyppisistä