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標的粒子療法、ハドロン療法、または高Zナノ粒子による細胞の放射線感覚化を含む新たな放射線療法治療では、ナノスケールでの放射線トラック構造の理論的決定が必要です。これは、細胞およびDNAレベルで放射線損傷を評価するために不可欠です。2007年以来、GEANT4は、GEANT4-DNAパッケージを介してナノメートルレベルでの液体水中の粒子相互作用を記述する物理モデルを提供しています。現在、このパッケージは、粒子と液体水とのイベントごとの電磁相互作用、および水放射線分解のモデリングのための開発を説明するモデルの完全なセットを提供しています。GEANT4-DNAは、その放出以来、KVおよびMV外ビーム放射線療法、陽子および重イオンを使用したハドロン療法、標的療法および放射線生物学研究の研究ツールとして採用されてきました。他のトラック構造モンテカルロコードに関してベンチマークされており、利用可能な場合、参照実験測定に対して。GEANT4-DNA物理モデルと放射線分解モデリング機能はすでに文献で詳細に説明されていますが、このレビューペーパーでは、a)生物学的ターゲットの幾何学的記述をDNAサイズまで提供する目的で、代表的な論文の選択を要約して説明し、現在の微小微量およびナノスケールアプリケーションの全微小スペクトルの完全なスペクトルを提供します。
標的粒子療法、ハドロン療法、または高Zナノ粒子による細胞の放射線感覚化を含む新たな放射線療法治療では、ナノスケールでの放射線トラック構造の理論的決定が必要です。これは、細胞およびDNAレベルで放射線損傷を評価するために不可欠です。2007年以来、GEANT4は、GEANT4-DNAパッケージを介してナノメートルレベルでの液体水中の粒子相互作用を記述する物理モデルを提供しています。現在、このパッケージは、粒子と液体水とのイベントごとの電磁相互作用、および水放射線分解のモデリングのための開発を説明するモデルの完全なセットを提供しています。GEANT4-DNAは、その放出以来、KVおよびMV外ビーム放射線療法、陽子および重イオンを使用したハドロン療法、標的療法および放射線生物学研究の研究ツールとして採用されてきました。他のトラック構造モンテカルロコードに関してベンチマークされており、利用可能な場合、参照実験測定に対して。GEANT4-DNA物理モデルと放射線分解モデリング機能はすでに文献で詳細に説明されていますが、このレビューペーパーでは、a)生物学的ターゲットの幾何学的記述をDNAサイズまで提供する目的で、代表的な論文の選択を要約して説明し、現在の微小微量およびナノスケールアプリケーションの全微小スペクトルの完全なスペクトルを提供します。
Emerging radiotherapy treatments including targeted particle therapy, hadron therapy or radiosensitisation of cells by high-Z nanoparticles demand the theoretical determination of radiation track structure at the nanoscale. This is essential in order to evaluate radiation damage at the cellular and DNA level. Since 2007, Geant4 offers physics models to describe particle interactions in liquid water at the nanometre level through the Geant4-DNA Package. This package currently provides a complete set of models describing the event-by-event electromagnetic interactions of particles with liquid water, as well as developments for the modelling of water radiolysis. Since its release, Geant4-DNA has been adopted as an investigational tool in kV and MV external beam radiotherapy, hadron therapies using protons and heavy ions, targeted therapies and radiobiology studies. It has been benchmarked with respect to other track structure Monte Carlo codes and, where available, against reference experimental measurements. While Geant4-DNA physics models and radiolysis modelling functionalities have already been described in detail in the literature, this review paper summarises and discusses a selection of representative papers with the aim of providing an overview of a) geometrical descriptions of biological targets down to the DNA size, and b) the full spectrum of current micro- and nano-scale applications of Geant4-DNA.
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