In previous RENEB interlaboratory comparisons based on the manual scoring of dicentric chromosomes, a tendency for systematic overestimation for doses > 2.5 Gy was found. However, these exercises included only very few doses in the high dose range, and they were heterogeneous in terms of radiation quality and evaluation mode, and comparable only to a limited extent. Here, this presumed deviation was explored by investigating three doses > 2.5 Gy. Blood samples were irradiated (2.56, 3.41 and 4.54 Gy) using a 60Co source and sent to 14 member laboratories of the RENEB network, which performed the dicentric chromosome assay (manual and/or semi-automatic scoring) and reported dose estimates. Most participants provided estimates that agreed very well with the physical reference doses and all provided dose estimates were in the correct clinical category (> 2 Gy). The previously observed tendency for a systematic bias across all laboratories was not confirmed. However, tendencies for systematic underestimation were detected for dose estimations for reference doses given in terms of absorbed dose to blood and for some participants, a laboratory-specific trend of systematic under- or overestimation was observed. The importance of regularly performed quality checks for a broad dose range became obvious to avoid misinterpretation of results.
BACKGROUND: FLASH radiotherapy necessitates the development of advanced Quality Assurance methods and detectors for accurate monitoring of the radiation field. This study introduces enhanced time-resolution detection systems and methods used to measure the delivered number of pulses, investigate temporal structure of individual pulses and dose-per-pulse (DPP) based on secondary radiation particles produced in the experimental room. METHODS: A 20 MeV electron beam generated from a linear accelerator (LINAC) was delivered to a water phantom. Ultra-high dose-per-pulse electron beams were used with a dose-per-pulse ranging from ̴ 1 Gy to over 7 Gy. The pulse lengths ranged from 1.18 μs to 2.88 μs at a pulse rate frequency of 5 Hz. A semiconductor pixel detector Timepix3 was used to track single secondary particles. Measurements were performed in the air, while the detector was positioned out-of-field at a lateral distance of 200 cm parallel with the LINAC exit window. The dose deposited was measured along with the pulse length and the nanostructure of the pulse. RESULTS: The time of arrival (ToA) of single particles was measured with a resolution of 1.56 ns, while the deposited energy was measured with a resolution of several keV based on the Time over Threshold (ToT) value. The pulse count measured by the Timepix3 detector corresponded with the delivered values, which were measured using an in-flange integrating current transformer (ICT). A linear response (R2 = 0.999) was established between the delivered beam current and the measured dose at the detector position (orders of nGy). The difference between the average measured and delivered pulse length was ∼0.003(30) μs. CONCLUSION: This simple non-invasive method exhibits no limitations on the delivered DPP within the range used during this investigation.
BACKGROUND: Percutaneous rhizotomy of the Gasserian ganglion is a well-established intervention for patients suffering from refractory trigeminal pain, not amenable to pharmacological management or microvascular decompression. Traditionally conducted under fluoroscopic guidance using Hartel's technique, this study investigates a modified approach employing low-dose CT guidance to achieve maximal procedural precision and safety with the emphasis on minimizing radiation exposure. METHODS: A retrospective analysis of patients undergoing percutaneous rhizotomy of the Gasserian ganglion at our institution was undertaken. Procedures were divided into fluoroscopy and CT-guided foramen ovale (FO) cannulation cohorts. Radiation doses were assessed, excluding cases with incomplete data. The study included 32 procedures in the fluoroscopy group and 30 in the CT group. RESULTS: In the CT-guided group, the median effective dose was 0.21 mSv. The median number of CT scans per procedure was 4.5, and the median procedure time was 15 min. Successful FO cannulation was achieved in all 30 procedures (100%). In the fluoroscopy group, the median effective dose was 0.022 mSv, and the median procedure time was 15 min. Cannulation of FO was successful in 31 of 32 procedures (96.9%). The only complications in the CT-guided group were three minor cheek hematomas. Immediate pain relief in the CT-guided group was reported in 25 of 30 procedures (83.3%), 22 of 30 (73.3%) provided relief at one month, and 10 of 18 (55.6%) procedures resulting in pain relief at one month continued to provide relief after two years. CONCLUSION: Low-dose CT-guided percutaneous rhizotomy conducted in the radiology suite carries negligible radiation exposure for patients and eliminates it for personnel. This method is fast, simple, precise, and carries a very low risk of complications.
- MeSH
- dávka záření MeSH
- dospělí MeSH
- fluoroskopie metody MeSH
- ganglion trigeminale chirurgie diagnostické zobrazování MeSH
- lidé středního věku MeSH
- lidé MeSH
- neuralgie trigeminu * chirurgie diagnostické zobrazování radioterapie MeSH
- počítačová rentgenová tomografie * metody MeSH
- radiační expozice * prevence a kontrola MeSH
- retrospektivní studie MeSH
- rizotomie * metody MeSH
- senioři MeSH
- výsledek terapie MeSH
- Check Tag
- dospělí MeSH
- lidé středního věku MeSH
- lidé MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- senioři MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
BACKGROUND: Ultra high dose rate (UHDR) radiotherapy using ridge filter is a new treatment modality known as conformal FLASH that, when optimized for dose, dose rate (DR), and linear energy transfer (LET), has the potential to reduce damage to healthy tissue without sacrificing tumor killing efficacy via the FLASH effect. PURPOSE: Clinical implementation of conformal FLASH proton therapy has been limited by quality assurance (QA) challenges, which include direct measurement of UHDR and LET. Voxel DR distributions and LET spectra at planning target margins are paramount to the DR/LET-related sparing of organs at risk. We hereby present a methodology to achieve experimental validation of these parameters. METHODS: Dose, DR, and LET were measured for a conformal FLASH treatment plan involving a 250-MeV proton beam and a 3D-printed ridge filter designed to uniformly irradiate a spherical target. We measured dose and DR simultaneously using a 4D multi-layer strip ionization chamber (MLSIC) under UHDR conditions. Additionally, we developed an "under-sample and recover (USRe)" technique for a high-resolution pixelated semiconductor detector, Timepix3, to avoid event pile-up and to correct measured LET at high-proton-flux locations without undesirable beam modifications. Confirmation of these measurements was done using a MatriXX PT detector and by Monte Carlo (MC) simulations. RESULTS: MC conformal FLASH computed doses had gamma passing rates of >95% (3 mm/3% criteria) when compared to MatriXX PT and MLSIC data. At the lateral margin, DR showed average agreement values within 0.3% of simulation at 100 Gy/s and fluctuations ∼10% at 15 Gy/s. LET spectra in the proximal, lateral, and distal margins had Bhattacharyya distances of <1.3%. CONCLUSION: Our measurements with the MLSIC and Timepix3 detectors shown that the DR distributions for UHDR scenarios and LET spectra using USRe are in agreement with simulations. These results demonstrate that the methodology presented here can be used effectively for the experimental validation and QA of FLASH treatment plans.
Adjuvantní radioterapie je velmi častou součástí léčby nemetastatického nádoru prsu. Přestože se jedná o velmi účinnou léčební metodu, může být zatížena mnoha nežádoucími účinky. Ty mohou zvýšit riziko vzniku kardiovaskulárních či plicních nemocí, sekundárních malignit a dle nejnovějších dat mohou také vést k nežádoucí lymfopenii. Protonová radioterapie díky svým jednoznačným dozimetrickým výhodám přináší možnost snížení integrální dávky, dávky na rizikové orgány a současně umožňuje zachovat optimální pokrytí cílového objemu. Tato výhoda stoupá s rostoucí komplexností cílového objemu. Čím je plánovaný objem větší nebo komplikovanější, tím je výhoda protonové terapie významnější. Jedná se zejména o objemy, u kterých je v plánu ozařování vnitřních mamárních uzlin, komplikované či klenuté tvary hrudníku (např. pectus excavatum) nebo bilaterální karcinomy prsu. Tady protonová terapie nabízí unikátní fyzikální možnosti při výborném pokrytí plánovaného cílového objemu a současné ochraně zdravých tkání. V článku uvádíme situace, u kterých je při použití protonové radioterapie v léčbě karcinomu prsu významný dozimetrický benefit a potenciální profit z protonové terapie.
Adjuvant radiotherapy is a frequently used treatment option for non-metastatic breast cancer. Although highly effective, it can be burdened with several negative side-effects that may increase the risk of cardiovascular and pulmonary diseases, secondary malignancies, and according to recent data, may lead to unwanted suppression of the immune system. Proton radiotherapy has unique dosimetric advantages that offer the possibility of reducing the integral dose and unwanted dose to the surrounding organs at risk, while simultaneously allowing for optimal coverage of the treatment volume. This benefit becomes more evident in larger or more complex target volumes. Treatment plans with increased complexity, such as those for bilateral breast cancer, complicated or arched chest shapes (e.g., pectus excavatum), or those involving irradiation of the internal mammary nodes, stand to benefit significantly from proton therapy. In this article, we highlight situations in which proton radiotherapy offers pronounced dosimetric advantages for breast cancer patients.
- MeSH
- dávka záření MeSH
- kardiotoxicita MeSH
- lidé MeSH
- nádory prsu * MeSH
- protonová terapie * škodlivé účinky MeSH
- radiační poranění MeSH
- radioterapie s modulovanou intenzitou MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- Publikační typ
- přehledy MeSH
Východiska: Radioterapie s modulovanou intenzitou svazku (intensity modulated radiotherapy – IMRT) stala v radioterapii standardem díky výhodám, které poskytuje z hlediska pokrytí cílových objemů a šetrnosti vůči orgánům. Možnost frakcionace dávek pro různé cíle navíc umožňuje ozařovat v rámci stejného sezení vysoce rizikové oblasti vyššími dávkami a volitelné objemy nižšími dávkami, což se označuje jako simultánní integrovaný boost (SIB). Cílem této studie byla retrospektivní analýza klinických výsledků a vzorců selhání léčby u pacientů, kteří byli v našem centru léčeni pro karcinomy orofaryngu pomocí SIB-IMRT a souběžné chemoterapie a zároveň analýza faktorů přispívajících k horším výsledkům. Materiál a metody: Údaje o pacientech s karcinomem orofaryngu léčených pomocí SIB-IMRT a souběžné chemoterapie byly získány z nemocniční databáze. Byly zdokumentovány demografické údaje pacientů, histopatologické znaky, staging, podrobnosti o léčbě, vzorce selhání léčby a výsledky. Byly vyhodnoceny všechny potenciální faktory ovlivňující výsledky. Ozařování probíhalo technikou SIB-IMRT. Celková dávka na plánovací cílový objem (planning target volume – PTV) s vysokým rizikem byla 66 Gy (2,2Gy/frakce), celkové dávky na PTV se středním a nízkým rizikem byly 60 Gy a 54 Gy. Primárním endpointem byla hodnocení míry lokální kontroly (local control – LC), regionální kontroly (RC) a lokoregionální kontroly (LRC) a sekundárním endpointem bylo hodnocení výsledků přežití: celkového přežití (overal survival – OS) a úmrtnost na nádorové onemocnění. Všechny analýzy přežití byly provedeny pomocí Kaplanovy-Meierovy metody. Výsledky: Do finální analýzy bylo zahrnuto 169 pacientů. Medián věku byl 55 let (rozmezí 20–78) a 95,3 % tvořili muži. Nejčastějším primárním místem výskytu nádoru byla báze jazyka. Celkem 54 % pacientů mělo negativní uzliny a u 38 % bylo onemocnění ve stadiu IV. LC u případů N0 vs. N+ byla 74,1 vs. 62,3 % (p = 0,046). Stejně tak čtyřletá RC pro případy N0 vs. N+ byla 94,4 vs. 83,5 % (p = 0,024). Při multivariační analýze vykazovala signifikantní rozdíl mezi oběma případy pouze čtyřletá RC (p = 0,039). Mezi stadii T nebyly zjištěny žádné rozdíly v LRC a OS. Čtyřletá LRC pro stadia 1 a 2 vs. 3 a 4 byla nevýznamná (69,2 vs. 66,3 %; p = 0,178). Čtyřleté OS bylo 81,3 %. Čtyřletá LC a LRC byla 67,8 a 89,5 %. Bylo zaznamenáno 54 lokálních a 17 regionálních selhání léčby. Medián doby do selhání léčby byl 13 měsíců (rozmezí 3,6– 82,9). Závěr: SIB-IMRT poskytuje u karcinomů orofaryngu srovnatelné výsledky. Celkové přežití a lokoregionální recidivy byly významně horší u onemocnění s pozitivními uzlinami.
Background: Intensity modulated radiotherapy (IMRT) has become a standard radiotherapy treatment delivery option owing to the advantages it offers in terms of target coverage and organ sparing. Furthermore, the ability to introduce different fractionation for different targets lets us deliver higher doses to the high-risk areas and lower doses to the elective volumes at the same sitting, referred to as simultaneous integrated boost (SIB). In the current study, we intended to retrospectively analyze the clinical outcomes and patterns of the failure of oropharyngeal cancers treated with SIB-IMRT and concurrent chemotherapy at our centre and analyze the factors contributing to poorer outcomes. Material and methods: Data of oropharyngeal cancer patients treated with SIB-IMRT and concurrent chemotherapy were retrieved from the institutional database. Patient demographic details, histopathological features, staging, treatment details, failure patterns and outcomes were documented. All potential factors were evaluated for outcomes. Radiation was delivered by using the SIB-IMRT technique. High-risk planning target volume (PTV) received 66 Gy in 2.2 Gy/fraction, intermediate and low-risk PTV received 60 Gy and 54 Gy, respectively. Primary endpoint was to assess local control (LC), regional control (RC) and loco-regional control (LRC) rates and secondary end point was to evaluate the survival outcomes – overall survival (OS) and cancer-specific mortality. All survival analyzes were performed using the Kaplan-Meier method. Results: A total of 169 cases were included in the final analysis. The median age was 55 years (range 20–78) with 95.3% males. The base of tongue was the most common primary site. Around 54% cases were node negative with 38% patients having stage IV disease. The local control rates for N0 vs. N+ cases were 74.1 vs. 62.3% (P = 0.046), respectively. Similarly, the 4-year RC rates for N0 vs. N+ cases were 94.4 vs. 83.5% (P = 0.024), respectively. On multivariate analysis, only 4-year RC rates showed significant difference between the two (P = 0.039). No differences were found between T stages in LRC and OS. The 4-year LRC rates for stages 1, 2 vs. 3, 4 were non-significant (69.2 vs. 66.3%; P = 0.178). The 4-year OS rate was 81.3%. The 4-year LC and LRC rates were 67.8 and 89.5%, respectively. There were 54 local and 17 regional failures. The median time to failure was 13 months (range 3.6–82.9). Conclusion: SIB-IMRT provides comparable outcomes for oropharyngeal cancers. OS and loco-regional recurrences were significantly worse for nodal positive disease.
- MeSH
- analýza přežití MeSH
- dávka záření MeSH
- dospělí MeSH
- Kaplanův-Meierův odhad MeSH
- lidé středního věku MeSH
- lidé MeSH
- lymfatické uzliny patologie MeSH
- nádory orofaryngu * farmakoterapie patologie prevence a kontrola radioterapie MeSH
- neúspěšná terapie MeSH
- prognóza MeSH
- radioterapie s modulovanou intenzitou * metody MeSH
- senioři MeSH
- statistika jako téma MeSH
- Check Tag
- dospělí MeSH
- lidé středního věku MeSH
- lidé MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- senioři MeSH
- Publikační typ
- klinická studie MeSH
Úvod: Práce na pracovištích nukleární medicíny představuje pracovní činnosti, při kterých dochází k expozici ionizujícím zářením. Expozice může být ovlivněna nejen druhem aplikovaného radiofarmaka a jeho aktivitou, ale i způsobem aplikace. Metoda: Práce sleduje a hodnotí výsledky osobní dozimetrie lékařů na pracovišti Oddělení nukleární medicíny Masarykova onkologického ústavu v Brně ovlivněné instrumentací pro aplikaci radiofarmak. Výsledky: Využití instrumentace k aplikaci radiofarmak umožňuje redukci profesního ozáření aplikujících lékařů o více než 90 % v prstové a celotělové dozimetrii. Závěr: Na základě našich zkušeností s instrumentací v nukleární medicíně lze tento princip radiační ochrany (RO) označit za velmi účinný nástroj optimalizace RO také při aplikaci radiofarmak. Takto optimalizovanou RO dochází k posílení bezpečnostních prvků ve vztahu k aplikujícím pracovníkům, čímž se vytváří prostor k možnému navyšování provozu a zvyšování dostupnosti péče v oblasti nukleární medicíny ve vztahu k pacientům.
Introduction: Exposition to radiation is necessarily connected with working at departments of nuclear medicine. The exposure can be influenced by the type of a radiopharmaceutical, its activity and the way of application. Method: This paper analyses the personal dosimetry of physicians at the Department of Nuclear Medicine, Masaryk Memorial Cancer Institute in Brno and evaluates the influence of instrumental application of radiopharmaceuticals on radiation exposure. Results: Use of instrumentation for application of radiopharmaceuticals results in reduction of occupational exposure of physicians by more than 90 % in ring and whole-body dosimetry. Conclusion: Based on our experience with instrumentation at department of nuclear medicine, this principle of radiation protection (RP) has proved to be a very effective tool of RP optimization in application of radiopharmaceuticals. Such optimization of RP reinforces safety elements in relation to the applicating staff, therefore enabling the increase in number of examined patients and increase in availability of nuclear medicine care in relation of patients.
- MeSH
- bezpečnost MeSH
- dávka záření MeSH
- infuzní pumpy * klasifikace MeSH
- ionizující záření MeSH
- lidé MeSH
- nemoci z povolání prevence a kontrola MeSH
- nukleární lékařství metody přístrojové vybavení statistika a číselné údaje MeSH
- radiační ochrana metody přístrojové vybavení MeSH
- radiofarmaka * aplikace a dávkování MeSH
- radiometrie metody přístrojové vybavení škodlivé účinky statistika a číselné údaje MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- práce podpořená grantem MeSH
Stereotaktická radioterapie karcinomu prostaty je relativně novou technikou léčby tohoto onemocnění. Uplatňuje se jako alternativa k běžně užívaným frakcionačním schématům v kurativních indikacích při ozařovaní celé prostaty a části semenných váčků a v paliativních při ozařování vzdálených metastáz. Zvláštní uplatnění nachází v léčbě oligometastatického onemocnění.
Stereotactic radiotherapy of prostate cancer is a new technique for the treatment of this disease. It is used as an alternative to commonly used fractionation schemes in curative indications when irradiating the entire prostate and part of the seminal vesicles and in palliative cases when irradiating distant pathways. It is particularly useful in the treatment of oligometastatic disease.
Objective.There is an increasing interest in calculating and measuring linear energy transfer (LET) spectra in particle therapy in order to assess their impact in biological terms. As such, the accuracy of the particle fluence energy spectra becomes paramount. This study focuses on quantifying energy depositions of distinct proton, helium, carbon, and oxygen ion beams using a silicon pixel detector developed at CERN to determine LET spectra in silicon.Approach.While detection systems have been investigated in this pursuit, the scarcity of detectors capable of providing per-ion data with high spatial and temporal resolution remains an issue. This gap is where silicon pixel detector technology steps in, enabling online tracking of single-ion energy deposition. The used detector consisted of a 300μm thick silicon sensor operated in partial depletion.Main results.During post-processing, artifacts in the acquired signals were identified and methods for their corrections were developed. Subsequently, a correlation between measured and Monte Carlo-based simulated energy deposition distributions was performed, relying on a two-step recalibration approach based on linear and saturating exponential models. Despite the observed saturation effects, deviations were confined below 7% across the entire investigated range of track-averaged LET values in silicon from 0.77 keVμm-1to 93.16 keVμm-1.Significance.Simulated and measured mean energy depositions were found to be aligned within 7%, after applying artifact corrections. This extends the range of accessible LET spectra in silicon to clinically relevant values and validates the accuracy and reliability of the measurements. These findings pave the way towards LET-based dosimetry through an approach to translate these measurements to LET spectra in water. This will be addressed in a future study, extending functionality of treatment planning systems into clinical routine, with the potential of providing ion-beam therapy of utmost precision to cancer patients.
- MeSH
- křemík MeSH
- lineární přenos energie * MeSH
- metoda Monte Carlo MeSH
- radiometrie přístrojové vybavení MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
