Dose-Rate Effects Generated from Repair and Regeneration

재생과 증식에 기인하는 선량률 효과

A general effect for cell proliferation has been incorporated into Roesch's survival equation (Accumulation Model). From this an isoeffect formula for the low dose-rate regimen is obtained. The prediction for total doses equivalent to 60Gy delivered at the constant dose-rate over 7 days agrees well with the dose-time data of Paterson and of Green, when the parameter ratio A/B (${\approx}{\alpha{\mu}}/2{\beta}\;where\;{\mu}$ is the repair rate) is chosen to be 0.7Gy/h. When a constant proliferation rate and known facts of division delay are assumed, an isoeffect relation between low dose-rate treatment and acute dose-rate treatment can be derived. This formula in the regimens where proliferation is negligible predicts exactly the data of Ellis that 8 fractions of 5 Gy/day for 7 days are equivalent to continuously applied 60Gy over 7days, provided the A/B ratio is 0.7 Gy/h and the $\alpha/\beta$ ratio is 4Gy. Overall agreement between the clinical data and the predictions made by the formula at the above parameter values suggests that the biologcal end points used as the tolerance level in the studies by Paterson, Green, and Ellis all agree and they are not entirely the early effects as generally assumed. The absence of dose-rate effects observed in the mouse KHT sarcoma can better be explained in terms of a large value for the A/B ratio. Similarly, the same total dose used independently of the dose-rate to treat head and neck tumors by Pierquin can be justified.

Roesch의 생존 방정식속에 세포증식으로 일어나는 생존증가를 가장 일반적 형식으로 포함시킨 식을 유도하고 이 식으로부터 저선량률 방사선에만 적용되는 동결과선량식 (Isoeffect formula)을 유도하였다. 이 저선량률식이 파라메터 하나로 결정해주는 총선량은 Paterson과 Green에 의하여 얻어진 실험 임상결과와 일치한다. 이 파라메터와 선량률 효과 사이의 관계의 의의를 논하였다. 또한 고선량률 분절(fractionation) 치료와 동저선량률 계속치료를 연락하는 동결과 선량식을 유도 사용하여, Ellis가 잰 실험결과와 비교하였다. 그 결과, Ellis와 Paterson이 쓴 'tolerance'의 표준이 $\alpha/\beta$의 비 4Gy에 해당하는 것임이 밝혀졌다. 그러므로 이들의 'tolerance'의 표준은 'early effect'에만 두고 본 것이 아님을 알 수 있다. 개념적인 면에서도, 아래와 같은 새로운 견해가 나올 수 있다. KHT sarcoma의 생존선도 (survival curve)에 선량률 효과가 보이지 않는 이유로 $\alpha/\beta$의 비가 큰 점을 들을 수 있다. 이것은 이 survival curve에 어께 (shoulder)가 보이지 않는 것으로도 증명이 된다. Pierquin이 선량률에 무관하게 head and neck tumor치료에 같은 총선량을 쓴 것을 정당화시킬 수 있다.