带电粒子致 DNA 损伤随能量变化的闭合参数化：一种几何方法

目的：提出一种计算带电粒子辐射诱导 DNA 损伤的闭合形式体系。该形式体系适用于所有类型的带电粒子，且由于其闭合特性，适合快速将剂量转换为 DNA 损伤。方法：利用单粒子模型量化受照细胞内 DNA 链中双链断裂的诱导。这导致提出使用累积 Cauchy 分布来表达由单粒子产生的高和低 LET 类型损伤概率的混合。使用微观现象学 Monte Carlo 代码，根据与嵌入细胞中的 DNA 分子损伤相关的动能来拟合模型参数。该模型应用于四种粒子：电子、质子、$\alpha$ 粒子和碳离子。利用电离平均自由程作为量化器对这一观测结果进行几何解释，允许将模型扩展至极低能量。结果：数学表达式通过卡方检验（$\chi^2/NDF < 1$）充分描述了该模型。这适用于所有粒子类型，其中质子的拟合近乎完美，而其他粒子在极低能量下似乎存在一些差异。基于单纯复杂损伤计算严格版本 RBE 的实现得到了实测 RBE 实验数据的证实。几何解释为每种类型的带电粒子生成了一个独特的无量纲参数 $k$。此外，它预测了一种不同于当前模型的 DNA 损伤分布。